肝纖維化新靶標(biāo)BRD4蛋白抑制機(jī)制研究與虛擬篩選.pdf

1、在后基因組時(shí)代，基因表達(dá)中的表觀遺傳已然成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，受到了越來越多人的重視。組蛋白的翻譯后修飾，通常又叫做組蛋白密碼，作為表觀遺傳中的重要內(nèi)容之一，可以影響染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)并且決定著核染色體的整體形態(tài)。能夠識(shí)別組蛋白或DNA共價(jià)修飾的的表觀遺傳標(biāo)記物被稱作是“Readers”，Bromodomain(BRD,中文名亦稱溴-結(jié)構(gòu)域)就是這樣一種能夠特異性識(shí)別乙?；M蛋白尾部的蛋白結(jié)構(gòu)域。BRD普遍存在于人體的重要蛋白質(zhì)中，與炎癥、腫瘤

2、、心血管等許多重要疾病的發(fā)生都息息相關(guān)。近些年來，BRD4作為BRD大家族的一員已經(jīng)成為許多重大疾病一個(gè)新興的藥物靶標(biāo)，肝纖維化就是其中重要的一個(gè)，BRD4蛋白主要通過調(diào)節(jié)肝星狀細(xì)胞的基因表達(dá)來實(shí)現(xiàn)肝纖維化的逆轉(zhuǎn)，越來越多有較好活性的BRD蛋白抑制劑也通過實(shí)驗(yàn)相繼得到。但是，更為詳細(xì)的BRD蛋白抑制機(jī)制尤其是抑制劑與BRD蛋白的結(jié)合動(dòng)力學(xué)過程卻一直不是非常明了。
　　本論文通過計(jì)算模擬和虛擬篩選的方法，探究了BRD4蛋白的抑制機(jī)制

3、，隨后從天然產(chǎn)物小分子庫(kù)中篩選出了對(duì)BRD4蛋白打分值較高的若干化合物。
　　論文第一章主要綜述了表觀遺傳、組蛋白的化學(xué)修飾和Bromodomain（BRD）蛋白之間的相互關(guān)系，強(qiáng)調(diào)了BRD在人類疾病通路中的重要作用。還介紹了BRD的分類、結(jié)構(gòu)、功能以及研究BRD的具體意義所在。之后，小結(jié)了計(jì)算模擬在藥物研究中應(yīng)用的一些基本方法和概念，包括分子力學(xué)、量子化學(xué)計(jì)算和分子動(dòng)力學(xué)等，以及虛擬篩選。
　　論文的第二章，通過運(yùn)用經(jīng)典的

4、分子動(dòng)力學(xué)（MD）模擬和高精度密度泛函水平下的QM/MMMD模擬，揭示了BRD4蛋白中ZA-loop的動(dòng)力學(xué)特性和它與結(jié)合口袋大小的相互關(guān)系。除此以外，我們的模擬還發(fā)現(xiàn)了化合物（-）-JQ1在熱力學(xué)上能夠很好地適應(yīng)BRD4結(jié)合口袋但是結(jié)合動(dòng)力學(xué)上卻是不可行的，它的外消旋體（+）-JQ1被證實(shí)了無(wú)論是在熱力學(xué)還是結(jié)合動(dòng)力學(xué)上都非常滿足與BRD4蛋白結(jié)合的條件，這也合理的解釋了實(shí)驗(yàn)上測(cè)得的（+）-JQ1對(duì)BRD4有很好抑制效果（IC50=7

5、6nM）而（-）-JQ1（IC50>10,000nM）卻沒有的結(jié)果。此外，ZA-loop上的Leu92、Leu94、Tyr97和BC-loop上Asn140等一些氨基酸殘基被發(fā)現(xiàn)在（+）-JQ1的結(jié)合/釋放過程中發(fā)揮了重要的作用。
　　論文第三章運(yùn)用了虛擬篩選的方法，基于上述 BRD4蛋白結(jié)構(gòu)與機(jī)制方面的研究，篩選了ZINC數(shù)據(jù)庫(kù)中的天然產(chǎn)物小分子庫(kù)，獲得了一批打分較好的化合物結(jié)構(gòu)，并且完成了這些結(jié)構(gòu)對(duì)接進(jìn)入BRD4蛋白后的相互作