（物理化学专业论文）核因子κb活性抑制剂qsar、作用机理及分子设计的理论研究.pdf

2 0 0 9 届中山大学博士学位论文 钱力 核因子k b 活性抑制剂q s a r 、分子设计及作用机理的理 论研究 专业：物理化学 博士生：钱力 指导教师：郑康成教授 摘要 许多人类疾病都与基因的异常活性和表达有关，这些基因在正常情况下一般处于沉 默或很小活性状态。核转录因子k a p p ab ( n u c l e a rt r a n s e d p t i o nf a c t o r - k a p p ab ，简称 n f 1 m ) 是一种具有多向性调节作用的蛋白质分子，参与调控多种因子的基因表达，在免 疫调控、炎症、应激反应及细胞凋亡中起重要作用。然而，在一些情况下由于病菌作用， 核转录因子k a p p ab 突然被激活或者过度活化，导致基因过度表达，从而引起多种恶 性疾病，如感染性休克、风湿性关节炎、支气管哮喘、动脉粥样硬化、溃疡性结肠炎、 老年性痴呆、a i d s 等。因此。对许多恶性疾病的控制或治疗似乎就落到对核因子k a p p a b 转录活性的抑制作用上。现时，能有效抵抗或医治上述疾病的n f r , b 抑制剂已经成 为开发新的抗癌药物的有吸引力的靶标，并且已经和正在吸引着越来越多的科学家从事 该领域的研究。因此，进行这类结构新颖、高效低毒的核因子k a p p ab 抑制剂的定量 构效关系( q s a r ) 、作用机理及分子设计的理论研究是一项十分有意义的研究工作。 在这篇论文中，选择了最近发表的五个系列典型的k a p p ab 抑制剂，包括一些双 抑制剂( 对n f r b 和a p 1 ) ，用比较力场分析法( c o m f a ) 、类比较力场分析法 ( c o m s i a ) 和对接方法来进行三维定量构效关系研究( 3 d q s a r ) 和作用机理的理论研 究。建立了五个系列具有良好统计质量和预测能力的n f r , b 抑制剂的3 d q s a r 模 型，获得了它们的结构特征、q s a r 、作用位点和可能的作用模式。在本工作中，非常 有趣地发现结合在n f r , b ( , n a p 1 ) 上的抑制剂其结合位点恰好落在n f r d 3 与d n a 擒要 之阊昀交叉位置上，并创新性提出在对接活性口袋中一个三源的d - 演抑制剂姗r , b 复 合物盼结合模式，用以解释这些摔斛剂的抑制作用机理。此外，基于3 d - q s a r 和对接 分析的研究结果，总结了调控规律，设计了一些具有较高活性的新的抑制耙，为实验工 作者提供理论参考。 本文内容包括以下六部分： 第一章前言，简要介绍了核因子n f r , b 的发展历史以及研究现状，系统总结了几 类典型的抑铜脚可能存在的抑锄作用机理、研究现状及其理论方面的研究进展，从而说 明了本课题对n f - l 函抑制莉的定量构效关系( q s a r ) 、作用机理及分子设计的理论研 究的重要意义。 第二章介绍理论基础与计算方法，简要而系统地介绍了分子力学、分子动力学、分 子对接及量子化学的基本原理和方法。 在第三章中，研究了呵哚喹唑啉衍生物的结构与其抗癌活性的关系。在该类化合物 二维定量构效关系的基础上进行了三维定量构效关系的研究( 3 d q s a r ) ，建立了具 有良好的预测能力的3 d - q s a r 模型，得到了一些和2 d q s a r 结论类似的结果。同时， 结合2 d - q s a r 的结论进行了分子设计，在理论上设计了一些具有较高抗癌活性的新的 吼哚喹唑啉衍生物。 在第四章中，对一系列喹唑啉化合物抑制剂进行了3 d - q s a r 以及分子对接研究。 建立了具有良好统计质量和预测能力的3 d q s a r 模型，并获得了比较合理的对接活性 位点。研究得动三维等势图与活性位点周围环境的特征相一致，进一步表明所建立的喹 唑啉衍生物抑制剂的3 d - q a s r 模型的可靠性。特别是，本章研究有趣地发现喹唑啉 衍生物抑制；f ! 很可能位于它与蛋白质n f 徊的结合位点上，形成n f r b 抑制剂- d n a 三源复合物，从而起到抑制核因子n f r , b 与d n a 结合、削弱其对煸动性病毒的表达活 性的作用。本章的研究结果在阐明该类抑制剂的抑制作用机理方面具有明显的创新性。 在第五章中，三维定量构效关系的方法从统计的角度、同时分子对接方法从微观角 度上研究具有双重抑制功麓的嘧啶衍生物。用三维定量构效关系方法建立了具有良好统 计质量和预测能力的理论模型，并对主要的影响因素也作了细致的讨论。同时，用分子 对接方法获得了比较合理的对接活性位点以及在这些位点中分别得到了柔性和刚性的 能量得分数据。此外，通过对比这两种蛋白的活性位点的特点，揭示为什么这些抑制剂 会有双重抑制功能( 对n f - r b 和a p - i 的原因。这为实验工作者设计新的具有良好活 n 2 0 0 9 届中山大学博士学位论文 钱力 性的双功能抑制剂提供了理论参考。 在第六章中，使用计算机辅助药物设计的方法研究具有口服活性的双重抑制功能喹 唑啉类似物的作用机理与定量构效关系研究。在这些位点上获得了生物抑制活性值与能 量得分值之间的可观的相关性，同时发现所研究的化合物的三维等势图与活性位点周围 环境的特性也相一致，从而获得更加可靠的调控规律。基于这些调控规律进行了分子设 计，在理论上设计了6 个具有较高口服抑制活性的新的喹唑啉抑制剂，为实验工作者合 成该类新药提供理论指导。 最后，对本论文的工作作了扼要的总结与展望。 