Nutlin-3a对p53-MDM2复合物稳定性影响

p53蛋白是一种与细胞周期停滞和细胞凋亡有关的蛋白质.在受到细胞压力或环境扰动后,p53促进下游多个靶基因的转录,介导肿瘤抑制.MDM2是主要的E3泛素连接酶,也是p53的负调控因子.MDM2可促进p53的泛素化和核输出,抑制p53的抑癌活性.因此MDM2对p53的负调控始终是肿瘤治疗中急切需要解决的问题.Nutlin-3a是被证明可以有效抑制p53-MDM2相互作用的小分子抑制剂.本文使用全原子分子动力学模拟,研究Nutlin-3a对p53-MDM2复合物的稳定性的影响.结果表明,通过引起p53和MDM2间Phe19-Gln72的氢键和Glu17-Lys94的盐桥发生的断裂,Nutlin-3a可以削弱p53和MDM2间的相互作用.我们的工作对Nutlin-3a小分子抑制剂的作用机制进行了说明,揭示了抗癌药物Nutlin-3a介导的p53-MDM2复合物亲和力降低的分子机制,并为针对p53蛋白的有效抗癌治疗提供了理论基础.

抑癌因子p14-ARF对p53-MDM2网络的影响

p53是一种重要的抑癌因子,可激活细胞周期阻滞、DNA损伤修复、衰老或凋亡,在细胞命运决定中起重要作用。用ATMp的表达水平代表DNA损伤强度,建立了由p14-ARF调控的p53-MDM2网络的数学模型。通过数值模拟,分析了ATMp和p14-ARF对p53-MDM2通路的影响。研究表明,较低的ATMp水平会使p53p稳定在低稳态,适当的ATMp会激活p53-MDM2网络的振荡。此外,p53p的表达水平随着p14-ARF表达水平的升高呈现出低稳态,振荡和高稳态的动力学。

P53-MDM2负反馈在幽门螺杆菌致病中的作用

鼠双微体-2基因(Murine double minute-2,mdm2)是P53的下游调节基因之一,P53启动mdm2转录,MDM2反过来又抑制P53活性,二者形成一个负反馈环,以保持正常情况下P53处于低水平状态.该负反馈受多种因素调节,在肿瘤发生、发展中有重要作用.目前幽门螺杆菌(Hpylori)被认为是许多胃肠疾病致病的关键因素,其致病、致癌机制也成为近年研究的热点,其中大量的研究探讨了p53基因网络在Hpylori致病中的作用.而P53-MDM2负反馈调控机制可能在Hpylori致病、致癌过程中发挥重要作用.

p53-MDM2相互作用的分子力学和动力学研究

p53-MDM2相互作用的抑制已经成为治疗癌症的新方法.本文将分子动力学模拟和MM-PBSA(molecular mechanics/passion-Boltzman surface area)方法结合起来研究MDM2-p53相互作用机制。结果证明范德华相互作用驱动了MDM2与p53的结合.基于残基-残基相互作用的计算不仅证明p53的三个残基Phe19′,Trp23′和Leu26′与MDM2有较强的相互作用,而且还发现另外两个残基Leu22′和Pro27′也与MDM2有较强的相互作用,这为抗癌药物的设计提供了新靶标.同时也证明CH-CH,CH-π和π-π相互作用驱动了p53在MDM2疏水性裂缝中的结合.

p53-MDM2结合抑制剂药效团模型的构建

采用Catalyst软件,选择5类共24个p53-MDM2结合抑制剂作为训练集,经计算机建模、构象优化。由Catalyst系统构建出药效团模型,并对药效团进行有效性分析,结合已知的p53-MDM2结合抑制剂的结构信息,筛选得到含有一个芳环中心、三个疏水中心和一个氢键受体的具有较好预测能力(Correl=0.941,Config= 17.530,Δcost=150.830)的药效团模型.

