通过NMR波谱和分子模拟对具有拮抗剂活性的内吗啡肽-2类似物进行构象分析

摘要

阿片系统参与的许多药理学作用，都是通过内源性阿片配体结合与激活膜连阿片受体产生的。目前已经发现的三类阿片受体，μ，δ和κ均属于G蛋白偶联受体家族。1997年，内吗啡肽-1(H-Tyr-ProTrp-Phe-NH2)和内吗啡肽-2(H-Tyr-Pro-Phe-Phe-NH2)从牛脑中分离提纯得到，它们是对μ-阿片受体具有高亲和性和选择性的内源性阿片肽。由于μ-阿片受体介导许多吗啡产生的镇痛作用，而且内吗啡肽相对于吗啡在引起镇痛的同时不产生一些副作用，所以它们就被认为是开发新的镇痛药物的模型肽。 最近，通过将内吗啡肽-2的3位或4位替换为非天然的3-(1/2-萘基)丙氨酸(L或D构型)，研究者除了得到μ-阿片受体激动剂外，还发现了两个μ-阿片受体拮抗剂。众所周知，阿片拮抗剂在阿片研究和药物成瘾的治疗上，都发挥着不可替代的作用。但是，目前得到的阿片肽衍生的μ-受体拮抗剂还很少。而且目前还没有关于这类拮抗剂结构方面的研究，因此通过NMR波谱测定这些多肽的空间构象，将对寻找与拮抗活性相关的结构元件有很大的帮助。 本实验中，我们对这些内吗啡肽-2类似物，通过1D和2D1H NMR波谱，分子模拟，对它们的构象进行了分析，包括测定cis/trans异构体的比值，主链和侧链二面角，芳环-芳环相互作用，以及N-末端N原子和Ca与C-末端Ca的间距等等。我们发现内吗啡肽-2的4位取代的类似物，具有的顺反异构体比例由母体的1:2提高到了1:1。而且，根据原子间距N(1)-αC(4)的结果，具有拮抗活性的两个类似物([D-1-Nal4]EM2和[D-2-Nal4]EM2)，它们的顺式构象在所有类似物里是最弯曲的，而它们的反式构象则是最伸展的。另外，通过结构的叠加发现，所有类似物的顺式构象中，只有这两个多肽与内吗啡肽-2的结构最相近，由此我们提出这种顺式的弯曲构象，很可能就是引起两个类似物具有μ-拮抗剂活性的结构因素。考虑到核磁结构反映的是快速构象转换的一个平均值，不能完全反映构象的多样性，因此，我们在核磁结构的基础上，又通过分子动力学计算对这些结构做了进一步分析。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：内吗啡肽-2及其类似物的编号、缩写和氨基酸序列

声明

第一章前言

1.1阿片受体

1.2阿片受体内源性配体

1.3内吗啡肽的镇痛作用

1.4内吗啡肽结构性方面的研究

1.4.1内吗啡肽的顺反异构化

1.4.2“信号-地址”概念和药效团元件

1.5生物活性构象和二级结构元件

1.5.1可能的生物活性构象

1.5.2各个残基的作用

1.5.3分子内相互作用力

参考文献

第二章立题依据

内吗啡肽结构改造的研究

2.1 D型、非天然氨基酸和β-氨基酸的替换

2.2 C-末端和N-末端的修饰和改造

2.3 μ-阿片受体拮抗剂类似物的发现

2.4小结

参考文献

第三章实验方法和结果讨论

3.1内吗啡肽-2萘基类似物的合成

3.2核磁结构的分析

3.2.1 Cir/trans异构体的比例

3.2.2内吗啡肽-2及其类似物的核磁结构分析

3.3分子动力学计算

3.4结论

参考文献

在读期间的科研成果和获奖情况

个人简历

致谢

附录