关键词：n f 1 圆抑制剂，定量构效关系，分子对接，作用机理，分子设计 摘要 t h e o r e t i c a ls t u d i e so nt h eq s a r , a c t i o nm e c h a n i s ma n dm o l e c u l a r d e s i g no f a c t i v i t y - i n h i b i t o r st o w a r d s n f - g b m a j o r ：p h y s i c a lc h e m i m 7 n a m e ：l iq i a n s u p e r v i s o r s ：p r o f k a n g - c h e n gz h e n g v i c e p r o f y o n gs h e n a b s t r a c t m a n yd i s e a s e sr e l a t et oa b n o r m a la c t i v i t ya n de x p r e s s i o no fg e n e s i ng e n e r a l ，t h e s eg e n e s a r es i l e n to rl i t t l ea c t i v e n u c l e a rf a c t o r - k a p p ab ( n f 一娌i ) i sa t r a n s c r i p t i o nf a c t o r 丽t l l v a r i o u sm e d i a t i o nf u n c t i o n s ，p a r t i c i p a t i n gi nt h em e d i a t i o no fg e n ee x p r e s s i o na n dp l a y i n g 孤 i m p o r t a n tp a r ti ni m m u n i t ym e d i a t i o n , i n f l a m m a t i o n , h y p e r i r r i t a b l er e a c t i o n , a n dc e l l a p o p t o s i s h o w e v e r , i nc e r t a i nc o n d i t i o n s ，n f 一- c bw o u l db ea b r u p t l ya c t i v a t e d , l e a d i n gt o o v e r - e x p r e s s i o no fg e n e sa n dt h u sc a u s i n gm a n yd i s e a s e s ，s u c ha si n f l a m m a t i o n , r h e u m a t o i d a r t h r i t i s ，a s t h m a , a t h e m m a , c a n k e r o u sc o l o n i t i s ，a l z h e i m e r sd i s e a s e ，a n da i d sa n ds oo n t h e r e f o r e ，t h er e g u l a t i o na g a i n s tan u m b e ro fi n f l a m m a t o r yd i s e a s e sa p p e a r st oc o m ed o w nt o i n h i b i t i o nt o w a r d sn f k bt r a n s c r i p t i o n a la c t i v a t i o n a tp r e s e n t , t h ei n h i b i t o r so fn f - r , b ， w h i c hc a ne f f e c t i v e l yr e s i s to rc u r ea b o v e m e n t i o n e dd i s e a s e s ，h a sb e c o m ea na t t r a c t i v et a r g e t i nt h ed e v e l o p m e n to fn o v e la n t i i n f l a m m a t o r yd r u g sa n dh a sb e e na t t r a c t i n gm o r ea n dm o r e s c i e n t i s t st op u r s u et h i sr e s e a r c h s oi ti sv e r ys i g n i f i c a n tw o r kt oc a l t yo u tt h e o r e t i c a ls t u d i e s o nt h eq u a n t i t a t i v es t r u c t u r e a c t i v i t yr e l a t i o n s h i p ( q s 埘，a c t i o nm e c h a n i s ma n dm o l e c u l a r d e s i g nf o rt h i sk i n do f n o v e l s t r u c t u r a la n dl o w - t o x i ci n h i b i t o r so f n f - r , b i nt h i sd i s s e r t a t i o n , r e c e n t l yr e p o r t e df i v es e r i e so fn f - r bi n h i b i t o r s ，i n c l u d i n gd u a l i n h i b i t o r st o w a r d sa p 一1a n dn f r , b ，a r es e l e c t e dt op e r f o r mt h es t u d i e so fq s a ra n da c t i o n m e c h a n i s m ，u s i n gc o m p a r a t i v em o l e c u l a rf i e l da n a l