论文部分内容阅读
近年来,随着广谱抗菌素、抗肿瘤药、免疫抑制剂的大量应用,放射治疗和器官移植的广泛进行,导管和插管的普遍开展,以及免疫缺陷患者尤其是艾滋病患者的急速增加,致使真菌感染特别是深部真菌感染大幅度上升,深部真菌感染现已成为艾滋病和肿瘤等重大疾病死亡的主要原因。另一方面,浅表性真菌感染在世界许多地区极为普遍,属于传播性的常见多发病,也是令人非常烦恼的顽疾。与此相对应的是,目前临床上常用的抗真菌药物存在疗效有限、毒副作用大、抗菌谱窄和易产生耐药性等问题,远不能满足治疗需要。因此迫切需要开发出新一代广谱、低毒、高效的抗真菌药物。为此我们针对临床上最为常用的唑类抗真菌药物的作用靶酶——羊毛甾醇14α-去甲基化酶(CYP51,P45014DM),采用计算机辅助药物设计技术模建靶酶的三维结构,探讨底物和唑类抗真菌药物与靶酶的相互作用模式,分析和识别靶酶活性位点的重要药物结合位点,并在此基础上开展唑类抗真菌药物的优化设计与合成。 一、真菌CYP51三维结构的同源模建和活性位点性质研究 1.白色念珠菌和烟曲霉菌CYP51三维结构的同源模建 肺结核分枝杆菌甾醇14α-去甲基化酶（MTCYP51）与氟康唑和4-苯基咪唑复合物的晶体结构的报道为模建真菌CYP51三维结构提供了精确的模板。我们以MTCYP51为模板结构,模建了白色念珠菌和烟曲霉菌CYP51（CACYP51和AFCYP51）的三维结构。模建结构的准确性经Ramachandran图和Pofile3D图检验,并与模板结构作了详细比较。模建结构保留了P450家族蛋白基本的结构特征,结构中的插入区均位于蛋白表面,对整体结构没有大的影响。在CACYP51和AFCYP51模型中,Heme结合区域、底物进出通道和活性位点的重要残基得到了准确识别。我们将底物对接至CACYP51和AFCYP51的活性位点,探讨了底物与靶酶的作用模式,发现疏水相互作用、氢键相互作用和范德华相互作用是酶与底物的基本作用力。以上研究结果为进一步研究CYP51的结构与功能关系提供了理论依据,同时为设计新型抗真菌药物打下坚实基础。 2.白色念珠菌CYP51活性位点的MCSS分析 我们首先采用了InsightⅡ/Binding site analysis方法搜寻得到了CACYP51活性位点的位置、大小和形状,然后采用多拷贝同时搜寻方法（MCSS）分析了活性