У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ
Заказать диплом, курсовую, диссертацию


Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Понравилось
Не понравилось





Книга жалоб
и предложений

 





Название Компьютерное моделирование активный центров моноаминоксидаз и создание ингибиторов с заданной селективностью
Количество страниц 266
ВУЗ МГИУ
Год сдачи 2010
Бесплатно Скачать 22991.doc 
Содержание Содержание
ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Введение... 7

1.1. Актуальность проблемы... 7

1.2. Научная новизна и практическая значимость... 10

1.3. Апробация работы... 10

1.4. Основные положения, выносимые на защиту... 12

2. Обзор литературы... 13

2.1. Моноаминоксидаза... 13

2.1.1. Физиология МАО... 15

2.1.1.1. Распределение в клетках и тканях... 15

2.1.1.2. Функции МАО... 15

2.1.1.3. Регуляция... 18

2.1.2. Биохимия МАО... 21

2.1.2.1. Субстраты... 21

2.1.2.2. Механизмы и кинетика реакций, катализируемые МАО... 22

2.1.3. Молекулярная биология МАО... 28

2.1.3.1. Генная структура и локализация... 28

2.1.3.2. Функциональные участки... 31

2.1.3.2.1. Динуклеотид-связывающая область... 33

2.1.3.2.2. Первый дополнительный участок связывания ФАД... 36

2.1.3.2.3. Второй дополнительный ФАД-связывающий участок... 39

2.1.3.2.4. Активные центры МАО А и Б... 42

2.1.3.2.5. Другие функционально важные аминокислотные остатки... 46

2.1.3.2.6. Мембранный якорь... 46

2.1.3.3. Пространственная структура МАО Б... 51

2.1.3.4. Пространственная структура МАО А... 62

2.1.4. Медицинская химия МАО (ингибиторы)... 65

2.2. Методы компьютерного конструирования лекарств. Общие положения... 75

2.2.1. Прямые методы компьютерного конструирования лекарств ... 79

2.2.1.1. Скрининг баз данных низкомолекулярных соединений... 80

2.2.1.2. Конструирование новых лигандов молекулярно-графическими методами... 82

2.2.2. Непрямые методы конструирования лекарств... 83

2.2.3. Взаимосвязь разных подходов и их связь с экспериментом ... 89

2.2.4. Компьютерное моделирование МАО и ее ингибиторов... 92

2.3. Заключение... 94

3. Объекты и методы... 96

3.1. Объекты... 96

3.2. Методы... 98

4. Результаты... 103

4.1. Построение 3D-QSAR и CoMFA моделей активных центров МАО А и Б... 105

4.1.1. 3D-QSAR и CoMFA модели производных индола и изатина ... 106

4.12. 3D-QSAR и CoMFA анализ производных пиразинокарбазола .. 116

4.1.3. 3D-QSAR и CoMFA модели производных

карбобензоксиэтиламина (КЭА), анилида Р-аланина (АА) и

карбобензоксиэтилдиамина (КЭДА)... 133

4.2. Моделирование полости активного центра фермента... 142

4.2.1. Разработка подхода по моделированию полости активного центра фермента с неизвестной пространственной структурой . 142

4.2.2. Построение слепков МАО... 148

4.2.2.1. Построение слепка активного центра МАО А... 148

4.2.2.2. Построение слепка активного центра МАО Б... 155

4.2.2.3. Сопоставление слепка активного центра МАО Б с пространственной структурой фермента... 160

4.2.2.4. Сопоставление слепка активного центра МАО А с пространственной структурой фермента... 168

4.2.2.5. Оценка эффективности совместного использования моделей

слепка активного центра и 3D-QSAR с CoMFA моделей... 171

4.2.2.6. Апробация подхода по поиску ингибиторов в молекулярных

базах данных методом докинга в слепок... 173

4.3. Компьютерное моделирование и поиск новых ингибиторов

МАО... 179

4.3.1. Поиск потенциальных ингибиторов МАО А методом молекулярного докинга в базе данных низкомолекулярных веществ... 179

4.3.2. Поиск ингибиторов МАО Б в молекулярной базе данных... 186

4.3.3. Поиск неселективных ингибиторов МАО... 189

5. Обсуждение... 201

6. Выводы... 224

7. Список научных работ, опубликованных по теме диссертации . 226

8. Список литературы... 232

9. Благодарности... 266

Введение



1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Актуальность проблемы.

Развитие биомедицинской химии, связанной с теоретической и клинической медициной, требует изучения и анализа структуры и функций ключевых ферментов клеточного метаболизма. Одно из основных направлений в этих исследованиях связано с использованием компьютерных технологий для анализа данных, планирования экспериментов и обработки их результатов. Заметное место в этих подходах занимает компьютерное моделирование структуры биологических молекул, их взаимодействия друг с другом, поиск новых биологически активных соединений. Данная область исследований получила название «компьютерное конструирование лекарств» [Marrone et al, 1997; Zeng, 2000]. Использование компьютерных технологий для визуализации пространственных структур макромолекул, моделирования взаимодействия макромолекул с низкомолекулярными лигандами, оценки энергии взаимодействия, моделирования новых соединений и предсказания их свойств позволяет значительно ускорить создание новых лекарственных препаратов [Marrone et al, 1997; Zeng, 2000].