y s i s ( c o m f a ) ，c o m p a r a t i v em o l e c u l a r s i m i l a r i t ya n a l y s i s ( c o m s i a ) a n dd o c k i n gm e t h o d s o p t i m a l3 d q s a rm o d e l sw i m s i g n i f i c a n ts t a t i s t i c a lq u a l i t ya n dp r e d i c t i v ea b i l i t yw e r ee s t a b l i s h e dw i t hc o m f a c o m s i a m e t h o d s m o r e o v e r , t h ep o s s i b l eb i n d i n gs i t e s ，t h e s t r u c t u r a lc h a r a c t e r sa n dp o s s i b l e i n t e r a c t i o nm o d e l sw e r eo b t a i n e db yd o c k i n gs t u d y i nt h i sw o r k , i ti sv e r yi n t e r e s t i n gt of m d i v 2 0 0 9 届申山大学博士学位论文钱力 t h a tt h eb i i 洫gs i t e j m tf a l lo i lt h ej o i n tr e g i o n sb e t w e e nn f - x b ( a n da p - i ) a n dd n a , a n d t h map o s s i b l ei n t e r a c t i o nm o d e lo fad n a - i n h i b i t o r - n t r bt e r n a r yc o m p l e xi nb i n d i n g p o c k e t 、懒i n n a v a t i v e l yp r o p o s e df o re x p l a i n i n gt h ei n h i b i t i o nm e c h a n i s mo ft h e s ei n h i b i t o r s i na d d i t i o n , m a i nf a c t o r sa f f e c t i n ga e t i v i t yw e r es u m m a r i z e da n ds o m en e wi n h i b i t o r sw i t h h i g ha c t i v i t yw e r ed e s i g n e d , o nt h eb a s i so ft h e3 d - q s a ra n dd o c k i n gr e s u l m t h e s er e s u l t s c a no f f e rs o m eu s e f u lt h e o r e t i c a r e f e r e n c e sf o re x p e r i m e n t a lw o r k s s i xc h a p t e r sa r ei n c l u d e di nt h i sd i s s e r t a t i o n t h e1 tc h a p t e ri si n t r o d u c t i o n t h ed e v e l o p m e n t a lh i s t o r ya n dt h ec u r r e n tr e s e a r c hs t a t u s o ft h en u c l e a rf a e t o r - k ba 阳b r i e n yi n t r o d u c e d a tp r e s e n t , t h ep o s s i b l ea c t i o nm e c h a n i s m so f s e v e r a lt y # c a lk i n d so f 蝴t o r s , a & w e l la st h ec u r r e n ts t a t ：u sa n dd e v e l o p m e n to nt h e t h e o r e t i c a ls t u d i e sa r es y s t e m a t i c a l l ys m u n a r i z e d , a n dt h u st h es i g n i f i c a n c eo ft h et h e o r e t i c a l s t u d i e so nt h eq u a n t i t a t i v es t r u c t u r e - - a e t i v i 够r e l a t i o n s h i p ( q s a r ) a n da c t i o nm e c h a n i s mo f t h e s en e w - s t y l ei n h i b i t o r si sa l s oc l e a r l ye l u c i d a t e d t h et h e o r e t i c a lf o u n d a t i o na n de a l c u l a t i o n a lm e t h o d sa r ep r e s e n t e di nt h e2 “dc h a p t e r t h e b a s i cp r i n c i p l e sa n dm e t h o d so fm o l e c u l e - m e c h a n i c