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激酶家族蛋白的一级序列有较高的同源性和ATP结合口袋残基的高度保守性导致了提高激酶类抑制剂的选择性一直成为药物设计的难点。Fascaplysin是一种来自海绵的抗癌海洋生物碱，对调控细胞周期的细胞周期蛋白依赖激酶CDK4和CDK2表现出明显的抑制选择性。CDK4和CDK2的ATP结合口袋中共存在5个差异残基，其中两个氨基酸残基很可能是导致Fascaplysin对CDK4抑制选择性高于CDK2的主要原因，即CDK4Thr102与CDK2Lys89，CDK4Glu144与CDK2Gln131。研究激酶抑制剂Fascaplysin对CDK4的抑制选择性的机理可以为基于结构的药物改造提供有效的指导信息，这有利于设计出具有更高选择性的激酶抑制剂和减弱不必要的毒副作用。本论文利用分子生物学的基因克隆、原核表达和纯化以及定点突变的技术在体外制备人的野生型的CDK4-cyclin D1活性激酶复合物和单点突变的CDK4T102K-cyclin D1、CDKE144Q-cyclin D1激酶复合物以及两点共突变的活性激酶复合物，并利用酶活测定的方法比较抑制剂对天然和定点突变后激酶的抑制能力的变化情况。采用分子对接技术直观地从图像上观察抑制剂与天然和突变激酶的结合模式，共同阐释Fascaplysin与CDK4的选择性抑制的机理。定点突变和酶活测定结果表明抑制剂Fascaplysin对突变型CDK4-cyclin复合物的抑制能力比对野生型的CDK4-cyclin D1复合物的弱，Fascaplysin对野生型CDK4-cyclin D1的IC50为0.31μM，对CDK4T102K-cyclin D1、CDKE144Q-cyclin D1和两点共突变的复合物的IC50值分别为16.36μM，3.365μM和47.56μM。分子对接的结果和Fascaplysin对突变后激酶的抑制活性下降的结果与一致，揭示了CDK4的Thr102和Glu144这两个氨基酸位点确实是决定选择性的主要原因。本论文建立的研究抑制剂与激酶结合模式的研究方法，还可以为以后研究其他CDK4抑制剂的结合机理提供指导，同时利用原核表达体系制备活性的真核生物的CDK4-cyclin D1复合物激酶使实验室建立酶水平的抑制剂筛选平台成为可能。