Одним из ключевых ферментов, участвующий в катаболизме медиаторных аминов в центральной нервной системе и периферических тканях, является моноаминоксидаза (МАО; К.Ф. 1.4.3.4). Несмотря на то, что этот фермент был открыт более 75 лет назад, он по-прежнему остается важным объектом фундаментальных и клинических исследований [Горкин, Медведев, 1995; Типтон, 1997].

Моноаминоксидаза является флавин-содержащим ферментом, локализованным во внешней мембране митохондрий. В организме млекопитающих МАО присутствует в двух формах - МАО А и МАО Б, которые кодируются разными, хотя и высоко гомологичными генами [Shin, et al., 1999; Abell, Kwan, 2001]. Эти формы различаются по чувствительности к ингибиторам и по преимущественному окислению субстратов [Горкин, Медведев, 1995;

Wouters, 1998]. В организме МАО А и МАО Б, по-видимому, выполняют разные функции, на что указывают различная локализация ферментов в тканях и преимущественное окисление определенных субстратов [Abell, Kwan, 2001].

Изменение активности этого фермента обнаружено при многих нервно-психических расстройствах (болезни Паркинсона и Альцгеймера, депрессии и др.) [Wouters, 1998; Горкин, Медведев, 1995; Jegham, George, 1998 Yamada, Yasuhara, 2004]. Применение ингибиторов МАО в клинической практике дает выраженный терапевтический эффект и нормализацию состояния больных. Ингибиторы МАО А (такие как моклобемид, брофаромин, пиразидол, тетриндол и др.) нашли свое применение в качестве антидепрессантов, а некоторые ингибиторы МАО Б (например, депренил) применяются для лечения болезни Паркинсона [Cesura, Pletscher, 1992; Blanco et al., 2002; Chiap et al., 2002]. Возможно применение ингибиторов МАО в лечении алкогольной и никотиновой зависимостей [Domino, 1996; Farren et al., 1998]. Поэтому разработка новых ингибиторов этих ферментов остается актуальной задачей [Tipton, 1989; Типтон, 1997; Tipton, 2000].

Долгое время разработку новых эффективных ингибиторов МАО сдерживало отсутствие информации о пространственных структурах этих ферментов. Поэтому исследователи с помощью различных экспериментальных методов пытались выявить структурные особенности этих белков: были определены аминокислотные последовательности различных моноаминоксидаз, процентное содержание вторичных структур в белковой глобуле, место ковалентного связывания кофактора - флавинаденилдинуклеотид (ФАД) - с белком [Wouters, 1998]. В результате анализа последовательностей, конструирования химерных молекул и точечного мутагенеза были предсказаны участки белка, ответственные за нековалентное связывание флавинового кофактора [Zhou et al., 1995; Tsugeno et al., 1995; Chen et al., 1996; Grimsby et al., 1996]. Было установлено несколько ключевых аминокислот, ответственных за связывание субстрата и участие в катализе [Tsugeno, Ito, 1997; Geha et al., 2001; Cesura et al., 1998]. Однако использование косвенных экспериментальных

данных не позволяло оценить структуру и свойства активных центров МАО А и МАО Б. Даже появившиеся в 2002 и 2004 годах пространственные структуры МАО Б [Binda et al., 2002] и МАО A [Ma et al., 2004] оставляют нерешенными многие вопросы об особенностях их взаимодействия с различными ингибиторами.

Отсутствие данных о пространственных структурах этих ферментов и наличие большого числа обратимых и механизм-активируемых ингибиторов этих ферментов стимулировало активное применение методов компьютерного моделирования для анализа особенностей строения этих ферментов.

Таким образом, к началу данного исследования, существовавшие данные о строении МАО А и МАО Б, не позволяли охарактеризовать пространственные структуры их активных центров, что значительно препятствовало поиску новых эффективных ингибиторов этих ферментов.

Поэтому целью данной работы был компьютерный анализ структур активных центров моноаминоксидаз и разработка подходов для создания ингибиторов этих ферментов с заданной селективностью.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Проанализировать репрезентативные ряды низкомолекулярных лигандов МАО А и Б и определить общие черты и особенности структур лигандов для каждого типа ферментов.

2. Провести анализ структуры активных центров МАО А и Б методом 3D-QSAR с использованием ингибиторов, отличающихся механизмом действия и относящихся к разным химическим классам.

3. Разработать метод моделирования полости активного центра фермента с неизвестной трехмерной структурой и проверить корректность подхода на примере ферментов с известной пространственной структурой.

10

4. Построить модели активных центров МАО А и Б.

5. Провести поиск новых базовых структур ингибиторов МАО А и Б с заданной селективностью.
Список литературы
Цена, в рублях:

(при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)		 1425
Скачать бесплатно 22991.doc 





Найти готовую работу


ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:


Связаться

Доставка любой диссертации из России и Украины

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ


Ссылки:

Выполнение и продажа диссертаций, бесплатный каталог статей и авторефератов

Счетчики:

Besucherzahler
счетчик посещений

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.