目的·从原子层面探索KRASG12D/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KRASG12D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...
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目的·从原子层面探索KRASG12D/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KRASG12D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KRASG12D和KRASG12D/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KRASG12D/R68G体系中KRAS的变化幅度大于KRASG12D体系。RMSF分析显示KRASG12D/R68G体系中KRAS的SwitchⅠ和SwitchⅡ区域的波动幅度明显大于KRASG12D体系。PCA分析提示KRASG12D/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KRASG12D/R68G体系中的GDP和MRTX1133的结合口袋与KRASG12D体系相比均显著扩大。SASA分析显示KRASG12D/R68G体系中的GDP和MRTX1133的溶剂暴露面积与KRASG12D体系相比均明显增加。DCCM分析显示KRASG12D/R68G体系中SwitchⅠ、SwitchⅡ和P-loop区域之间存在更多的分离运动。结论·KRASG12D/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KRASG12D/R68G对MRTX1133耐药。
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