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.

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。

以MDM2-p53复合物为靶标的活性肽合成及结构测定

目的 以MDM2 p5 3复合物为靶标 ,固相合成与MDM2有高亲和力的活性多肽 (IP3) ,并测定其二级结构 ,为设计具有抗癌活性的非肽小分子提供结构信息。方法 应用Fmoc保护策略的固相方法合成活性多肽IP3,经HPLC分离纯化后 ,通过NMR解析其二级结构。结果 得到 6 0mgIP3纯品 ,产率为 2 6 .8% ,NMR示此肽在 6 0 %DMSO D2 O中以松散肽链状态存在 ,无二级结构。结论 固相法可较好地合成IP3;当IP3处于游离状态时 ,为一松散肽链 ;与MDM2结合后将被诱导形成α 螺旋。通过结合前后的NMR差异 ,可得到结合位点空间结构信息 ,结合计算机辅助设计 。

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。

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.

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。

能阻断Hdm2：p53复合物形成的抗肿瘤药物

肿瘤抑制转录因子p53在DNA损伤的细胞响应、细胞周期阻滞和凋亡中具有关键作用。在近一半的癌症中，出现p53基因的功能缺失性突变，导致肿瘤细胞的迅速生长和耐药性产生。Hdm2蛋白是主要的p53负性调节子，通过两种不同机制起作用：（1）直接与p53结合，抑制其正常结合功能，使之不能形成转录复合物。（2）通过蛋白体途径靶向p53，使其泛素化并降解。野生型p53的肿瘤抑制作用会因为Hdm2的过度表达而减弱，因而抑制Hdm2与p53相互作用，已成为近年肿瘤药物研究的一个主要领域。

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。

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。

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.

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。

干扰p53-MDM2蛋白相互作用的小分子抑制剂的研究进展

p53-MDM2蛋白相互作用是抗肿瘤药物研究的重要作用靶点,抑制p53-MDM2结合是激活p53的有效途径。大量的药物筛选方法和手段已经用于寻找p53-MDM2相互作用的新型抑制剂,其中小分子抑制剂是最具前景的研究领域之一。该文总结了近年来国内外p53-MDM2蛋白结合小分子抑制剂的研究进展。

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。