分子动力学模拟研究结构金属镁离子在GSK-3β激酶磷酸化中的作用.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)JanuaryActa尸．一Chim．Sin．，2011，27(1)：207—212207[Article]www．whxb．pku．edu．cn分子动力学模拟研究结构金属镁离子在GSK一3I3激酶磷酸化中的作用孙浩蒋勇军J俞庆森。高慧。(西南林业大学，昆明650224；浙江大学宁波理工学院分子设计与营养工程市重点实验室，浙江宁波315100；浙江大学化学系，杭州310027)摘要：糖原合成酶激酶一313(GSK一313)是一种丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶，调节糖原合成酶的活性，并在

2、牛物体内的多条信号通路中发挥作用．GSK．3B是糖尿病，肿瘤，急性炎症，早老性痴呆等多种复杂疾病的药物作用靶标．Mg是GSK一3p激酶的保守结构金属离子，与三磷酸腺苷(ATP)分子作用，在激酶的磷酸化中扮演重要的角色，文阐明了两个Mg离子(Mg,z，Mg；)在激酶磷酸化中的作用：Mg。稳定GSK一3p与ATP的构象．缺乏Mg离子，GSK．3p结构的柔性增强，同时ATP的构象发生改变，相对M2离子而言，Mg2+离子在磷酸化反应中的作用更突出，但Mg,2~离子也是必不可少的，如果没有Mg离子，Lysl83无法独立稳定ATP的合适

3、构象．当两个Mg离子都不存在时，ATP形成分子内的氢键，成为种折叠的构象．关键词：GSK-3B激酶：磷酸化：Mg：结构金属离子：分子动力学模拟中图分类号：O641MolecularDynamicsSimulationsontheRoleofStructuralMgIonsinPhosphorylTransferCatalyzedbyGSK一313SUNHao’JIANGYong—Jun’YUQing—Sen。GAOHui。fSouthwestForestryUniversity,Kunming650224,PR．China；

4、2KeyLaboratoryforMolecularDesignandNutritionEngineeringofNingboCit))．NingboInstituteofTechnology,Zh~iangUniversity,Ningbo315100,ZhejiangProvince，PR．China；3DepartmentofChemistry,ZhejiangUniversity,Hangzhou31002LR．China1Abstract：Glycogensynthasekinase一313(GSK-313)isa

5、kindofserine／threonineproteinkinase．1tregulatesthesynthesisofglycogenandplaysanimportantpartinseveralsignalpathways．Itisbelievedtobeanimportanllargelforanumberofdiseasessuchasdiabetes，cancers，chronicinflammation．andAlzheimersdisease．Mgionsareconsemedstructuralmetal

6、ionsinGSK一313andtheyinteractwithadenosine—triphosphate(ATP)．Theyareveryimpo~antinphosphoryltransferinthekinase．Inthispaper,theefectoftwoMg”jons(MgMg)onGSK一313isiIlustrated．Mg”canstabilizetheconformationofGSK．313andATPWithoutMg．thestabilizationofGSK一313reducesexplic

7、itlyandtheconformationofA丁Pchanges．MgisimpoKantinthephosphorylationreactionwhileMgisessentialandLysl83alonecannotmaintaintheconformationofATPwithouttheassistanceofMqz+．ATPformsintramolecularhydrogenbondsandadoptsafoIdedconformationwhenbothMgz,andMa；areabsent．KeyWor

8、ds：GSK一3Bkinase；Phosphoryltransfer；Mg：Structuralmetalion；MoleculardynamicssimulationReceived：September1，201O；Revised：Octoberl5，201O；PublishedonWe