發(fā)布時(shí)間：2017-03-21 07:04

  本文關(guān)鍵詞：突變導(dǎo)致HIV-1整合酶活性改變及產(chǎn)生耐藥的分子機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：獲得性免疫缺陷綜合癥(AIDS,艾滋病)是由人類免疫缺陷病毒(HIV)感染引起的嚴(yán)重威脅人類健康的傳染病。自1981年7月第一例艾滋病在美國(guó)發(fā)現(xiàn)以來(lái),迄今艾滋病已經(jīng)導(dǎo)致全球2500萬(wàn)人失去生命。艾滋病目前仍然不能治愈。HIV-1整合酶(Integrase,IN)介導(dǎo)病毒c DNA與宿主細(xì)胞基因組整合,是病毒復(fù)制所必需的關(guān)鍵酶之一,抑制IN的功能能夠有效阻斷病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制。同時(shí),由于正常人體細(xì)胞中沒(méi)有IN的功能類似物,特異性作用于IN的抑制劑對(duì)人體的副作用較小。因此,IN被認(rèn)為是抗HIV藥物研發(fā)的理想靶點(diǎn)。IN在體內(nèi)主要通過(guò)催化3’-加工和鏈轉(zhuǎn)移兩步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)整合過(guò)程。目前,已開發(fā)出多種IN抑制劑類藥物對(duì)艾滋病人進(jìn)行治療。在眾多IN抑制劑類藥物中,靶向抑制鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)的二酮酸(DKA)及其類似物是目前治療效果最好,研究最為成功的一類IN藥物。其中Raltegravir,Elvitegravir和Dolutegravir已被美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市。但由于HIV-1逆轉(zhuǎn)錄錯(cuò)誤率高,病毒極易發(fā)生耐藥突變。耐藥突變是導(dǎo)致IN抑制劑治療失敗的主要原因,因此,新藥的研發(fā)十分迫切。目前全長(zhǎng)的HIV-1 IN晶體結(jié)構(gòu)尚未解析出來(lái),極大地阻礙了耐藥機(jī)理的研究和新藥的研發(fā)。本工作首先構(gòu)建了六個(gè)全長(zhǎng)的二聚體野生型和突變型HIV-1 IN-v/hDNA復(fù)合物模型,然后采用分子對(duì)接方法將小分子抑制劑Raltegravir結(jié)合到IN-v/hDNA復(fù)合物中,最后采用分子動(dòng)力學(xué)(MD)模擬方法研究全長(zhǎng)的二聚體IN-v/hDN A復(fù)合物的活性,及其與抑制劑Raltegravir的結(jié)合模式和相互作用,來(lái)闡明突變導(dǎo)致IN活性改變和產(chǎn)生耐藥的機(jī)理,為進(jìn)一步研發(fā)出對(duì)野生型和突變型IN都有抑制效果的新藥提供幫助。研究結(jié)果表明,突變導(dǎo)致IN活性改變的分子機(jī)理有:(1)突變導(dǎo)致IN的催化活性中心殘基作用網(wǎng)絡(luò)變化,干擾了兩個(gè)Mg2+之間的距離和相對(duì)位置,影響IN的活性;(2)突變導(dǎo)致IN的Loop140-143柔性下降,降低了IN的活性;(3)突變導(dǎo)致IN與v/hDNA結(jié)合模式變化,影響了IN的活性;(4)突變導(dǎo)致IN的殘基間運(yùn)動(dòng)相關(guān)性改變,干擾了IN-DNA復(fù)合物的穩(wěn)定性,影響IN的活性。突變導(dǎo)致IN對(duì)RAL耐藥的分子機(jī)理有:(1)突變導(dǎo)致IN-DNA與RAL的結(jié)合模式改變。這種變化削弱了RAL的抑制效果,繼而產(chǎn)生耐藥性;(2)突變導(dǎo)致IN催化活性中心殘基作用網(wǎng)絡(luò)變化,影響IN-v/hDNA與RAL結(jié)合及IN-v/hDNA_RAL復(fù)合物的穩(wěn)定性,進(jìn)而影響RAL的抑制作用;(3)突變導(dǎo)致IN的殘基間運(yùn)動(dòng)相關(guān)性改變,影響RAL與IN-v/hDNA的結(jié)合模式,進(jìn)而產(chǎn)生耐藥性。本研究對(duì)了解突變導(dǎo)致HIV-1 IN的活性改變及耐藥的分子機(jī)理提供了幫助,并且可為今后HIV-1 IN抑制劑的優(yōu)化、改造和設(shè)計(jì)提供有意義的指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：人類免疫缺陷病毒(HIV) 整合酶 二酮酸抑制劑 突變 耐藥機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R373
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 艾滋病與HIV概述10-14
• 1.1.1 艾滋病流行現(xiàn)狀10
• 1.1.2 HIV-1 的結(jié)構(gòu)及其生活周期10-14
• 1.2 以HIV-1 整合酶為靶點(diǎn)的抗艾滋病研究進(jìn)展14-19
• 1.2.1 HIV-1 整合酶的結(jié)構(gòu)14-16
• 1.2.2 HIV-1 整合酶的功能16-17
• 1.2.3 影響HIV-1 整合酶功能的因素17-18
• 1.2.4 HIV-1 整合酶抑制劑的研究進(jìn)展18-19
• 1.3 二酮酸及其衍生物類抑制劑的耐藥突變現(xiàn)狀19-21
• 1.4 選題意義及研究?jī)?nèi)容概述21-22
• 第2章 計(jì)算機(jī)模擬的原理和方法22-34
• 2.1 分子模擬的原理23-30
• 2.1.1 同源模建23
• 2.1.2 分子對(duì)接23-25
• 2.1.3 分子動(dòng)力學(xué)模擬25-30
• 2.2 分子模擬的方法30-34
• 2.2.1 同源模建30-31
• 2.2.2 分子對(duì)接31
• 2.2.3 分子動(dòng)力學(xué)模擬31-34
• 第3章 全長(zhǎng)HIV-1 整合酶模型的構(gòu)建及突變導(dǎo)致活性改變和產(chǎn)生耐藥的分子機(jī)理研究34-66
• 3.1 研究背景及意義34
• 3.2 材料與方法34-36
• 3.2.1 體系準(zhǔn)備34
• 3.2.2 全長(zhǎng)HIV-1 整合酶二聚體模型的構(gòu)建與驗(yàn)證34-35
• 3.2.3 分子動(dòng)力學(xué)模擬35-36
• 3.2.4 分子對(duì)接36
• 3.3 結(jié)果與討論36-66
• 3.3.1 二聚體整合酶復(fù)合物模型的構(gòu)建與評(píng)價(jià)36-39
• 3.3.2 突變導(dǎo)致整合酶活性變化的分子機(jī)理39-55
• 3.3.3 突變導(dǎo)致整合酶產(chǎn)生耐藥性的分子機(jī)理55-66
• 第4章 結(jié)論與展望66-68
• 4.1 結(jié)論66-67
• 4.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 附錄 DNA核苷酸序列索引74-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76-78
• 致謝78