s ，m o l e c u l e d y n a m i c s ，m o l e c u l ed o c k i n g a n a l y s i sa n dq u a n t u mc h e m i s t r ya x es y s t e m a t i c a l l ya n db r i e f l yi n t r o d u c e d i nt h e3 坩c h a p t e r , c o m p a r a t i v em o l e c u l a rf i e l da n a l y s i s ( c o m f a ) m e t h o d sa r ea p p l i e dt o t h es t u d yo fas e r i e so fi n d o l o 1 ，2 - b q u i n a z o l i n ed e r i v a t i v e s 丽t l lap o t e n t i a la n t i c a n c e r a c t i v i t y , 0 1 1t h eb a s i so fr e p o r t e d2 d - q s a rs t u d y a st h en o v e lp o i n t si nt h i sp a p e r , s o m e s i g n i f i c a n tc o n c l u s i o n si ng o o da g r e e m e n tw i t h2 d q s a rs t u d yw e r eo b t a i n e d m e a n w h i l e ， c o m b i n i n g3 d - q s a r 谢t i i2 d q s a rr e s u l t s ，s o m en e w m o l e c u l e so fq u i n a z o l i n ed e r i v a t i v e s 、航mh i g h e ra n t i t u m o ra c t i v i t yw e r et h e o r e t i c a l l yd e s i g n e d h 船4 m c h a p t e r , c o m p a r a t i v em o l e c u l a rf i e l da n a l y s i s ( c o m f a ) ，c o m p a r a t i v em o l e c u l a r s i m i l a r i t yi n d i c e s a n a l y s i s ( c o m s i a ) a n dd o c k i n gm e t h o d sa r ea p p l i e dt ot h es t u d yo fas e r i e s o fq u i n a z o l i n ed e r i v a t i v e sa si n h i b i t o r so fn f - r bt r a n s c r i p t i o n a la c t i v a t i o n ag o o d 3 d - q s a rm o d e lw i t hs i g n i f i c a n ts t a t i s t i c a lq u a l i t ya n de x c e l l e n tp r e d i c t i v ea b i l i t yw r $ e s t a b l i s h e d t h ep o s s i b l eb i n d i n gs i t e sw e r ea l s oo b t a i n e d t h e3 d q s a rr e s u l t sw e r ef o u n d i ng o o da g r e e m e n tw i mt h es t z u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h ec o r r e s p o n d i n gb i n d i n gs i t e s t h e s er e s u l t sf l l f 岫rs h o wt h er e l i a b i l i t yo ft h ee s t a b l i s h e d3 d q s a rm o d e l i np a r t i c u l a r , h e r ei ti sv e r yi n t e r e s t i n gt of m dt h a tt h eb i n d i n gs i t e sj u s tf a l lo nt h ej o i n tr e g i o n sb e t w e e n v 摘要 n f d a n dd n a , p o s s i b l yf o r m i n gan f 一- 出一i n h i b i t o r - d n at m m r yc o m p l e x i tm a yb es u c h ac o m b i n a t i o nt or e s u l ti nt h ei n h i b i t o rw i t he x c e l l e n ti n h i b i t i o nw h i c h p r e v e n t sf r e en f r , b f r o mb i n d i n gt od n a t h er e s u l t si nt h i sc h a p t e ro f f e rs o m en e w i n s i g h t so nu n d e r s t a n d i n g t h ei n h i b i t i o nm e c h a n i