P53-MDM2界面的肽类及拟肽类抑制剂的研究进展

当前,肿瘤疾病以日益增高的发病率越来越受到人们的重视。抑制P53-MDM2的相互作用已经成为治疗癌症药物设计的重要靶标,通过各种药物筛选手段,研究人员发现了许多肽类及小分子抑制剂。综述近年来国内外关于肽类及拟肽类的P53-MDM2抑制剂的研究进展。

DNA损伤致p53-Mdm2相互作用的非线性动力学模型(英文)

p53-Mdm2相互作用在DNA损伤的细胞响应方面起着非常重要的作用。最新实验结果表明,在受到各种辐射损伤而引起DNA损伤后,细胞中的p53蛋白浓度在单体细胞和群体细胞情况下,表现为非衰减振荡和衰减振荡两种不同的动力学行为。通过研究p53-Mdm2负反馈回路的非线性动力学,分析了各种(特别是DNA损伤,p53和Mdm2浓度三者之间的)动力学关系,提出了一个能同时描述这两种不同动力学行为的非线性模型。

Mdm2介导的正反馈环对p53基因网络振荡行为的影响

转录因子p53是细胞应激网络的核心,以动态响应的方式控制基因毒性压力下的细胞命运抉择.Mdm2是种E3泛素连接酶,既能破坏p53的稳定性又能提高p53的生成效率.Mdm2对p53的抑制性功能在p53-Mdm2振子中扮演着构建性角色,而Mdm2对p53的促进性功能如何调控这个基因网络的动力学仍缺少研究.因此,本文利用数学模型,全面探究了Mdm2上调p53的这条通路对p53动力学的影响.结果表明:Mdm2在Ser395位点的磷酸化作用对p53的振荡必不可少;之前报道的磷酸酶Wip1被p53振荡所需要,可能仅发生在Mdm2所介导的正反馈通路强度较高的情景下;Mdm2促进p53的失活以及泛素化降解也是p53反复振动动力学发生的关键因素,与以往的结论一致.本文的结果可对今后p53动力学的相关实验起到一定的指导作用.

Wip1对p53-Mdm2动力学的影响以及动力学分析

提出了p53-Mdm2和ATMp-p53-Wip1两条负反馈回路调控p53信号网络的数学模型,通过研究发现p53-Mdm2反馈回路对于p53脉冲的产生有一定的影响,与以往的研究吻合,更重要的是ATMp-p53-Wip1回路对p53脉冲也有着重要的影响.Wip1蛋白将会抑制ATM的磷酸化,从而减弱ATMp对p53的激活作用,但值得注意的是与Mdm2不同,Wip1虽然对p53脉冲有着重要的调控作用,但当Wip1浓度大于某一数值时,Wip1浓度的增加并不改变p53脉冲的振幅和周期.并且当p53-Mdm2和ATMp-p53-Wip1两条回路共存时,Wip1和Mdm2共同调节p53脉冲.

基于连续-离散扩展卡尔曼建模的p53-Mdm2调控关系研究

生物医学研究揭示,肿瘤抑制基因p53的表达水平与肿瘤的形成相关。p53相关的信号转导网络研究为揭示癌症、肿瘤的发病机制和寻找其治疗方法提供新思路,而p53和癌基因Mdm2的负反馈关系是该信号转导网络的核心部分。因此,研究p53-Mdm2的调控关系意义重大。基于电离辐射后人类白血病细胞中测得的时间序列基因表达数据,利用连续-离散的扩展卡尔曼(EKF)算法,建立带有延迟特性的非线性动态连续随机生物网络模型,模拟电离辐射后的p53-Mdm2动态调控过程。同时,对所建立网络的准确性进行验证,可得模型的误差率为0.85%。结果表明:所提出的算法是收敛的,可以预测基因的表达水平,准确地模拟p53-Mdm2调控网络受到电离辐射后的衰减震荡响应过程,该过程和生物实验结果一致。所提出的算法为生物学实验建模提供一种有效的方法,并可以为网络系统动力学特性的研究提供条件。

