[发明专利]基于分子对接的OH-PBDEs的甲状腺干扰预测方法

说明书

本发明属于甲状腺干扰分析技术领域，涉及基于分子对接的OH‑PBDEs的甲状腺干扰预测方法。该方法利用Avogadro进行分子结构构建，在PDB蛋白库中下载大分子蛋白后利用Autodock进行分子对接，利用对接后的计算结果，可以合理地预测OH‑PBDEs对甲状腺激素分泌的干扰作用。本发明利用分子对接技术研究了Tsubgt;4/subgt;和OH‑PBDEs与转甲状腺素蛋白TTR间的相互作用，揭示了OH‑PBDEs的拟激素效应与分子结构之间的内在联系，通过对对接结果的数据分析，发现分子结构与Tsubgt;4/subgt;相似的OH‑PBDEs与转甲状腺素蛋白TTR的结合力更强，预测其对甲状腺激素分泌具有更强的干扰作用，据此有利于建立风险评估模型，对于污染控制和环境保护有重要意义。

技术领域

本发明属于甲状腺干扰分析技术领域，涉及基于分子对接的OH-PBDEs的甲状腺干扰预测方法。

背景技术

多溴联苯醚(PBDEs)是一类环境中广泛存在的全球性有机污染物，其具有环境持久性，远距离传输，生物可累积性及对生物和人体具有毒害效应等特性。PBDEs在生物体内容易代谢生成羟基化的产物羟基化多溴联苯醚(OH-PBDEs)，能诱导细胞内质网和线粒体的钙流失，目前已在鱼类、鸟类﹑哺乳动物体内，海洋及地表水体中陆续被检出，是一种新型的环境污染物，它能够干扰人体的甲状腺激素的分泌，致使人体受损。

甲状腺是人体最大的内分泌器官，主要功能是以碘为原料合成和释放甲状腺激素，从而调节人体的生理代谢，维持机体各系统、器官和组织的正常功能，对肌球蛋白表达的调节发挥着重要作用。甲状腺激素有两种，一种是四碘甲状腺原氨酸(T₄)，另外一种是三碘甲状腺原氨酸(T₃)。T₄的化学结构中，苯环上的羟基与碳氧单键相对，邻位是两个碘原子，没有羟基的另外一个苯环上，两个碘原子靠近碳氧单键，碳氧单键的对位是羧基所在的基团，而OH-PBDEs和T₄的化学结构类似，故OH-PBDEs能与转甲状腺素蛋白(TTR)结合，造成甲状腺功能异常。

分子对接的原理基于Fischer提出的锁和钥匙理论，阐明配体-受体的结合机制。分子对接方法可用于模拟一个小分子和一个蛋白质在原子水平上的相互作用，从而描述小分子在标靶蛋白结合位点上的表现，阐明基本的生物化学过程。对接包括预测配体的构象及其位点中的位置和方向以及评估亲和力，两个方面都与抽样方法和评分方案有关。将分子对接技术结合环境科学领域的生物法降解污染物实验研究，能够从微观层面深入揭示小分子污染物与污染物降解酶的相互作用机制。该技术不仅能克服因实验条件限制难以直接研究分子机制的不足，还能节省大量的时间和经费，有助于筛选高效污染降解酶，不仅能提高实验效果，还能提供理论支持，是解决环境问题的新方法和新思路。

大多数分子对接方法在事先定义的结合位点处进行构象优化，结合位点可以通过比较不同配体的蛋白质晶体结构，或是通过与具有相似功能的蛋白质进行比较。分子对接是将具有三维结构的小分子配体置于目标分子受体的结合位置，并对其位置、方向和柔性键方向进行优化，从而实现与生物大分子的交互作用。该算法由3个相关部分组成：结合位点的辨识、最优模型的构建以及高效的构象优化。在受体的内部，要找到合适的配体-受体结合的最佳构型，就需要根据分子间的结合亲和度来判定。

发明内容

本发明的目的在于提供基于分子对接的OH-PBDEs的甲状腺干扰预测方法。该方法利用Avogadro进行分子结构构建，在PDB蛋白库中下载大分子蛋白后利用Autodock进行分子对接，利用对接后的计算结果，研究T₄和OH-PBDEs与转甲状腺素蛋白TTR间的相互作用，揭示OH-PBDEs羟基化多溴联苯醚的拟激素效应与分子结构之间的内在联系。发现在TTR内部进行对接，分子结构与T₄相似的OH-PBDEs具有更强的结合力，通过对分子间作用力、范德华力、静电力、配体内部旋转能、氢键个数、舒展性、同分异构体的分析，预测其对甲状腺激素分泌具有更强的干扰作用。

本发明将通过以下技术方案实现上述目的：