管　驍，劉　靜，蘇淅娜，韓　飛，王文高，申瑞玲，李景軍，廖麗麗

（1.上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海200093；2.上海海事大學(xué)信息工程學(xué)院，上海200135；3.國(guó)家糧食局科學(xué)研究院，北京100037；4.上海良友（集團(tuán)）有限公司，上海200333；5.上海市糧食科學(xué)研究所，上海200333；6.鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州450002；7.江蘇長(zhǎng)壽集團(tuán)股份有限公司，江蘇如皋226500；8.桂林西麥?zhǔn)称芳瘓F(tuán)，廣西桂林541004）

血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制二肽抑制ACE作用的柔性分子對(duì)接

管驍1，劉靜2,*，蘇淅娜1，韓飛3，王文高4，5，申瑞玲6，李景軍7，廖麗麗8

（1.上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海200093；2.上海海事大學(xué)信息工程學(xué)院，上海200135；3.國(guó)家糧食局科學(xué)研究院，北京100037；4.上海良友（集團(tuán)）有限公司，上海200333；5.上海市糧食科學(xué)研究所，上海200333；6.鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州450002；7.江蘇長(zhǎng)壽集團(tuán)股份有限公司，江蘇如皋226500；8.桂林西麥?zhǔn)称芳瘓F(tuán)，廣西桂林541004）

食源性血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（angiotensin Ⅰ-converting enzyme，ACE）抑制肽可有效抑制生物體內(nèi)ACE活性，進(jìn)而起到降壓療效，且作用溫和，無副作用，是高血壓治療的理想藥物，但其分子作用機(jī)制一直未有明確解釋。本實(shí)驗(yàn)選取4 個(gè)代表性食源ACE抑制二肽（Gly—Phe、Gly—Tyr、Val—Phe、Ile—Tyr）為研究對(duì)象，采用柔性分子對(duì)接的方法研究它們與ACE的相互作用模型與分子機(jī)理。分子對(duì)接結(jié)果表明：氫鍵、親水、疏水、靜電等作用力同時(shí)對(duì)二肽與ACE的結(jié)合有貢獻(xiàn)，但以氫鍵作用為主；ACE分子中Ala354、Glu384、Arg522等氨基酸殘基為二肽與其結(jié)合的重要活性位點(diǎn)；ACE抑制二肽中氮端氨基對(duì)其抑制活性影響顯著。通過以上分子機(jī)理研究可為指導(dǎo)開發(fā)強(qiáng)活性ACE抑制肽提供理論指導(dǎo)。

血管緊張素轉(zhuǎn)化酶；抑制二肽；分子對(duì)接；分子機(jī)理

血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（angiotensin Ⅰ-converting enzyme，ACE，EC3.4.15.1）是一種含鋅的二羧肽酶[1]，廣泛分布于生物體內(nèi)各組織中，尤其以肺、腦、腎等器官中含量豐富。ACE作為人體及哺乳類動(dòng)物血壓調(diào)節(jié)的關(guān)鍵限速酶，已被視作開發(fā)心血管類疾病防治藥物的重要靶標(biāo)[2]。

ACE抑制肽通常是一類具有抑制ACE活性的小肽物質(zhì)，往往與ACE通過不同方式結(jié)合后，抑制了ACE催化無活性的血管緊張素Ⅰ水解為血管緊張素Ⅱ（一種血管收縮劑）的作用，進(jìn)而起到降低血壓的目的。此外，ACE抑制肽對(duì)正常血壓者無降壓效果，安全性高、毒副作用小、容易吸收，可長(zhǎng)期服用，作為降壓藥物或保健食品有著良好的應(yīng)用前景[3]。目前普遍認(rèn)為，單胃哺乳動(dòng)物從胃腸道吸收二肽或三肽是一種重要的生理現(xiàn)象，而且在血液循環(huán)中相當(dāng)數(shù)量的氨基酸也是以小肽形式存在的[4]，故二肽和三肽備受研究者們的關(guān)注。

盡管ACE抑制肽的研究已經(jīng)開展了近50 年，大量的ACE抑制肽被陸續(xù)報(bào)道。盡管部分學(xué)者對(duì)ACE抑制肽的定量構(gòu)效關(guān)系與分子對(duì)接進(jìn)行了初步研究[5-11]，但仍未能對(duì)其分子作用機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)闡述。目前ACE抑制肽的作用機(jī)理討論大多仍局限于對(duì)已知序列的活性肽進(jìn)行定性分析。20世紀(jì)80年代以來，分子對(duì)接技術(shù)在新藥研發(fā)領(lǐng)域開始得到應(yīng)用，并逐漸發(fā)展成為藥物設(shè)計(jì)的一種強(qiáng)有力工具[12-15]。近年來，關(guān)于ACE抑制肽的分子對(duì)接研究已逐步有所涉及，為從分子水平解釋ACE抑制肽與ACE相互作用提供了理論依據(jù)。

本實(shí)驗(yàn)在上述研究基礎(chǔ)上，選擇了4 個(gè)已報(bào)道的有代表性的ACE抑制二肽GF、GY、VF、IY[16-17]作為對(duì)接對(duì)象，通過對(duì)ACE與配體對(duì)接結(jié)果的分析，探討兩者間的作用機(jī)理，為進(jìn)一步研發(fā)設(shè)計(jì)新型降血壓藥提供理論參考。

