目的·从原子层面探索KRAS^(G12D/R68G)突变诱发肿瘤细胞对MRTX1133耐药的机制。方法·从RCSB蛋白质数据库(Protein Data Bank,PDB)获取KRAS^(G12D)与MRTX1133相互作用复合物的晶体结构数据。使用PyMOL软件将KRAS第68位的精氨...目的·从原子层面探索KRAS^(G12D/R68G)突变诱发肿瘤细胞对MRTX1133耐药的机制。方法·从RCSB蛋白质数据库(Protein Data Bank,PDB)获取KRAS^(G12D)与MRTX1133相互作用复合物的晶体结构数据。使用PyMOL软件将KRAS第68位的精氨酸突变为甘氨酸(R68G),构建KRAS^(G12D)和KRAS^(G12D/R68G)分别与MRTX1133相互作用体系的初始构象。使用LEaP程序构建带有周期性边界的模拟体系,应用ff19SB力场计算KRAS中标准氨基酸的力场参数,应用GAFF(general AMBER force field)力场计算MRTX1133的力场参数,应用TIP3P(intermolecular potential three point)力场计算水分子的力场参数。使用Amber软件对体系进行能量最小化,体系升温至300 K后,进行等温等容平衡和等温等压运动的计算。使用cpptraj轨迹分析软件计算每个体系的均方根偏差(root mean square deviation,RMSD)、体系中每个氨基酸的均方根波动(root mean square fluctuation,RMSF),对轨迹进行主成分分析(principal component analysis,PCA),计算MRTX1133和GDP的溶剂可及表面积(solvent-accessible surface area,SASA)。测量区域之间氢键形成的数量,并计算氨基酸之间的动态交叉相关矩阵(dynamic cross-correlation matrix,DCCM)。结果·RMSD分析显示KRAS^(G12D/R68G)体系中KRAS的变化幅度大于KRAS^(G12D)体系。RMSF分析显示KRAS^(G12D/R68G)体系中KRAS的SwitchⅠ和SwitchⅡ区域的波动幅度明显大于KRAS^(G12D)体系。PCA分析提示KRAS^(G12D/R68G)体系中KRAS的SwitchⅠ和SwitchⅡ区域更多地处于向外打开的状态。两体系中SwitchⅠ与P-loop之间距离以及SwitchⅡ与P-loop之间距离的比较显示了KRAS^(G12D/R68G)体系中的GDP和MRTX1133的结合口袋与KRAS^(G12D)体系相比均显著扩大。SASA分析显示KRAS^(G12D/R68G)体系中的GDP和MRTX1133的溶剂暴露面积与KRAS^(G12D)体系相比均明显增加。DCCM分析显示KRAS^(G12D/R68G)体系中SwitchⅠ、SwitchⅡ和P-loop区域之间存在更多的分离运动。结论·KRAS^(G12D/R68G)突变破坏了SwitchⅠ和SwitchⅡ区域之间的相互作用,导致了SwitchⅠ和SwitchⅡ的分离,继而导致MRTX1133的结合口袋开放,增加了MRTX1133的溶剂暴露面积,从而加速了MRTX1133的解离,最终导致KRAS^(G12D/R68G)对MRTX1133耐药。展开更多
文摘目的·从原子层面探索KRAS^(G12D/R68G)突变诱发肿瘤细胞对MRTX1133耐药的机制。方法·从RCSB蛋白质数据库(Protein Data Bank,PDB)获取KRAS^(G12D)与MRTX1133相互作用复合物的晶体结构数据。使用PyMOL软件将KRAS第68位的精氨酸突变为甘氨酸(R68G),构建KRAS^(G12D)和KRAS^(G12D/R68G)分别与MRTX1133相互作用体系的初始构象。使用LEaP程序构建带有周期性边界的模拟体系,应用ff19SB力场计算KRAS中标准氨基酸的力场参数,应用GAFF(general AMBER force field)力场计算MRTX1133的力场参数,应用TIP3P(intermolecular potential three point)力场计算水分子的力场参数。使用Amber软件对体系进行能量最小化,体系升温至300 K后,进行等温等容平衡和等温等压运动的计算。使用cpptraj轨迹分析软件计算每个体系的均方根偏差(root mean square deviation,RMSD)、体系中每个氨基酸的均方根波动(root mean square fluctuation,RMSF),对轨迹进行主成分分析(principal component analysis,PCA),计算MRTX1133和GDP的溶剂可及表面积(solvent-accessible surface area,SASA)。测量区域之间氢键形成的数量,并计算氨基酸之间的动态交叉相关矩阵(dynamic cross-correlation matrix,DCCM)。结果·RMSD分析显示KRAS^(G12D/R68G)体系中KRAS的变化幅度大于KRAS^(G12D)体系。RMSF分析显示KRAS^(G12D/R68G)体系中KRAS的SwitchⅠ和SwitchⅡ区域的波动幅度明显大于KRAS^(G12D)体系。PCA分析提示KRAS^(G12D/R68G)体系中KRAS的SwitchⅠ和SwitchⅡ区域更多地处于向外打开的状态。两体系中SwitchⅠ与P-loop之间距离以及SwitchⅡ与P-loop之间距离的比较显示了KRAS^(G12D/R68G)体系中的GDP和MRTX1133的结合口袋与KRAS^(G12D)体系相比均显著扩大。SASA分析显示KRAS^(G12D/R68G)体系中的GDP和MRTX1133的溶剂暴露面积与KRAS^(G12D)体系相比均明显增加。DCCM分析显示KRAS^(G12D/R68G)体系中SwitchⅠ、SwitchⅡ和P-loop区域之间存在更多的分离运动。结论·KRAS^(G12D/R68G)突变破坏了SwitchⅠ和SwitchⅡ区域之间的相互作用,导致了SwitchⅠ和SwitchⅡ的分离,继而导致MRTX1133的结合口袋开放,增加了MRTX1133的溶剂暴露面积,从而加速了MRTX1133的解离,最终导致KRAS^(G12D/R68G)对MRTX1133耐药。
