课题基金 / 基金详情

G-四链体结构去稳定剂的作用机制与设计研究

批准号:
22077043
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
位灯国
依托单位:
学科分类:
药物化学生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
位灯国

项目摘要

结项摘要

位灯国的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
G-四链体的形成影响着多种复杂而精细的生命过程,使用小分子靶向特定G-四链体,降低结构稳定性,可有效减少G-四链体形成带来的困扰。目前,G-四链体结构去稳定剂只是在实验中偶然发现的,缺乏靶向设计去稳定剂的方法。通过基于复合物结构的计算模拟,我们发现小分子先与G-四链体结合,两者动态互作,促成构象改变。为此,申请人提出,揭示构象的动态转变机制,有利于基于机制优化和设计去稳定剂。申请人在伪狂犬病毒基因 IE180 3' UTR区鉴定出一段促进病毒增殖的RNA G-四链体可形成序列,破坏该结构的小分子抑制病毒增殖。本项目针对这个序列,利用单分子实验对该序列构象系综进行动态分析,采用增强采样的分子动力学模拟揭示构象的动态转变机制,基于机制优化现有去稳定剂、发现结构新颖的高选择性去稳定剂。该设计方法的成功应用,将有助于设计小分子扰动核酸结构来验证核酸功能,拓展以核酸为靶点的药物研究体系。
英文摘要
The formation of G-quadruplex affects a variety of complex and delicate life processes. The problems could be reduced by using small molecules to target specific G-quadruplexes and reduce its structural stability. At present, G-quadruplexes destabilizers are discovered by chance, and there are no structure-based methods to design G-quadruplex destabilizers. Through modeling based on the complex crystal structures, we discovered that small molecules initially approached a single G-quadruplex, and then, their dynamic interaction promoted conformational transition. Thus, the applicant proposes that exploration for the dynamic conformational transformation mechanism could benefit for the optimization and design of the destabilizers. In the IE180 3' UTR region of pseudorabies virus, the applicant identified an RNA G-quadruplex forming sequence that promoted virus proliferation, and a molecule destroying the structure inhibited the virus proliferation. This project intends to analyze the conformational ensemble of this sequence by single molecular experiments, and the enhanced sampling molecular dynamics simulation will be employed to reveal the mechanism of dynamic conformational transition. Under the guide of the mechanism, the existing destabilizers could be optimized, and destabilizers with novel structures could be discovered to selectively destabilize a specific G-quadruplex structure. The success of the strategy will help to verify the nucleic acid function by designing small molecules that regulate nucleic acid structures, and to expand the drug discovery system targeting nucleic acids.
G-四链体是由鸟嘌呤富集序列折叠成的特殊核酸结构,其在不同的生物过程中分别发挥增强或者抑制作用。当前,G-四链体配体分子研究主要集中在设计小分子稳定G-四链体,去稳定剂的发现只是在实验筛选中偶然获得,缺乏设计去稳定剂的方法。.前期,我们在PRV IE180基因中鉴定到有利于病毒增殖的G-四链体,并发现小分子TMPyP4 破坏该G-四链体结构,抑制病毒增殖。我们解析了TMPyP4与该序列RNA G-四链体或DNA G-四链体复合物的晶体结构。以该复合物为起点,通过增强采用分子动力学模拟、单分子磁镊、ITC、SAXS 等方法,我们发现TMPyP4诱导G-四链体结构去折叠过程可分为三个阶段:起始、解开和形成最终产物。由于RNA G-四链体与DNA G-四链体结构不同,其与小分子的互作模式不同,导致小分子破坏RNA G-四链体或DNA G-四链体结构的机制不一样。TMPyP4可能与解开后的DNA G-四链体可形成序列形成复合物, 而与RNA G-四链体进一步堆积,甚至会呈现聚集。这个工作提示我们,设计去稳定剂不仅需考虑小分子与G-四链体的结合,还需重视动力学和热力学过程。.为进一步测试小分子与G-四链体互作机制,我们基于TMV基因组中调控病毒复制、可形成G-四链体结构的核酸序列,发现卟吩化合物Ce6可与该G-四链体结合,光照后,释放活性氧,并裂解TMV G-四链体结构。生测实验表明,在正常光照下,Ce6表现出与商品化植物病毒抑制剂宁南霉素相当的抑制活性(500 μg/mL Ce6抑制78.1 %的TMV 增殖);光照后,抑制率提高到92.2%。另外,我们在黄瓜花叶病毒1a基因中鉴定出保守的G-四链体可形成序列PQS,发现RHPS4可稳定该G-四链体结构,抑制病毒增殖。.本项目搭建生物物理检测平台,揭示小分子破坏G-四链体结构机制,为G-四链体结构去稳定剂的设计提供新思路。
宿主蛋白NF90促进PDCoV程序性核糖体移码的机制及抑制移码的抗病毒药物先导分子设计
  • 批准号:
    32473010
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.00万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    位灯国
  • 依托单位:
伪狂犬病毒IE180 3'UTR区G-四链体结构及其在病毒复制中的作用
  • 批准号:
    31672558
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    位灯国
  • 依托单位:
靶向C-kit1 DNA G-四链体凹槽的选择性探针分子设计
  • 批准号:
    21502060
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    位灯国
  • 依托单位:
国内基金
海外基金