MDM2-P53反馈调节与大肠癌临床病理学的关联性

目的:探讨MDM2和P53与大肠癌临床病理学的关联性。方法:大肠癌88例为研究组,取大肠癌样本制备切片,采用SABC法对MDM2和P53染色,对每一切片染色深度和阳性细胞数比例进行评估,最后采取综合评定方法分析结果。并与同期正常组织(对照Ⅰ组)、大肠腺瘤样息肉(对照Ⅱ组)作比较。结果:对照Ⅰ组与对照Ⅱ组、研究组比较,MDM2与P53阳性表达差异具有统计学意义(P<0.05);肠癌B期与C期、D期的蛋白表达差异有统计学意义(P<0.05)。结论:MDM2和P53在大肠癌的发生、发展中起到协同作用。

小分子p53-MDM2抑制剂先导化合物苄普地尔的研究

目的采用老药新用药物设计方法,探寻p53-MDM2蛋白结合小分子抑制剂的先导化合物。方法通过荧光偏振(FP)法和蛋白印迹试验法,分别测定化合物的p53-MDM2蛋白结合抑制活性和相关蛋白的表达变化,采用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法(MTT法)测试其体外抗肿瘤活性,并且测定人肝微粒体中代谢产物。结果发现苄普地尔具有优秀的体外抗肿瘤活性和较强的p53-MDM2蛋白结合抑制活性,能显著降低MDM2蛋白的表达,而且呈剂量依赖性。在人肝微粒体中的代谢产物主要为苯环羟基单氧化代谢产物。结论苄普地尔可作为p53-MDM2蛋白结合小分子抑制剂先导化合物,用于后续的结构优化设计研究。

基于p53- mdm2复合物结构的mdm2阻断剂的初步探讨

目的：寻找基于 p53- mdm2复合物晶体结构的 mdm2抑制剂，使 p53释放出来，发挥其抗癌活性。方法：根据已知的 p53- mdm2复合物晶体的空间结构，在计算机上模拟设计出 23个非肽小分子化合物。将 p53的全长开放阅读框（ ORF）和 mdm2的部分 ORF克隆进原核表达载体，异丙基硫代－β－ D半乳糖苷（ IPTG）诱导蛋白表达。金属螯和层析柱纯化蛋白。 Western blot检测蛋白的质量，十二烷基磺酸钠－聚丙烯酰胺凝胶电泳 (SDS- PAGE)及标准曲线法进行蛋白定量。用 ELISA方法检测非肽小分子化合物与 mdm2的亲和性及作用的饱和浓度。用 MTT方法进行细胞生长抑制实验。结果： SDS- PAGE和 Western blot检测显示原核表达的 p53和 mdm2蛋白质量和纯度良好，可供后续实验。 ELISA结果显示非肽小分子目标化合物及中间化合物 32个化合物中 13个与对照相比对 mdm2有一定的亲和作用，其中 5个亲和性较高，并有一定的饱和作用量。体外实验表明这 5个化合物对几种表达野生型 p53的肿瘤细胞系有生长抑制作用。结论：基于 p53- mdm2复合物晶体的空间结构设计的非肽小分子化合物，通过抑制 mdm2- p53的结合，在体外显示有一定的抑制肿瘤细胞生长的作用。

单细胞中P53和Mdm2蛋白活性的不同振动行为研究

综述了p53基因及Mdm2基因的生物学特征,介绍了P53-Mdm2网络。

MDM2与抑制剂PDIQ作用机制的结合自由能计算研究

近年来p53-MDM2相互作用已成为抗癌药物设计的重要靶标.本工作采用分子动力学模拟和结合自由能计算研究抑制剂PDIQ与MDM2的结合模式.结果显示范德瓦尔斯作用是抑制剂结合的主体力量.基于残基的自由能分解计算结果表明CH-CH,CH-π和π-π相互作用驱动了抑制剂与MDM2的结合.这一研究可为抗癌药物的设计提供一定的理论指导.

