抗凝血酶与凝血因子作用机制的分子模拟

发布时间：2017-05-25 00:10

  本文关键词：抗凝血酶与凝血因子作用机制的分子模拟，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的发展,生物材料在抗凝血领域的使用越来越广泛。因为材料和血液之间反应复杂,人们对抗凝血生物材料的要求越来越高。在材料和血液之间发生的各种反应中,血液凝固是最敏感和复杂的。因此,清楚反应的机理对更好地改进抗凝血生物材料意义重大。肝素化生物材料是比较常用的生物材料,清楚肝素的抗凝血机理以及材料结构和抗凝血之间的关系能够更好地改善肝素化材料。肝素与抗凝血酶结合后能够很好地对一些凝血因子起到抑制作用。但是,对其分子机理的研究还不清楚。因此,本文利用分子模拟技术在分子层次上研究了肝素是如何促进抗凝血酶(AT)对凝血因子作用及作为凝血与纤溶新的调控因子的凝血酶激活的纤溶抑制物(TAFI)是如何激活的。主要内容分为四个部分：1.肝素-抗凝血酶(AT)与凝血因子FIXa的分子模拟。我们把肝素-AT与FIXa进行对接后得到了合理的构型。得到的构型与晶体结构比较有较高的一致性。我们利用分子模拟的方法分析了肝素激活抗凝血酶加速对FIXa抑制的的机理。通过比较AT-肝素-FIXa和AT-FEXa两种复合物中AT反应中心环(RCL)的变化,得知RCL的暴露是AT激活的关键。通过对AT-肝素-FIXa对接界面的分析,我们得到很多实验上未得到的重要氨基酸区域,这些氨基酸之间存在着氢键、静电作用能。这些结果能够帮助我们更好地理解AT-肝素和FIXa的相互作用。2.肝素-抗凝血酶(AT)与凝血因子FXa的分子模拟。肝素能够近百倍加速AT对FXa的抑制。我们用分子模拟的方法模拟了AT-肝素和FXa的反应,得到了较优的复合物构型。通过AT-肝素-FXa界面的分析,我们发现许多重要的氨基酸与实验区域相符,如AT蛋白上的380-393位氨基酸,FXa蛋白上的GLU37、GLU39、PHE41等。除此之外,模拟还得出了一些实验上未得到的区域和重要氨基酸,如AT蛋白上的ASP6与FXa蛋白上ARG63结合处,蛋白之间的氨基酸通过氢键和静电作用结合在一起。3.肝素-抗凝血酶(AT)与凝血因子FXIa作用的分子模拟研究。AT与FXIa、AT-肝素与FXIa复合物的晶体结构至今还未得出,用实验方法研究两蛋白之间的重要作用区域存在着困难。因此我们用分子模拟的方法模拟了AT与FXIa、AT-肝素与FXIa的相互作用。我们发现AT与FXIa结合位点在有无肝素存在时发生了变化,无肝素时AT与FXIa的结合位点位于A3和CD区域,肝素存在时AT与FXIa的结合位点只位于CD区域。说明肝素的存在对AT与FXIa的作用有影响,使两者的结合位点发生了变化。模拟结果为实验提供了理论依据,可以对接下来的生物实验起指导作用。4.凝血酶-TM复合物激活TAFI的分子模拟。TAFI与凝血酶-TM复合物的晶体结构尚未得到,因此我们用蛋白对接的模拟方法对其进行了研究。通过对TAFI与凝血酶-TM对接结果的分析,我们得出TM上的ASP400、GLU357分别与TAFI上的LYS392、ARG320结合处,凝血酶上的GLU192与TAFI上的LYS380、ARG384的结合处,ARG35、LYS36与GLU323的作用部位,ASP60E与ARG330的结合处既有氢键作用力存在,又有强的静电作用能。这些区域可能是重要的作用区域。TAFI上的ARG320、GLU323、GLN178位于二级序列变化的区域中,可能是TAFI上与凝血酶-TM作用中重要的结合位点。
【关键词】：抗凝血 肝素 抗凝血酶 凝血因子 TAFI 分子模拟
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 生物材料简介9
• 1.2 液凝固9-13
• 1.2.1 凝血因子9-10
• 1.2.2 凝血机制10-11
• 1.2.3 纤维蛋白的溶解11-12
• 1.2.4 体内外的抗凝物质12-13
• 1.3 抗凝血理论的发展13
• 1.4 抗凝血材料的研究现状及存在问题13-14
• 1.5 肝素和抗凝血酶的研究14-15
• 1.6 分子对接计算机模拟技术15-18
• 1.6.1 分子对接技术15-16
• 1.6.2 分子对接基本原理16
• 1.6.3 分子对接方法及软件16-17
• 1.6.4 分子对接在蛋白蛋白间相互作用的应用17
• 1.6.5 分子模拟软件介绍17-18
• 1.7 本课题的研究内容及意义18-20
• 1.7.1 本文的研究内容18
• 1.7.2 本文研究的意义18-20
• 第2章 肝素-抗凝血酶与凝血因子FIXa作用的分子模拟20-33
• 2.1 引言20-21
• 2.2 计算方法21
• 2.3 结果分析21-32
• 2.3.1 晶体结构与分子模拟结果的对比分析21-24
• 2.3.2 肝素-抗凝血酶(AT)和凝血因子FIXa相互作用24-32
• 2.4 结论32-33
• 第3章 肝素-抗凝血酶与FXa作用的分子模拟33-42
• 3.1 引言33
• 3.2 计算方法33-34
• 3.3 结果分析34-41
• 3.3.1 对接前后整体构型的变化34-35
• 3.3.2 氢键相互作用35-38
• 3.3.4 静电相互作用38-41
• 3.4 结论41-42
• 第4章 抗凝血酶和FXIa相互作用的分子模拟42-53
• 4.1 引言42
• 4.2 计算方法42-43
• 4.3 结果分析43-52
• 4.3.1 相互作用的区域43-44
• 4.3.2 氢键作用和静电作用能44-52
• 4.4 结论52-53
• 第5章 凝血酶-凝血酶调节蛋白复合物对TAFI激活的分子模拟53-61
• 5.1 引言53
• 5.2 计算方法53
• 5.3 结果分析53-60
• 5.3.1 凝血酶-TM与TAFI蛋白相互作用区域54-55
• 5.3.2 整体构型的变化55-56
• 5.3.3 氢键相互作用56-58
• 5.3.4 静电作用能58-60
• 5.4 结论60-61
• 参考文献61-70
• 在读期间发表的学术论文及研究成果70-71
• 致谢71

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