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 秦浩;高麗;郭軍;;抗HIV活性木脂素類化合物研究進(jìn)展[J];病毒學(xué)報(bào);2012年05期

2 劉昕;譚建軍;陳慰祖;劉斌;李杉;王存新;;用支持向量機(jī)預(yù)測(cè)HIV-1整合酶抑制劑活性[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年04期

3 劉斌;劉昕;李杉;何紅秋;張小軼;譚建軍;陳慰祖;王存新;;HIV-1整合酶鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)抑制劑的熒光篩選方法[J];中國(guó)生物工程雜志;2013年01期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉昕;HIV-1整合酶抑制劑篩選及其活性檢測(cè)方法研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 張嫻;黃酮類Vif-A3G拮抗劑的設(shè)計(jì)與合成[D];大連理工大學(xué);2011年

2 何獻(xiàn)卓;整合酶藥效團(tuán)模型構(gòu)建及芳香二酮類化合物的設(shè)計(jì)與合成[D];北京工業(yè)大學(xué);2012年

3 李圣軍;相轉(zhuǎn)移萃取法高效分離紫錐菊中菊苣酸的方法研究[D];湖南師范大學(xué);2012年

4 張美青;計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)二酮酸類HIV-1整合酶抑制劑的研究[D];浙江大學(xué);2013年

5 白月霞;以HIV-1整合酶為靶標(biāo)的三唑衍生物的設(shè)計(jì)與合成[D];北京工業(yè)大學(xué);2013年

6 王玉鋼;抗HIV那韋類藥物中間體合成工藝研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

7 郭飛飛;山西省部分地區(qū)HIV-1毒株基因變異特征研究[D];中國(guó)疾病預(yù)防控制中心;2012年

  本文關(guān)鍵詞：突變導(dǎo)致HIV-1整合酶活性改變及產(chǎn)生耐藥的分子機(jī)理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：259209