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化学进展 2010, Vol. 22 Issue (05): 993-1001 前一篇   后一篇

所属专题： 计算化学

• 综述与评论 •

PKA酶及其抑制剂balanol的计算化学*

金海晓; 严小军**; 朱鹏   

  1. （宁波大学海洋生物工程重点实验室 宁波315211）
  • 收稿日期:2009-08-17 修回日期:2009-11-10 出版日期:2010-05-24 发布日期:2010-05-05
  • 通讯作者: 严小军 E-mail:yanxiaojun@nbu.edu.cn
  • 基金资助:

    宁波大学学校人才基金

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Computational Chemistry of Protein Kinase A and Its Inhibitor Balanol

Jin Haixiao; Yan Xiaojun**; Zhu Peng   

  1. (Key Laboratory of Marine Biotechnology, Ningbo University, Ningbo 315211, China)
  • Received:2009-08-17 Revised:2009-11-10 Online:2010-05-24 Published:2010-05-05
  • Contact: Yan Xiaojun E-mail:yanxiaojun@nbu.edu.cn

蛋白激酶通过磷酸化蛋白底物来调节细胞内的信号转导途径，是重要的药物设计靶标。蛋白激酶A（PKA）是最早获得催化结构域X衍射晶体结构的激酶，是蛋白激酶家族中代表性结构。本文综述了PKA在计算化学领域的研究进展，包括PKA全酶以及它的催化（C）亚基和调节(R)亚基在水溶液中的分子动力学模拟研究，磷酰基转移机理和C亚基与其抑制剂balanol的结合自由能预测、柔性对接。分子动力学、分子对接、同源模建、QM/MM等计算机辅助设计方法在该体系中得到运用。

关键词： 蛋白激酶A(PKA), balanol, 分子动力学模拟, 分子对接, QM/MM

Protein kinases regulate signal transduction pathways in cell by phosphorylating the protein kinase substrate, and they are important targets in drug design. Protein kinase A (PKA) is the first kinase that was obtained X-ray structure of its catalytic domain, and is regarded as prototype for protein kinase superfamily. The progress in computational chemistry study of protein kinase A has been reviewed, including the molecular dynamics simulation study of PKA holoenzyme and its C subunit and R subunit in aqueous solution, phosphoryl transfer mechanism, the binding free energy predicting and flexible docking of C subunit with its inhibitor balanol. Various computational approaches are applied to this system, including molecular dynamics simulation, dock, homology modeling, QM/MM.

Contents
1 Introduction
2 Molecular dynamics simulation study on PKA
2.1 Molecular dynamics simulation study on C subunit
2.2 Modeling of the complex of C subunit and R subunit
2.3 Molecular dynamics simulation study on R subunit
3 Phosphoryl transfer mechanism
4 Balanol
4.1 Prediction of binding free energy
4.2 Flexible protein-flexible ligand docking
4.3 Mechanism of high selectivity of balanol analogue BD2
4.4 Functional role of structure water molecules in the recognition of C subunit and BD2
5 Conclusion and outlook

Key words: protein kinase A (PKA), balanol, molecular dynamics simulation, dock, QM/MM

中图分类号: 

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