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计算机辅助药物分子设计近年来已成为新药创制的重要手段。配体和受体之间的相互作用研究有助于阐明配体的作用机理,为合理药物设计提供线索。新发展的拉伸分子动力学模拟使原来在微秒至秒时间范围内发生的生物化学过程可以在纳秒尺度内进行模拟,从而动态再现目前实验所无法提供的配体与受体的解离过程。
Cleevec(STI-571)是第一种靶向特定的导致肿瘤发生的基因缺陷小分子药物,它的出现在靶标抗癌药物的研究中具有里程碑式的意义。STI-571虽然在慢性髓细胞白血病的治疗方法上取得了重大的突破,但是它也遇到其他类型抗癌药物的常见耐药性问题。INNO-406既可以与Lyn激酶作用,也可以与BCR-ABL激酶作用,这种双抗性有利于解决Lyn激酶过表达所产生的抗药性问题。目前实验仅能提供INNO-406与受体Lyn作用结果,无法给出INNO-406如何从Lyn酪氨酸激酶狭长的结合口袋解离的过程。而拉伸分子动力学模拟方法则正好可以弥补实验上的不足,提供INNO-406解离动态过程。
本论文通过分子动力学软件NAMD模拟了INNO-406与Lyn酪氨酸激酶的解离过程,直观地再现了配体与蛋白质受体之间动态的相互作用情况。模拟过程发现,将INNO-406沿着Lyn酪氨酸激酶狭长的主通道拉离其结合位点时,由于残基Met318和Thr315组成的卡口的阻碍作用使得外力增加到850pN。改变或优化INNO-406中与这些残基作用的嘧啶环将有助于其解离过程,为新的药物分子设计提供了新的方向。