α7-nAChR与部分激动剂的分子模拟研究

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α7型乙酰胆碱受体(α7-nAChR)作为攻克帕金森、重症肌无力、神经性疼痛等疾病的靶点,已经受到越来越多的重视。目前关于其激动剂的研究是比较成熟的,但激动剂具有成瘾性大,副作用大等缺点。相比较而言,α7-nAChR的部分激动剂不仅具有激动剂的功效,且和激动剂相比,兼有成瘾性小,毒副作用小,剂量依赖性小等优点。由于α7-nAChR高分辨率的晶体结构目前尚未获得,相关的实验难以进行,因此对α7-nAChR的部分激动剂进行分子模拟的研究具有重要的意义。本文中,我们采用本课题组之前由同源模建方法构建的α7-nAChR模型作为受体,选取了4-OH-DMXBA、S24795、JN403、Tropisetron四种部分激动剂和激动剂ACh为配体,使用AutoDock软件进行分子对接研究,对接得到的复合物采用Amber软件进行分子动力学模拟,并采用MM/GBSA的方法计算复合物体系的结合自由能。通过对分子动力学模拟得到的轨迹文件进行分析,以及与文献报道的乙酰胆碱结合蛋白(AChBP)和部分激动剂的晶体复合物结构进行对比和讨论,确定了对α7-nAChR与部分激动剂的结合起重要作用的氨基酸。这些关键氨基酸的确定,一方面,对于确定α7-nAChR和部分激动剂的结合模式和作用机制起到了重要的作用,另一方面也证实了本课题研究的必要性。通过结合自由能的计算,确定了促进受体结合与部分激动剂的主要驱动力为分子间的范德华力。最后,探讨了影响部分激动剂效力的几个可能的因素,包括:α7-nAChR复合物中C-loop的开度、配体的体积大小、配体的结合自由能高低等。
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