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本文借助同源模建、分子力学、分子对接、分子动力学模拟方法对天然鹿茸多肽(nVAP),自整合障碍因子(BAF)的结构与功能进行了深入的理论研究。论文内容主要包括以下三个部分:1.天然鹿茸多肽的结构预测以及与TGF-β1复合物的分子对接研究以血红蛋白A链结构(PDB code:1HDS,1IBE,1FAW,3AT5)作为模板,利用同源模建和分子动力学优化得到了一种天然鹿茸多肽natural velvet antlerpolypeptide(nVAP)的三维结构,采用Profile-3D和Procheck程序对结构进行合理性评估。结果表明,其三维结构模型在现有理论水平下是合理的。nVAP的稳定构象由两条α螺旋构成,呈“V”字型排列。将转化生长因子-β1的I型和II型受体的胞外区(TβRI-ED和TβRII-ED)分别与nVAP进行分子对接,对接结果显示,两种受体与nVAP均具有较高的亲和性。其中,nVAP与TβRII-ED的结合位点位于TβRII-ED与转化生长因子-β1(TGF-β1)的活性中心附近,另外,nVAP可插入到TβRI-ED的“前螺旋伸展”结构域附近,该结构域对结合TGF-β1:TβRII-ED复合物具有关键性作用。在nVAP的作用下,TGF-β1与两种受体的结合受到了强烈干扰,使得TβRI-ED不能与TGF-β1:TβRII-ED发生正确接触,因此,TβRI的胞内区(TβRI-ID)将不能被TβRII磷酸化,从而扰乱了下游信号通路的转导。2.自整合障碍因子及其Gly25Glu突变体与DNA的分子对接和分子动力学研究为了深入了解自整合障碍因子(barrier-to-autointegration factor,BAF)与DNA之间的结合方式,我们利用野生型(WT)BAF(来源于PDB编号2ODG,A链)与DNA(PDB编号2BZF,B和C链)进行分子对接,得到DNA:BAF(WT)复合物,再将BAF的Gly25突变为Glu25,得到突变型(MT)DNA:BAF复合物,随后,对两复合物,BAF(WT)和BAF(MT)分别进行20ns的分子动力学模拟,结果显示,单体BAF的柔性比复合物中的BAF更大,说明DNA具有稳定BAF构象的作用,这与实验结论一致。另外,突变的Glu25在某种程度上亦可对BAF的构象产生影响:氢键在DNA与BAF之间起着重要作用,而在DNA:BAF(MT)中,氢键要少于DNA:BAF(WT)。DNA与BAF(MT)之间的结合自由能要高于DNA:BAF(WT),这是由于在突变的Glu25影响下,DNA与BAF(MT)结合位点上Lys6和Lys33等氨基酸的侧链取向发生了变化,使得结合自由能升高;另一个关键氨基酸Lys72与DNA的相互作用能反而明显降低,导致DNA与BAF(MT)之间的疏水口袋被破坏,使二者之间的结合自由能进一步升高。3.自整合障碍因子二聚体及其Gly25Glu突变体与伊默菌素LEM结构域的分子对接和分子动力学研究我们研究了自整合障碍因子二聚体(BAF2)野生型(WT)及其Gly25Glu突变型(MT)与伊默菌素LEM结构域(EmLEM)的相互作用。BAF2:EmLEM复合物来自于晶体结构2ODG,双链DNA片段来自于晶体结构2BZF。我们利用ZDOCK程序将DNA与BAF2的两条链分别对接,从而构建了DNA2:BAF2:EmLEM复合物。并利用Discovery Studio2.5软件将BAF2的两个Gly25分别突变为Glu25,随后, DNA2:BAF2(WT):EmLEM和DNA2:BAF2(MT):EmLEM复合物分别进行了30ns的分子动力学模拟,结果显示,Glu25可对突变体复合物的构象产生显著影响,来自于BAF A链的Asp57,Glu61,Asp65,B链的glu36对WT和MT复合物中的EmLEM有着不同的亲和力。另外,BAF2(WT)B链的trp62与phe39之间存在着稳定的π-π堆积作用,而这种作用却在BAF2(MT)中被破坏了,从能量分析中可以看出,与BAF2(WT)相比,BAF2(MT)和EmLEM之间具有更强的相互作用,此结果与相关实验的结论相一致。