s mo f t h i sk i n do fi n h i b i t o r s i nt h e5 mc h a p t e r , t h ec o m p a r a t i v em o l e c u l a rf i e l da n a l y s i s ( c o m f a ) a n dd o c k i n gm e t h o d w c y es y n t h e t i c a l l ya p p l i e dt os t u d yp y r i m i d i n ed e r i v a t i v e sa sd u a li n h i b i t o r st o w a r d sa p - 1 a n dn f - r , bt r a n s c r i p t i o n a la c t i v a t i o n a3 d - q s a rm o d e l 、 r i t t lag o o ds t a t i s t i c a lq u a l i t ya n d c o n s i d e r a b l ep r e d i c t i v ea b i l i t yw a se s t a b l i s h e db yu s i n gc o m f am e t h o d , a n dh e r e b yt h e m a i nf a c t o r sa f f e c t i n gt h ea c t i v i t yw c t d i s c u s s e di nd e t a i l t h ed o c k i n gr e s u l t ss h o wt h a t t h e r ei saq u i t el o w e rt h ea v e r a g ev a l u e so ft h ef l e x i b l ea n d r i g i de n e r g ys c o r e so nt h ef o u n d b i n d i n gs i t e s ，a n ds i t e3a n ds i t e4m a yb et h em o s tp o s s i b l eb i n d i n gs i t e sf o ra p 1a n d n f 棚l ，r e s p e c t i v e l y t h es t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h em o s tp o s s i b l eb i n d i n gs i t e sf r o m d o c k i n ga n a l y s i sw e r ef o u n di ng o o da g r e e m e n t 、】v i mc o m f af i e l dd i s t r i b u t i o n s m e a n w h i l e ， t h ed u a li n h i b i t i o nf u n c t i o n so ft h e s ec o m p o u n d st o w a r d sa p - 1a n dn f 加m a yo w et ot h a t t h es i t e3 ( a p 1 ) a n ds i t e4 ( n f x b ) h a v ec o m m o ns t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i cs u i t i n g 埘t ht h e c o n f o r m a t i o no ft h i sk i n do fc o m p o u n d t h e s er e s u l t sc a no f f e rav a l u a b l et h e o r e t i c a l r e f e r e n c ef o rt h ep h a r m a c e u t i c a lm o l e c u l a rd e s i g no fd u a li n h i b i t o r st o w a r d s 心- l a n d n f - d 3 i nt h e 矿c h a p t e r , t h ec o m p u t e r - a i d e dd r a gd e s i g n ( c a d d ) m e t h o dw a sa p p l i e dt o s t u d yas e r i e so fq u i n a z o l i n ea n a l o g u e sa so r a li n h i b i t o r sa g a i n s ta p 1a n dn f 1 c b t r a n s c r i p t i o n a la c t i v a t i o n d o c k i n gr e s u l t ss h o wt h a tt h e r ei sac o n s i d e r a b l ec o r r e l a t i o n b e t w e e nt h ee n e r g ys c o r e sa n dt h ec o r r e s p o n d i n ge x p e r i m e n t a lv a l u e sa ts o m es i t e s ，a n dt h e o b t a i n e dt r e n di na c t i v i t i e so ft h ec o m p o u n d si si ns g i s f y i n ga g r e e m e n tw i t ht h a tf r o m 3 d q s a rm o d e l m e