α1‑AR亚型蛋白的三维晶体结构模型及其建立方法技术

本发明专利技术涉及一种α1‑AR亚型蛋白的三维晶体结构模型及其建立方法，建立方法包括步骤：以α1‑AR亚型蛋白的氨基酸序列为探针，搜索蛋白晶体数据库，通过氨基酸序列比对得到相似度最高的同源模板β2‑AR；使用

Alpha

The invention relates to an alpha

【技术实现步骤摘要】
α1-AR亚型蛋白的三维晶体结构模型及其建立方法
本专利技术涉及药物设计
，具体涉及一种α1-AR亚型蛋白的三维晶体结构模型及其建立方法。
技术介绍
良性前列腺增生(BenignProstaticHyperplasia，BPH)以前列腺肥大和前列腺平滑肌收缩异常为典型特征：一方面，前列腺腺体肥大导致尿道受压迫和膀胱尿流阻滞；另一方面，交感神经系统通过α1-肾上腺素受体(adrenoceptors，ARs)影响膀胱颈和前列腺平滑肌引起异常收缩。早期，临床上使用抑制剂拮抗α1-AR，使BPH患者减低尿道内压和提高尿流速率，已被证明是有效的。经典拮抗剂如Prazosin、Terazosin、Doxazosin和Alfuzosin等，在用于治疗BPH初期取得了较好的疗效。然而，由于这类拮抗剂对α1-AR非亚型选择性拮抗，患者服用该类药物后易产生心血管副作用(体位性低血压、头晕、疲劳和虚弱乏力等)。α1-AR受体可分为三种亚型(α1A，α1B和α1D-AR)，在前列腺组织中以α1A和α1D-AR分布为主，α1B-AR分布极少。随着BPH患者前列腺基质比增加，α1A-AR所占的比例明显增高。拮抗α1A-AR可缓解尿路梗阻，拮抗α1D-AR可改善逼尿肌功能失调的刺激性和灌注性排泄症等由BPH引起的下尿路症状。α1B-AR主要表达于血管床，主要调节小阻力血管，收缩海绵体，保持血管状态，是有效缓解性功能勃起障碍的靶标。拮抗剂对α1B-AR的选择性抑制已证实是产生血管副作用的根本原因。近年来，α1-AR拮抗剂的研究动态强化了对其亚型选择性的要求。选择性抑制α1A/D-AR而对α1B-AR不抑制或抑制较弱，能有效减轻尿道内压和提高尿流速率等前列腺增生引发的一系列下尿路症状，明显减低心血管副作用。如何设计和研究α1A/D-AR选择性拮抗剂是当今治疗BPH而减低副作用的关键。近年来，国际上对于α1-AR拮抗剂的研究成果体现了拮抗剂亚型选择性细化分类的导向。如经典拮抗α1A-AR亚型的SNAP-5089和Silodosin、拮抗α1B-AR亚型的(+)-胞磷胆碱和L-765314、以及拮抗α1D-AR亚型的BMY-7378等。已报道多个系列α1-AR拮抗剂的合成强调了α1A/D-AR选择性。对于靶向合适的α1A/D-AR亚型选择度作为BPH药物的研究还是差强人意。已上市的具有高选择性的α1-AR拮抗剂品种仍较少，临床上用于治疗BPH较多的还是亚型选择性差的Prazosin、Tamsulosin和Silodosin等。α1-AR选择性拮抗剂研究作为BPH药物，有效治疗BPH且低心血管副作用风险需要具备以下三个特征：①对α1B-AR不拮抗或拮抗性弱；②具有α1A/1D-AR拮抗；③对α1A-AR和α1D-AR分别具有特定的拮抗度。其中，特征③合适的α1A/1D-AR选择度是拮抗剂靶向治BPH保效低副作用的关键。α1-AR是G蛋白偶联受体家族的重要成员，尽管目前已从序列上对其亚型进行了准确的区分，然而α1-AR的三维蛋白晶体结构仍尚未得到，为了准确的研究靶点和拮抗剂的构效关系，就需要建立合理的理论模型。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种α1-AR亚型蛋白的三维晶体结构模型的建立方法，包括如下步骤：以α1-AR亚型蛋白的氨基酸序列为探针，搜索蛋白晶体数据库，得到同源模板；通过氨基酸序列比对，使用的Prime模块对α1-AR亚型蛋白进行同源模建；采用的Macromodel模块对同源模建得到的蛋白进行优化，得到α1-AR亚型蛋白的三维晶体结构模型。优选地，α1-AR亚型蛋白包括α1A-AR，α1B-AR和α1D-AR。优选地，搜索蛋白晶体数据库是采用ProteinBlast程序搜索。优选地，同源模板为蛋白β2-AR。β2-AR蛋白ID为2RH1，其是最合适的同源模板。优选地，在氨基酸序列比对之后，同源模建之前，去除所述蛋白β2-AR中的T4L区域。优选地，优化包括：固定主链，在模拟的辛醇环境中优化侧链500步；固定侧链，在模拟的辛醇环境中优化主链500步；在模拟的辛醇环境中全局优化500步。本专利技术保护采用上述α1-AR亚型蛋白的三维晶体结构模型的建立方法得到的α1-AR亚型蛋白的三维晶体结构模型。本专利技术保护上述α1-AR亚型蛋白的三维晶体结构模型的评价方法：采用Procheck对模型的生理化学参数进行评估分析，得到的Ramachandranplot图中超过90％的氨基酸位于核心区域，则符合离体化学能量规则。本专利技术还保护采用上述α1-AR亚型蛋白的三维晶体结构模型，根据GPCR的普遍结合口袋所处的位置，模建α1-AR三个亚型α1A-AR、α1B-AR和α1D-AR可能的结合口袋，并找到α1A-AR、α1B-AR和α1D-AR三个亚型关键残基。优选地，所述α1A-AR、α1B-AR和α1D-AR三个亚型的关键残基包括：在193位的氨基酸残基分别为Ile193、Val193和Ile193，在293位的氨基酸残基分别为Met293、Leu293和Leu293，在302位的氨基酸分别为Lys302、Leu302和Leu302。本专利技术提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)α1-AR(α1A-AR、α1B-AR和α1D-AR)是G蛋白偶联受体家族的重要成员，尽管目前已从序列上对其亚型进行了准确的区分，然而α1-AR的三维蛋白晶体结构仍尚未得到，本专利技术提供了α1-AR三个亚型蛋白α1A-AR、α1B-AR和α1D-AR的模型构象，为准确的研究靶点和拮抗剂的构效关系提供了基础；(2)本专利技术提供的α1-AR三个亚型蛋白α1A-AR、α1B-AR和α1D-AR的模型构象的建立方法，为建立α1-AR模型构象提供了可靠的建立方法；(3)本专利技术根据GPCR的普遍结合口袋所处的位置，模建了α1-AR三个亚型蛋白α1A-AR、α1B-AR和α1D-AR可能的结合口袋，并找到关键残基，为解释α1-AR亚型选择性拮抗剂的选择度提供了理论依据。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1为本专利技术实施例一中的α1-AR三个亚型蛋白α1A-AR、α1B-AR和α1D-AR的模型构象图；图2为本专利技术实施例二中的α1A-AR的Ramachandranplot图；图3为本专利技术实施例二中的α1B-AR的Ramachandranplot图；图4为本专利技术实施例二中的α1D-AR的Ramachandranplot图；图5为本专利技术实施例二中的α1A-AR的Profile-3D图；图6为本专利技术实施例二中的α1B-AR的Profile-3D图；图7为本专利技术实施例二中的α1D-AR的Profile-3D图；图8为本专利技术实施例三中的α1A-AR的活性口袋周围重要的氨基酸残基；图9为本专利技术实施例三中的α1B-AR的活性口袋周围重要的氨基酸残基；图10为本专利技术实施例三中的α1D-AR的活性口袋周围重要的氨基酸残基。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种α

