| 题名 | 对特辛基苯酚及 p,p׳-DDE与典型激素受体作用机制的理论研究 |
| 作者 | 朱婧涵 |
| 答辩日期 | 2017-05 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 张爱茜 |
| 关键词 | 雌激素受体亚型 雄激素受体突变体 内分泌干扰物 分子动力学 Estrogen Receptor Subtype Androgen Receptor Mutant Endocrinedisrupting Chemicals Molecular Dynamics Simulation Mm-gbsa |
| 其他题名 | Theoretical Study on Molecular Mechanism for Interaction between PTOP/p,p׳-DDE and Typical Hormone Receptors |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 英文摘要 | 环境污染问题是当今世界共同关心的重大课题。实际面临的环境问题从区域 性、范围小的污染问题逐渐变成了危害不可预见、过程不可逆、规模全球化的环 境问题，甚至威胁到人类的生存和繁衍，例如全球变暖、酸雨、水资源危机、土 地荒漠化和有毒化学品污染等。其中，一类长期对人类和其他生物体产生不良影 响却曾长期被忽视的污染因素—内分泌干扰物 (Endocrine Disrupting Chemicals, EDCs)已经引起科学界的关注与重视。EDCs是一类广泛分布于环境中，通过饮 食摄入、皮肤吸收等多种途径进入生物体内发生生物积累，能够模拟天然激素来 破坏机体内分泌等系统的调节功能，对机体的内分泌、生殖等系统造成严重影响 的环境污染物。EDCs与人类的一些疾病密切相关，现已成为环境科学、毒理学、 生物学等领域的研究热点。 许多研究表明，EDCs能够与激素受体家族成员相互作用，破坏正常的天然 激素代谢，干扰其介导的信号通路发生异常转录激活或抑制，进而影响受体蛋白 所介导的正常生理过程，以痕量便可对人体和野生动物产生巨大的危害。本论文 选择两种典型的 EDCs，即对特辛基苯酚(4-tert-octylphenol, PTOP)和 1,1-二氯-2,2- 双(对氯苯基)乙烯(p,p׳-DDE)为研究对象，分别选用雌激素受体(Estrogen Receptor, ER)的两种亚型(ERα, ERβ)和雄激素受体(Androgen Receptor, AR)的两种突变体 (H874Y, T877A)作为目标受体，联用分子动力学模拟与 MM-GBSA方法，开展 EDCs拟雌/雄激素效应分子机制的理论研究。以上研究可有助于人们从原子层面 理解 EDCs影响人体典型激素受体介导生理过程的干扰机制，认识亚型差异所致 生物学效应组织/器官差异的结构基础，理解同一污染物经由同一种受体所致毒 性的人群敏感性不同的分子机制，为 EDCs的生态和健康风险评价提供理论指导 和方法依据。本论文的主要研究内容分为以下两部分： （1）对特辛基苯酚干扰雌激素受体两种亚型介导生物学效应的结构基础 PTOP是一种典型的环境拟雌激素，它能够经由作用于 ER的两种亚型（ERα 和 ERβ）产生拟雌激素效应，但却对 ERβ表现出更强的结合活性。目前，PTOP 对 ER在分子层面的干扰机制及其对 ERβ的选择性结合机制尚不清楚。实验采用 分子对接、分子动力学模拟并结合 MM-GBSA方法，以内源性激素雌二醇 E2为 对照，对 PTOP与 ER两种亚型之间的相互作用分子机制进行了研究。结果表明， 范德华作用是维持 PTOP与 ER结合的主要驱动力；极性相互作用的差异是导致 PTOP与 ERβ具有较高结合活性的主要原因。与 E2相比较，PTOP与 ER口袋之 间缺乏氢键稳定二者的结合，造成 PTOP比 E2的结合活性低。MM-GBSA的结 果确定了 PTOP与 ER结合的重要氨基酸，其中 ERα的 L346（ERβ中的相应残 基编号为 L298）、A350(302)、L387(339)、L391(343)和 F404(356)对识别与结合 小分子尤为重要。 （2）p,p'-DDE活化雄激素受体突变体 H874Y和 T877A的分子机制 p,p'-DDE是一种已知的雄激素受体拮抗剂。已有研究证实 p,p'-DDE可经由 作用于 AR两种天然突变体 H874Y和 T877A产生拟雄激素效应，并对 H874Y 表现出更强的结合活性，但目前关于 p,p'-DDE活化 H874Y和 T877A的分子机 制及其转录活化性能差异的结构基础缺乏原子层面的认识。本研究联用分子对接、 分子动力学模拟与 MM-GBSA方法，以内源性激素二氢睾酮 DHT作为对照，对 p,p'-DDE与两种突变体的相互作用分子机制进行了研究。模拟结果表明，范德华 相互作用是维持 p,p'-DDE与 AR两种突变体结合的主要驱动力。溶剂化作用的 差异是导致 p,p'-DDE对 H874Y表现出较高亲和性的主要原因，H874Y结合口袋 与 p,p'-DDE的结构匹配度优于与 T877A。与 DHT相比较，范德华作用与静电相 互作用的差异是造成 p,p'-DDE比 DHT结合活性低的主要原因；p,p'-DDE与 AR 突变体之间缺乏氢键稳定二者的结合，造成 p,p'-DDE比 DHT的结合活性低。计 算模拟亦指出了 p,p'-DDE与突变体结合过程中发挥重要作用的关键氨基酸主要 为疏水性残基，其中 L704、M745、L873对结合有非常显著的能量贡献。 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/38762]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
| 作者单位 | 中国科学院生态环境研究中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 朱婧涵. 对特辛基苯酚及 p,p׳-DDE与典型激素受体作用机制的理论研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2017. |
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