a n w h i l e ，b a s e do nt h ee s t a b l i s h e d3 d - q s a rm o d e la n dd o c k i n g a n a l y s i s ，s i xn e wc o m p o u n d so fq u i n a z o l i n ea n a l o g u e sw i t hh i g h e ri n h i b i t o r ya c t i v i t yw e r e t h e o r e t i c a l l yd e s i g n e da n de x p e c t e dt ob ec o n f i r m e db ye x p e r i m e n t a lw o r k si nf u t u r e f i n a l l y ，t h es u m m a r ya n dp r o s p e c ta r eb r i e f l yp r e s e n t e df o rt h i sw o r k k e y w o r d s ：n f k a p p ab ，i n h i b i t o r , 3 d q s 剐r ，d o c k i n ga n a l y s i s ，a c t i o nm e c h a n i s m 原创性说明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作 斤取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己 至发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中 ：足明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学 位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，有权将学位论 文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅，有 权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其他方法保 存学位论文 篡獬兰 学位论文作者签名：肼力 知识产权保护声明 本人郑重声明：我所提交答辩的学位论文，是本人在导师指导下完成 的成果，该成果属于中山大学化学与化学工程学院，受国家知识产权法保 护在学期间与毕业后以任何形式公开发表论文或申请专利，均需由导师 作为通讯联系人，未经导师的书面许可，本人不得以任何方式，以任何其 它单位作全部和局部署名公布学位论文成果。本人完全意识到本声明的法 律责任由本人承担。 o 以 硝 ： 月名 签 u l 粼 年 作 眇 文 加 论 ： 位 期 学 日 2 0 0 9 届中山大学博士学位论文钱力 1 1 引言 第一章前言 许多人类疾病都与基因的异常活性和表达有关，这些基因在正常情况下一般处于沉 默或很小活性状态。但是在一些情况下，这些基因突然激活，导致过度表达，这些基因 突变部分是由于核转录因子k a p p ab ( n u c l e a rt r a n s c r i p t i o nf a c t o r - k a p p ab ，n f k a p p ab ) 控 制，n f - k a p p a b 是一种具有多向性调节作用的蛋白质分子，参与调控多种因子的基因表 达，在免疫调控、炎症、应激反应及细胞凋亡中起重要作用n 棚 它可以调控细胞因子、化学激活素、生长因子、细胞粘附分子以及一些急性反应蛋 白的基因表达在休眠的细胞中，n f k a p p a b 以无活性的形式和一种抑制性蛋白结合存 在于细胞浆，这种抑制性蛋白称为1 - k a p p ab 。在细胞外( 例如在高频电剌激( t s ) 或者 活性氧化剂) 的刺激作用下，i - k a p p ab 被蛋白酶体和其他蛋白水解酶磷酸化和降解， i - k a p p ab 蛋白水解过程被激活，n f k a p p ab 移位于细胞核。在细胞核内，它可以通过结 合于特定基因的启动子和增强子区域，调节特定基因的表达睁嘲 例如它可以直接利用k b 位点和d n a 直接结合来开启信使核糖核酸的形成的功能。 在人体免疫缺损病毒长末端的重复单元中这个位点也被发现，所以n f k a p p ab 结合到 d n a 是病毒复制的非常重要的途径。同时n f k a p p ab 过度活化可引起多种病理生理反应 其过度表达与许多疾病如感染性休克、风湿性关节炎、支气管哮喘、动脉粥样硬化、溃 疡性结肠炎、老年性痴呆、肿瘤、a i d s 等的人体免疫病理机制有关n 心。因此，抑制n f w b 的过度活化从而缓解、治疗疾病已成为当前临床治疗学研究的热点，对n f r b 活化信号 调节通路的研究将为治疗以上疾病发展新的治疗方法提供一个新的策略嘲。 近年来人们合成了大量针对n f 1 出的抑制剂，其中p a l a n k im s s 等人在这方面的工作 尤为突出，他们合成很多系列的抑制剂2 3 2 7 1 。这些抑制荆中具有高的抑制活性、低毒性。 本文对近几年来几类典型的n f r b 抑制剂，包括一些双功能抑制剂进行了作用机理方面 的理论研究【2 4 之7 l 。基于计算结果获得有关的结构特征、q s a r 、作用位点和可能的作用 模式。通过探讨抑制剂结构与活性的三维定量构效关系、对接活性口袋、抑制剂和n f r b 的相互作用模式得到该类抑制剂对n f r b 抑制机理的设想以及抑制活性的调控规律，为 设计更高活性的抑制剂提供理论参考。 第一章前言 随着量子化学理论和计算机辅助药物设计等方法在最近二十年的飞速发展越来越 多的科研工作者把量子化学和计算化学作为研究手段很好地应用到实验中来。