分子动力学和丙氨酸变异研究MDM2与抑制剂P4的结合模式

抑制p53-MDM2相互作用已经成为癌症治疗的新途径.采用分子动力学模拟和MM-PBSA(molecular mechanics-Possion-Boltzmann surface area)方法研究了肽类抑制剂P4与MDM2的结合模式.研究表明P4与MDMD2疏水性裂缝的范德华作用是抑制剂结合的主导力量。采用丙氨酸变异计算研究了P4与MDM2的作用热区.结果表明残基Lys51,Leu54,Leu57,Ile61,Met62,Tyr67,Gln72,His73,Val93,His96和Ile99的丙氨酸变异导致了范德华作用的降低,而对极性相互作用几乎没有产生影响,同时也证明这些残基处于P4与MDM2作用表面的热区,对抑制剂的结合有重要贡献,这能为抗癌药物的设计提供理论上的指导.

抑制剂PMI与MDM2结合模式的分子动力学研究

p53-MDM2相互作用已经成为治疗癌症药物设计的重要靶标。采用分子动力学模拟和MM-PBSA方法计算了肽类抑制剂PMI与MDM2的绝对结合自由能,通过基于残基的自由能分解方法计算了MDM2的各残基与PMI的相互作用。结果表明:CH-π、CH-CH和π-π相互作用驱动了PMI在MDM2疏水性裂缝中的结合;相关矩阵的计算表明PMI在一定程度上诱导了MDM2内部的相关运动。

靶向作用p53药物的研究进展

随着对肿瘤发生、发展的认识,抗肿瘤药物的靶向研究进入了一个新的阶段。p53基因是重要的抑癌基因,其编码的p53蛋白在细胞周期调控、DNA修复和诱导凋亡等方面起着关键的作用,p53基因的突变是肿瘤发生的重要因素之一。因此,p53可能成为抗肿瘤药的一个重要的靶点基因。随着很多小分子药物筛选方法不断的发现和运用,目前已有部分以p53为靶点的化合物研究报道,并且以突变p53为靶点的化合物APR-246已进入临床II期试验。同时,以p53为靶点的化合物研究推动着蛋白相互作用和蛋白突变体构象领域药物的发现。该文主要讨论以p53为靶点的药物的研究前沿,并分类阐述该类药物作用特点和机制。

P53脉冲的研究现状与展望

P53脉冲是指细胞内p53蛋白水平周期性或重复性的涨落.该脉冲产生的途径是调节p53的各种正负反馈环,其核心的两个负反馈环是p53-Mdm2环和Wip1-ATM-p53环.这些负反馈环能产生极限环振荡,在极限环振荡区,P53水平成脉冲型变化.随着P53脉冲的增多,不同形式的p53蛋白和促凋亡蛋白逐渐积累并到达一定阈值水平,可打开凋亡"开关",引发不可逆的细胞命运.除了P53脉冲的数目,其频率、振幅、波形等物理学参数也与细胞命运存在密切关系.这一研究进展对阐明诸多疾病发生机理和防治研究有重要意义.

层流剪切力作用下血管内皮细胞内JNK活性的双相性对p53-Mdm2系统动力学的影响

最近的实验表明:在层流剪切力作用下,血管内皮细胞内Jun N端激酶(JNK)活性的响应曲线表现出上升或下降的双相特征,然而,目前并不清楚这种双相性如何影响下游的信号网络。该文给出了刻画JNK活性与剪切力关系的解析表达式,并通过一个动力学模型考察了JNK活性的双相性对p53-Mdm2系统的影响。由此发现具有慢速下降相的JNK活性曲线能够驱动较小振幅和较高频率的p53振荡,从而激活有关细胞周期抑制的基因,维护血管的内稳态,防止动脉粥样硬化的产生,可以从JNK活性曲线的特征预测内皮细胞的命运。