论文部分内容阅读
信号传导与转录活化因子3（STAT3）信号通路在人类很多肿瘤细胞中都持续异常活化。在信号传递过程中主要由STAT3的Coiled-coil结构域和SH2结构域调控和介导与受体上磷酸化肽段结合位点相互作用并发生磷酸化，形成二聚体，随后进入细胞核与DNA结合，启动靶基因的转录。我们发现了2类STAT3抑制剂,分别是针对STAT3的Coiled-coil结构域的别构小分子K116和结合在STAT3的SH2结构域的小分子B9。 首先我们通过结构依赖的虚拟筛选和荧光偏振的方法进行了初步筛，进而对化合物进行了改造。在体外分子水平，通过SPR技术检测K116与STAT3结合的亲和力Kd是2.397μM，与STAT3突变体（K591A，R595G，C712G，K591A/S611G，I634S/S635G）的Kd基本相同，与Coiled-coil结构域（CCD）的Kd是3.20μM，说明K116不结合在SH2，而是结合在CCD。B9与STAT3的Kd是4.59μM，而与I634S/Q635G突变体的亲和力是22.75μM，下降了4倍，提示B9可能结合在SH2结构域。通过细胞水平的实验，我们发现K116和B9都能够选择性的抑制含有持续异常活化STAT3的肿瘤细胞系的生长，比如MDA-MB-468，MDA-MB-231和DU145细胞，但对含有正常水平活化STAT3的肿瘤细胞系生长抑制活性很低；降低MDA-MB-468细胞内705位酪氨酸磷酸化的STAT3，和下游靶基因Cyclin D1,C-Myc和 Bcl-xl的蛋白水平；B9对STAT3的转录活性和MDA-MB-468细胞的迁移能力都具有浓度依赖性的抑制；同时，K116具有抑制705位酪氨酸磷酸化的STAT3在MDA-MB-468细胞核内聚集，迁移及促进凋亡的效应。因此，我们阐明了K116和B9分别是针对STAT3的CCD和SH2的新型小分子抑制剂，其后续优化产物可能会成为潜在的针对含有持续活化STAT3的人类肿瘤的抗肿瘤先导化合物。 葡萄糖激酶（GK）是一个糖酵解酶在调控血糖水平中发挥了重要作用，因此被作为一个潜在的药物靶标来治疗II型糖尿病和高胰岛素性血糖症。为了进一步明确GK从非活化状态到活化状态的机制，我们对GK进行了一系列的常规分子动力学模拟和靶向分子动力学模拟。在GK失活过程的研究基础上，我们的研究发现GK的整个活化－失活－活化的过程是一个单循环的过程。我们的研究结果展示了别构蛋白的一种复杂的构象变化过程，为通过别构生物大分子的微妙别构机制来设计靶向别构蛋白的药物提供了新思路。