论文部分内容阅读
乙型肝炎病毒(HBV)是一个由核膜包裹的DNA病毒,HBV感染已经成为人类急性和慢性肝炎疾病的一个主要因素。
有效的乙肝疫苗已经应用了20年,可是疫苗并不能治疗已经感染的病例,而对于慢性感染的治疗也是有限的。治疗慢性肝炎的药物比较昂贵,还有一些不良反应。因此,积极探索HBV基因组复制的机制和开发治疗乙型肝炎的新药迫在眉睫。
HBV属于嗜肝病毒科的一种,该科还包括感染其他哺乳类和鸟类的病毒,如鸭HBV。所有的嗜肝病毒科病毒都有一个小的(3200碱基),部分双链开环DNA基因组。
HBV基因组逆转录的起始以及核壳包装的开始都决定于一种位于前基因组RNA上的RNA信号分子,即包装信号epsilon,与病毒逆转录酶的特异性结合。
迄今为止,对于乙型肝炎病毒基因组复制的机制还没有完全研究清楚,原因之一在于乙肝病毒逆转录酶和乙肝病毒epsilon RNA分子之间复杂的相互作用关系。所以获得乙型肝炎病毒逆转录酶的结构以及epsilon RNA的结构对于研究乙型肝炎病毒基因的复制将有积极意义。但是目前还没有两个分子的晶体结构实验数据。鉴于此,本论文的工作参照PDB和NDB数据库中其他分子片段的结构,利用Insight II生物大分子模拟软件构建乙型肝炎病毒epsilon RNA的结构。
乙型肝炎病毒epsilon RNA的二级结构包括四个单元:Lower stem、Bulge、Upper stem和Loopo Lower stem和Upper stem的空间结构由Insight II软件包中的Biopolymer模块根据碱基互补配对原则自动生成;Bulge和Loop的空间结构参照数据库中已有的相似结构搭建。然后将四个单元的结构进行整合,获得epsilon RNA的初始结构,通过100ps的分子动力学优化获得其三维结构并预测到两个活性位点。与实验结果对照,发现这两个活性位点可能是epsilon RNA与HBV RT相互识别过程中epsilon RNA与HBV RT的结合位点。Epsilon RNA二级结构中的Bulge在空间上形成一个比较明显的空腔。有利于乙型肝炎病毒逆转录酶相互作用。
将分子动力学模拟得到的乙型肝炎病毒epsilon RNA与乙型肝炎病毒逆转录酶(HBV RT)两个分子对接,得到10个比较稳定的复合物模型。其中复合物模型VI经能量优化后分子间总的相互作用能最小。模型VI中,epsilon RNA的8-11、51-54、22-24、4547位碱基与RT充分接触,而Bulge对于维持epsilon RNA的空间构象起着十分重要的作用。氢键分析提示了RT中的部分有可能形成活性位点的氨基酸。
乙型肝炎病毒epsilon RNA三维结构的模建、两个活性位点预测的理论工作为HBV基因复制的研究增添了新内容。乙型肝炎病毒epsilon RNA和HBV RT之间的分子对接的探讨,更进一步加深了对两者相互作用机制的了解。同时为研制新型有效的抗乙肝药物提供了一种思路。