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热休克蛋白90(Heatshockprotein90,Hsp90)是热休克蛋白家族的重要一员。研究发现Hsp90的很多客户蛋白在肿瘤的发生与发展过程中具有重要的作用,Hsp90因此成为重要的抗肿瘤靶点之一。其抑制剂格尔德霉素(Geldanamycin,GA)的衍生物等二十多种化合物作为抗肿瘤药物已经进入临床实验,并展示出良好的应用前景。Hsp90抑制剂已成为抗肿瘤药物及其先导化合物的重要来源。
本论文以Hsp90为靶点,利用体外相互作用、分子对接和Hsp90的ATPase活性分析等方法,对来自海洋微生物和植物内生真菌等306个结构新颖、独特的天然化合物进行筛选,从中发现了与GA结构完全不同,但对Hsp90的ATPase活性抑制作用与GA相当的新结构类型的抑制剂B3,并初步确立了B3与Hsp90的结合方式及结合位点。同时也对其它有潜力的化合物的结合机制等进行了分析,取得了一些有意义的结果。
通过体外相互作用分析从306个化合物中筛选到26个与Hsp90有较强相互作用的化合物。在此基础上,检测了26个化合物对Hsp90ATPase活性的抑制作用,结果发现有10个化合物对Hsp90的ATPase活性有较强的抑制作用,其中B3对Hsp90ATPase的IC50仅为0.38μmol/L,接近GA的IC50(0.29μmol/L)。酶动力学实验结果表明,B3是Hsp90的非竞争型抑制剂。
我们通过荧光滴定法和FortebioOctetRed方法研究了B3与Hsp90全长及其截短的N-Hsp90、C-Hsp90间的相互作用,以期确定其结合位点。结果表明B3与全长和N-Hsp90、C-Hsp90间存在着相互作用,但与N-Hsp90的结合强于C-Hsp90。
结合分子模拟结果,通过构建Hsp90靠近N端的点突变蛋白质,考察B3与Hsp90点突变蛋白质间的相互作用,结果发现Hsp90N-末端的K58,D93和T184三个残基可能是B3与Hsp90N-末端的结合位点。
此外,本论文也对具有较强抗肿瘤活性且对Hsp90ATPase活性具有一定抑制作用的结构新颖的化合物DAM的抑制类型及作用机制进行了分析。初步确定了其为Hsp90的非竞争性抑制剂,其抑制Hsp90的IC50约为380μmol/L。
本论文筛选到结构新颖的Hsp90非竞争型抑制剂B3,并且确定了其与Hsp90N-末端的结合位点。同时本论文还对其它几个Hsp90抑制剂的抑制类型开展了不同程度的研究。本研究结果旨在为后续将其作为抗肿瘤药物的研究开发奠定基础。