正如k o h n 和p o p l e 在诺贝尔化学奖授予颁奖公告中说：搿量子化学已经发展成为广大化学家所使用 的工具，将化学带入一个新时代，在这个新时代里实验和理论能够共同协力探讨分子体 系的性质。化学不再是纯粹的实验科学了一因而，用量子化学和计算化学等方法从微 观白争角度上了解药物小分子和蛋白质酶等的作用机理成为可能。药物化学家利用计算得 至i 搦物小分子的一系歹l j 冉掺数，并利用统计的方法得出该类化合物的构效关系。利用已 姗的蛋白质酶的三维结构和药物小分子的结构通过对接程序进行分子对接可得出对接 位点以及作用方式，更深入理解此类化合物的抑制作用机理，并为设计合成的新型抑制 j i f ! i 提供理论参考。 1 2n f k a p p ab 蛋自家族 n f 。v , b 是s 嘴1 2 9 i 1 9 8 6 年在b 细胞中发现的一种能和免疫球蛋白k 轻链基因的增强子 序列特异结合的核因子，因此命名为n f t c b 。目前，已发现5 种哺乳动物的n f k a p p ab 家族，包括m 7 - k a p p ab t ( p s o p l o s ) 、n f - k a p p ab 2 ( p 5 2 p l o o ) 、p 6 5 ( r e t a ) 、r e l b 及 c r e i l 2 9 , 3 0 i 。n f k a p p ab 的一个典型特征是所有家族成员都有一个共同的高度保守的r e i ( t e lh o m o l o 掣- - d o m a i r t , r h d ) 同源区域，如图1 1 所示【3 0 j l 】。 目队 o - r 目 图t - in f - k a p p ab 家族的五种单体及其高度保守的( r h d ) 同源区域。 r i - i d 位于n f - k a p p ab 蛋白质分子n 端，它由3 0 0 个氨基酸残基组成，与d n a 结合、 2 0 9 届中m 大学博士掌位论室蝇力 形琥= 聚件、及与1 - k a p p a b 相互作用有关。删同源区还古有核定位信号( n u c l e a r l o a d i z 蚯o ns i g n a l ，n l s x 是棱因子与d n a 结合的部分 p 6 5 属m 原癌基因表达产物，它 古有转录括化区域，参与基因转录的起始调节井可促进p 如与d n a 结合所苇i n f - r , b r e l 蛋白的氨基末端均有r d 同潭结构m u i d ) , 包括二聚体化结构域，i r , b 结合位点，拔定 位信号和d n a 结合部位。不同的n f - 触d 蛋白职职结合形成不同的n f d x 如p 5 0 p 6 5 p 鲐郴0 簪嗍。i ；【p 5 帅6 5 发现最早，分布和作用最广琵。是通常所说的n f _ 心，如圈 i 2 所示。据目前文献报道在这几种二聚件当中起重要作用的是p s n 巾s o 这种同潭= 聚 体。 图1 2 ( a ) n f - k b ( p 5 0 - p 6 5 ) 杂源二聚俸结合到k b 位点与d n a 。( b ) i 5 0 的分子组成 图上标出了具体与d n a 相结合的氨基酸残基。 在休眠的细胞中，n f - k a p p a b 毗无活性的形式和一种抑制性蛋白结合存在于细胞 浆。这种抑制性蛋白称为l - k a p p a b 。n f - 喀与其抑制园子( i 匝) 蛋白家族成员( 包括i r , b 口、 i r , b p 、i v , b y 和b c l - 3 等，其中i 心是最重要的n f 娜活性调控成员) 相结合，或与其前体 p l o o 或p 1 0 5 相结合而滞留于胞浆中，不具有转录活性m 4 i 。i 出通过其锚蛋白重复穿列 与r e d 相结合形成三聚体复合物( p s 0 - p 6 5 i i c 8 q ) ，掩盖t p s 0 亚基的核定位信号，从 而阻止n f - 出的核易位，使静息细胞中的n f 一曲以非活化形式锚定在细胞质中睁4 ”。 当细胞受到外界因素，如细胞因子等刺激时 i r , b a 发生自身磷酸化井迅速降解，n f - x b 和 l 心娟离暴露出核定位信号并转位进入细胞核内调控靶基困的转录与表达阱，。 1 3 n f - k a p p a b 的激活路径 细胞问及细胞内信号的传递是一个非常复杂而又非常严密的调控过程。在激活 n f 出信号通路的复杂过程中，首先由细胞外多种因素如脂多糖( l p s ) 1 5 2 l ，细胞园子紫 第一章莆言 外线等通过组晦腆受体将信号传入细胞内，辩激细胞冉产生大量的活性氧簇幛8 。击v e 假站单。c i 鸭r o 鼽进而激活i k b 激醇( i k k ) 复合物，g i 起i 曲蛋白盼磷酸化，促进了 j 啦群解，使m 可以从胞浆移位至细臆棱参与核转录进程峨邯”。 图l 3n f k a p p ab 澈活路径。 暑前已发现多种途径可以诱导n f ，园的活化，包括细胞外多种因索如细菌艏多糖 ( l p s ) 、肿痼坏死园子a m 妤吨) 、淋巴细胞受体i 出激酶( i r k ) 是最关键的激酶，它 包括i 婊脚i l d ( 艮可分别使1 心口的r 3 扔6 ，l 出口的s e r l 9 2 3 磷酸化。a 造径：细苗 脂多耱( l p s ) 结台病毒侵染哺乳动物会激发天然免疫反应t o l l 样受体( t l r 4 ) c b 1 4 m d 2 复合物，并刺激细胞内的信号黄递系统这涉及到补充区别骨髓的主要反 应基函8 8 和白细胞内i 受体( i r a k ) 联合激活酶。在磷酸化的肿瘤坏死园子受体6 ( t r a f ) 的过程中，激活白细胞内l 受体( i r a k ) 联合激活酶的结果，这使得可能传播信号通过 1 a 芷l 舢l t a b 2 复合物到眦复合物来擞活n f r , b 路径1 5 m ”。b 途径：肿瘤坏死因予 受悻1 ( i n f r i ) 与肿瘤坏死因子结合的结果，在受体的三聚体以及补充的调节蛋白