【技术特征摘要】
1.一种α1-AR亚型蛋白的三维晶体结构模型的建立方法，其特征在于，包括如下步骤：以α1-AR亚型蛋白的氨基酸序列为探针，搜索蛋白晶体数据库，得到同源模板；通过氨基酸序列比对，使用的Prime模块对α1-AR亚型蛋白进行同源模建；采用的Macromodel模块对所述同源模建得到的蛋白进行优化，得到α1-AR亚型蛋白的三维晶体结构模型。2.根据权利要求1所述的α1-AR亚型蛋白的三维晶体结构模型的建立方法，其特征在于：所述α1-AR亚型蛋白包括α1A-AR、α1B-AR和α1D-AR。3.根据权利要求1所述的α1-AR亚型蛋白的三维晶体结构模型的建立方法，其特征在于：所述搜索蛋白晶体数据库是采用ProteinBlast程序搜索。4.根据权利要求2所述的α1-AR亚型蛋白的三维晶体结构模型的建立方法，其特征在于：所述同源模板为蛋白β2-AR。5.根据权利要求4所述的α1-AR亚型蛋白的三维晶体结构模型的建立方法，其特征在于：在所述氨基酸序列比对之后，在所述同源模建之前，去除所述蛋白β2-AR中的T4L区域。6.根据权利要求5所述的α1-AR亚型蛋白的三维晶体结构模型的建立方法，其特征在于：所述优化包括：固定主链，在模拟的辛醇环境...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹长林，许芳，孙宪强，章慧，陈文豪，陈星星，李慧芳，
申请(专利权)人：邹长林，
类型：发明
国别省市：浙江,33