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抗禽流感药物的计算机辅助设计研究

作　者: 茅冬华
导　师: 李通化
学　校: 同济大学
专　业: 分析化学
关键词: 禽流感计算机辅助药物设计分子对接定量构效关系 M2离子通道神经氨酸酶血细胞凝集素 RNA聚合酶
分类号: TQ460.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

近年来，日益猖獗的禽流感在世界各地频繁爆发流行，在全球范围内造成了巨大的经济损失，而且还严重威胁了人类的健康和生命安全，甚至出现了人因感染禽流感病毒而死亡的病例。我国的禽流感疫情也不容乐观，部分省份发现了禽流感疫点，已发现有一些家畜、野禽及人感染患病致死。严峻的疫情已引起世界的广泛关注，禽流感的防治对策已成为研究的热点。分子生物学研究表明，在流感病毒的传染复制过程中，一系列的编码蛋白如M2离子通道、神经氨酸酶、血细胞凝集素以及RNA聚合酶等起着举足轻重的作用。由于流感病毒的抗原变异能力强，加之个体免疫力的不同，目前使用的流感疫苗对流感疾病的预防和保护率并不高，抗禽流感药物就成为了决定性的、关键的预防和治疗方法。针对流感病毒各个编码蛋白，各类的抗流感药物已经被研制出来并运用于临床，但由于病毒的高变异性，往往已有的流感药物对新出现的毒株效力极低，这就要求研制出高效的新型药物，以计算机辅助药物设计为基础的分子模拟方法就成为揭示药物作用本质和挖掘有用信息的重要研究手段。分子对接(Docking)和定量构效关系(QSAR)作为重要的计算机辅助药物设计手段，已广泛应用于药物的筛选和设计开发。分子对接(Docking)是基于结构的药物设计的方法技术，既可以进行受体—配体间的分子对接，进而分析作用能量、分子间氢键分布、反应自由能等，又可以结合分子生物学实验确定的受体结合靶点进行对接过程中的动态模拟。定量构效关系(QSAR)是一种借助分子的理化性质参数或结构参数，以数学和统计学手段定量研究有机小分子与生物大分子相互作用、有机小分子在生物体内吸收、分布、代谢、排泄等生理相关性质的方法。本文紧密结合全球抗击禽流感病毒药物研究的新成果，以分子生物学为基础，分子模拟为手段，选取禽流感病毒的主要蛋白质为常见的药物靶点，利用计算机辅助药物设计方法，系统研究了抗禽流感药物与禽流感病毒蛋白的相互作用，证实了一系列重要的作用位点，并模拟了病毒突变造成的影响，建立了部分药物与结构的关系，特别是对于抑制血细胞凝集素前体HA0裂解酶和对HIV-1蛋白酶抑制剂在禽流感RNA聚合酶抑制中潜在作用的分析研究，揭示了

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-13
第1章前言  13-17
  1.1 禽流感及其治疗药物  13-14
  1.2 计算机辅助药物设计  14-15
  1.3 主要研究内容  15-17
第2章分子对接与定量构效关系  17-25
  2.1 分子对接  17-22
    2.1.1 分子对接的理论基础  17-18
    2.1.2 受体—配体结合的相互作用力  18-19
    2.1.3 分子对接方法的分类  19-20
    2.1.4 分子对接方法中的重要问题  20
    2.1.5 AutoDock与TPSODock  20-22
  2.2 定量构效关系  22-23
    2.2.1 二维定量构效关系  22-23
    2.2.2 三维定量构效关系  23
  2.3 本章总结  23-25
第3章禽流感病毒的分子生物学研究及相关药物靶点  25-33
  3.1 禽流感病毒基因组及其编码蛋白功能  25-29
    3.1.1 AIV的基因组  25
    3.1.2 病毒蛋白  25-29
  3.2 禽流感病毒的感染机理  29-31
    3.2.1 病毒的复制周期  29-31
  3.3 已知药物作用的靶点及潜在靶点  31-32
    3.3.1 M2离子通道  31
    3.3.2 神经氨酸酶  31
    3.3.3 血细胞凝集素  31
    3.3.4 RNA聚合酶  31-32
  3.4 本章总结  32-33
第4章计算机辅助药物设计在禽流感药物研究中的应用  33-69
  4.1 M2离子通道  33-38
    4.1.1 M2离子通道结构  33-34
    4.1.2 H~的传导机理  34-35
    4.1.3 M2离子通道抑制剂  35-36
    4.1.4 金刚烷胺类药物与M2离子通道的对接研究  36-37
    4.1.5 本节总结  37-38
  4.2 神经氨酸酶抑制剂的计算机辅助设计  38-50
    4.2.1 神经氨酸酶结构及功能  38-39
    4.2.2 神经氨酸酶抑制剂  39
    4.2.3 基于神经氨酸酶受体的分子对接研究  39-46
    4.2.4 神经氨酸酶抑制剂的QSAR研究  46-49
    4.2.5 本节总结  49-50
  4.3 血细胞凝集素  50-62
    4.3.1 血凝素的结构和功能  50-51
    4.3.2 HA基因与AIV致病力的关系  51-52
    4.3.3 流感HA受体的分子对接研究  52-53
    4.3.4 HA2融合肽构象变化抑制剂的分子对接研究  53-56
    4.3.5 HA裂解酶抑制剂的初步探索  56-61
    4.3.6 本节总结  61-62
  4.4 HIV-1蛋白酶抑制剂与RNA聚合酶的分子对接研究  62-69
    4.4.1 流感病毒RNA聚合酶的结构  62-63
    4.4.2 流感病毒RNA聚合酶的功能  63-64
    4.4.3 HIV-1蛋白酶抑制剂对SARS病毒3CL~(pro)及流感病毒PA潜在的抑制作用  64-68
    4.4.4 本节总结  68-69
第5章结论与展望  69-70
  5.1 结论  69
  5.2 进一步工作的展望  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-76
个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果  76
  个人简历:  76
  已发表论文:  76

抗禽流感药物的计算机辅助设计研究

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