突触素Ⅰ与丙烯酰胺相互作用模式研究

目的通过同源模建方法获得突触素Ⅰ蛋白(synapsin Ⅰ,Syn Ⅰ)功能域的三维结构,采用分子对接、分子动力学模拟方法研究小分子丙烯酰胺(acrylamide,ACR)与Syn Ⅰ蛋白相互作用模式及结合位点,提供ACR对Syn Ⅰ蛋白损伤作用机制的证据。方法使用Dock 6.7分子对接程序和Amber Tools15分子动力学模拟程序包进行计算模拟。结果分子对接计算表明ACR和蛋白质间存在3种不同模式(体系Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。分子动力学模拟将结合模式缩减至2种:小分子以体系Ⅰ方式与蛋白质结合力最强,其中氨基酸残基Asn214、Ser390和Ser391的作用力贡献较为突出;体系Ⅱ、Ⅲ为相同结合模式有异于体系Ⅰ,可能同时存在另一种结合模式,其中Glu373和Lys225的作用较为明显。结果提示,氢键、静电力和范德华力及钙离子(Ca~(2+))对两者的结合具有重要作用。3种模式均致口袋形状增大,Ca~(2+)结合变弱,水溶剂分子更容易进入口袋,为后续化学反应创造环境。结论在分子动力学模拟中,ACR在Ca~(2+)存在条件下与Syn Ⅰ功能域相互作用,体系Ⅰ中结合位点为氨基酸残基Asn214、Ser390和Ser391,体系Ⅱ、Ⅲ的结合位点为氨基酸残基Glu373和Lys225,且Syn Ⅰ蛋白在与小分子结合后构象发生变化。本研究对ACR所致Syn Ⅰ蛋白相关性神经损伤机制的进一步研究具有一定的提示作用。