Y220C突变体影响p53C蛋白质构象转换的分子动力学模拟

p53是迄今发现突变频率最高的一种肿瘤抑制蛋白质,突变会导致p53抑癌功能丧失并诱导癌症的发生。绝大多数的突变发生在p53的核心DNA结合区域(p53C),其中Y220C是研究较多的一种突变体。虽然已有研究表明该突变能够降低p53C的结构稳定性,但其影响p53C构象转换的分子机制尚不清晰。本文利用分子动力学(MD)模拟方法研究了p53C突变体Y220C(p53C-Y220C)的结构变化,发现Y220C突变主要影响Y220C cluster区域(包括残基138-164和215-238),且Y220C突变减少了Y220C cluster的β-折叠含量。进一步分析发现,Y220C突变不仅直接破坏突变氨基酸与周围氨基酸Leu145和Thr155之间的氢键,而且降低了Y220C cluster区域的折叠片S3和S8之间的氢键数量,使Y220C突变所形成的亲水性空腔变大,加速了水分子进入该蛋白质内部,并最终导致了p53C-Y220C变性。MD模拟结果揭示了Y220C突变影响p53C结构转换的分子机制,该研究对p53C-Y220C突变体高效稳定剂的筛选和设计具有重要意义。

p53突变体Y220C小分子稳定剂的虚拟筛选

为了获得p53突变体的稳定剂,依次利用利宾斯基五原则,通过2次分子对接和全原子分子动力学(MD)模拟从Drug Bank 4.0数据库中筛选获得了潜在的稳定剂他克林.利用MD模拟进一步验证他克林和目标蛋白质之间的亲和作用.结果表明,他克林能够紧密结合到Y220C突变所形成的疏水空腔之中;他克林和目标蛋白质之间的主要作用力为疏水和静电相互作用,其中疏水相互作用占主导地位.此外,他克林分别与目标蛋白质的残基Leu145,Val147和Asp228形成3个氢键.基于MD模拟轨迹分析了他克林与p53CY220C的结合过程.由硫黄素T荧光光谱进一步证明他克林能够提高p53C-Y220C突变体的稳定性.