DNA甲基化及其氧化修饰对靶蛋白结合动力学影响的研究.pdfVIP

山东师范大学硕士学位论文

目录

摘要I

AbstractIII

第一章绪论1

1.1分子动力学模拟1

1.2DNA甲基化及其他氧化修饰简介2

1.3与靶DNA特异性结合的有关蛋白简介3

1.4本文结构5

第二章理论基础7

2.1分子力场7

2.2结合自由能计算方法8

2.2.1MM/GBSA方法8

2.2.2相互作用熵（IE）方法8

2.2.3丙氨酸突变扫描方法9

2.3构象动力学分析9

2.3.1动态互相关（DCCM）分析9

2.3.2PCA10

主成分（）分析

第三章DNA修饰和蛋白突变对MeCP2-MBD-DNA相互作用影响的定量研究11

3.1研究背景及意义11

3.2体系的准备与分子动力学模拟细节12

3.3结果与讨论13

3.3.1MeCP2甲基结合域MBD与DNA复合物的稳定性分析13

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3.3.2DNA修饰导致的系统结合自由能差异性来源分析14

3.3.3DNA修饰导致的氢键网络及构象变化分析15

3.3.4MBD突变介导的Rett的初步探索20

3.4结论22

第四章R2R3-DNA系统中5-/6-甲基胞嘧啶/腺嘌呤修饰介导的结合动力学的分析25

4.1研究背景及意义25

4.2体系的准备与分子动力学模拟细节26

4.3结果与讨论27

4.3.1不同体系中结合自由能差异的来源27

4.3.2氢键网络分析29

4.3.3甲基化诱导的蛋白质结构变化31

4.3.4.甲基化引起的DNA结构扭曲34

4.4结论35

第五章总结与展望37

5.1工作总结37

5.2未来展望38

参考文献39

附表47

致谢59

攻读硕士期间发表的学术论文61

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摘要

在生物体内，细胞的多样性和功能复杂性是其生存和适应的关键条件。尽管包含相同

的遗传信息，但是细胞在蛋白质合成中表现出多样性。这是由DNA和组蛋白上独特的“化

学标记”决定的。在DNA中，一个重要标记是胞嘧啶C5位置的甲基化（5mC），其通常

--CpG70%CpG

发生在胞嘧啶磷酸鸟嘌呤（）位点，人类基因组中约的位点被甲基化。作

为一种重要的表观遗传标记，5mC在胚胎发育、X染色体失活和基因组印迹中起着重要作

用。除了调节基因表达外，5mC还可以被10-11易位蛋白（Tet）氧化为羟甲基-C（5hmC）、

-C5fC-C5caC5mCC66mA

甲酰基（）和羧基（）。除外，腺嘌呤位置的甲基化（）也是

一种常见的甲基化形式。DNA甲基化通常导致基因沉默。当前已知的两种机制包括：一是

直接阻止转录因子与其识别序列结合；二是将染色质从松散的常染色质状态转变为无法进

行转录的凝聚异染色质状态。值得注意的是，异常甲基化模式已被证明会影响癌症、系统

性红斑狼疮和类风湿性关节炎等疾病中的基因表达。因此，揭示蛋白质-DNA相互作用机

制对于推进表观遗传学研究和缓解异常甲基化的损伤至关重要。本文围绕DNA甲基化及

其氧化修饰对结合模式的影响这一主题，通过分子动力学模拟等方法，开展如下研究工作：

1、对DNA修饰和MBD突变诱导的相互作用变化机制展开研究。在MeC