富勒烯衍生物作为新型抑制剂在酪氨酸磷酸酶PTP1B中结合模式的分子动力学模拟研究

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• 英文论文题名：Inhibiting mechanism of fullerene derivatives to protein tyrosine phosphatase PTP1B by computational simulation
• 论文作者：钱梦丹 ; 韩葳葳 ; 张浩 ; 王嵩
• 英文论文作者：Mengdan Qian ; Weiwei Han ; Hao Zhang ; Song Wang ; Institute of Theoretical Chemistry ; Jilin University ; Key Laboratory for Molecular Enzymology and Engineering of Ministry of Education
• 年：2016
• 作者机构：吉林大学理论化学研究所;吉林大学分子酶学工程教育部重点实验室;
• 论文关键词：纳米碳材料 ; 抑制剂 ; 分子模拟 ; 结合模式 ; 疏水作用
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第十九分会：化学中的量子与经典动力学
• 语种：中文
• 分类号：O613.71;TB383.1
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第十九分会 ; 化学中的量子与经典动力学
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：149k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

富勒烯及其衍生物作为纳米尺寸的碳材料,具有高比表面积,强穿透能力等优秀的物理化学特性~([1,2])。这些特殊的性质使其在生物材料,药物治疗等领域有广泛的应用前景。实验发现经过特殊修饰的富勒烯衍生物对蛋白质酪氨酸磷酸酶(PTP1B)具有高效的抑制作用,但作用机制仍不清楚~([3])。本文采用分子对接,分子动力学模拟和MM/PBSA自由能计算等一系列方法在分子水平上研究了富勒烯衍生物在PTP1B活性中心的结合模式。在酶与三种不同富勒烯抑制剂结合过程中,富勒烯修饰的亲水侧链都延伸至活性口袋深处并与相应的残基形成稳定的氢键作用,该作用使底物能够稳定的结合在口袋活性区。此外,疏水残基Phe182,Phe269,和Tyre46也对富勒烯的结合起到了重要的稳定作用。本工作从理论角度解释富勒烯衍生物作为PTP1B抑制剂的作用机理,并为改进纳米碳材料,提高其抑制效力提供理论指导。
Fullerene and its derivatives have recently attracted a lot of attention for the special properties of big surface area and high penetration ability, which leave them widely potential applications ranging from biological and medical fields~([1,2]). It has been found in the experiments that deliberately decorated fullerene derivatives exhibit potent inhibitory activity to protein tyrosine phosphatases even though the specific mechanism remains unknown~([3]). In this work, molecular docking, molecular dynamics simulation as well as MM/PBSA energy calculation was integrated to have an insight into the inhibiting mechanism of fullerene derivatives in the active center of PTP1B. The results showed that branches of fullerene derivatives extended to the deep position of the active pocket under the hydrogen bonding interactions of several crucial residues in simulation process. In addition, hydrophobic interactions from residues Phe182, Phe269 and Tyre46 also make significant contribution to the stability of the substrate.

引文

[1]Zhou X.,Xi W.;Luo Y.;et al.The Journal of Physical Chemistry B,2014,118(24):6733-6741
    [2]Calvaresi M.;Bottoni A.;Zerbetto F.The Journal of Physical Chemistry C,2015,119(50):28077-28082
    [3]Kobaze O L.;Trush V V.;Tanchuk V Y.;et al.Bioorganic&medical chemistry letters,2014,24(14):3175-3179