1　材料與方法

1.1儀器與設(shè)備

計(jì)算機(jī)工作站HP Z620 美國(guó)惠普公司；Accelrys Discovery Studio 2.5分子模擬軟件 美國(guó)Accelrys公司。

1.2方法

1.2.1受體蛋白準(zhǔn)備

從Protein Data Bank數(shù)據(jù)庫(kù)（www.rcsb.org）中下載ACE的X衍射三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)（PDB code：1086），并用Discovery Studio2.5[12,18-20,21]（DS 2.5，Accelrys公司）軟件處理該蛋白質(zhì)。去除所有的水分子，保留ACE中的Zn2+和Cl-并優(yōu)化蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，去除蛋白多構(gòu)象，補(bǔ)充完整的氨基酸殘基，為蛋白加氫等。

1.2.2小分子準(zhǔn)備

本研究選擇4 個(gè)食源性ACE抑制二肽GF（Gly—Phe）、GY（Gly—Tyr）、VF（Val—Phe）、IY（Ile—Tyr）為研究對(duì)象，利用Argus lab軟件（Pacifi c Northwest National Laboratory, Mark Thompson）構(gòu)造出GF、GY、VF、IY的結(jié)構(gòu)式（圖1），加氫后糾正其結(jié)構(gòu)并用DS 2.5中的CHARMm工具進(jìn)行能量?jī)?yōu)化，所有結(jié)構(gòu)利用DS 2.5中的“Prepare Ligands”程序產(chǎn)生多構(gòu)象，最終得到的結(jié)構(gòu)保存為sd格式，用于進(jìn)行下步的分子對(duì)接。

圖1　ACE抑制肽的分子結(jié)構(gòu)Fig.1Chemical structures of ACE inhibitory peptides

1.2.3分子對(duì)接

所有計(jì)算工作均在HP Z620計(jì)算機(jī)工作站上完成。通過分子模擬軟件Accelrys Discovery Studio 2.5建立ACE與底物及抑制多肽的分子對(duì)接模型，并在CHARMm[22]立場(chǎng)下完成。本實(shí)驗(yàn)中所用ACE結(jié)構(gòu)來自PDB code 1086，以復(fù)合物的活性位點(diǎn)為參考，研究ACE抑制肽與ACE間的相互作用。

依據(jù)DS對(duì)接程序，將ACE定義為受體，二肽設(shè)置為配體，對(duì)接運(yùn)行參數(shù)為：Radius8 ?，X：40.492、Y：38.898、Z：46.267，用Flexible Docking工具將4 個(gè)配體GF、GY、VF、IY對(duì)接到受體中。綜合考慮LibDockScore的高低、配體-受體復(fù)合物的CDocker Energy、CDocker Interaction Energy、軟件中打分函數(shù)（Ligscore 1、Ligscore 2、PLP1、PLP2、Jain、PMF、PMFO4）打分值的高低及氫鍵作用選取最優(yōu)、最穩(wěn)定的對(duì)接構(gòu)象。

2　結(jié)果與分析

2.1活性位點(diǎn)

活性位點(diǎn)的設(shè)置是分子對(duì)接中的關(guān)鍵一步，一般采用3 種方法獲得：1）參考相關(guān)文獻(xiàn)；2）利用軟件中的相關(guān)程序；3）基于所用復(fù)合物的結(jié)構(gòu)信息。本實(shí)驗(yàn)綜合以上三方面的信息，即以相關(guān)報(bào)道為依據(jù)，運(yùn)用DS中的活性位點(diǎn)工具，結(jié)合PDB數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得的ACE-lisinopril復(fù)合物的結(jié)構(gòu)信息，最終確定ACE的活性位點(diǎn)信息[22]。該活性口袋共包含16 個(gè)氨基酸殘基：His353、Ala354、Ser355、Ala356、Val380、His383、Glu384、His387、Glu411、Lys511、Phe512、His513、Val518、Tyr520、Arg522、Tyr523。

2.2GF與ACE的相互作用分析

根據(jù)對(duì)接步驟，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，最終得到21 個(gè)較好的GF與ACE的對(duì)接構(gòu)象。對(duì)接完成后，用DS中的相關(guān)功能分析GF和ACE的對(duì)接結(jié)果，綜合考慮打分值、能量值及氫鍵等，最終獲得一個(gè)最佳對(duì)接構(gòu)象（圖2a、2b），其結(jié)合能為-236.44 kJ/mol。此時(shí)，GF呈現(xiàn)一種展開的構(gòu)象被埋藏在ACE的疏水性活性裂縫中，并與ACE之間形成4 個(gè)氫鍵（圖2）。最佳結(jié)合構(gòu)象的氫鍵參數(shù)如表1所示。

圖2GF與ACE的相互作用Fig.2Interaction of GF with ACE

表1　GF與ACE形成的最佳結(jié)合構(gòu)象的氫鍵信息Table 1 Hydrogen bonds observed between ACE and the best GF pose

由表1可知，GF中甘氨酸的氨基與Glu384形成了一個(gè)氫鍵，鍵長(zhǎng)為2.19，鍵角為122.4o；苯丙氨酸C端的羥基分別與Lys511和Tyr520（O16）形成氫鍵，前一個(gè)氫鍵的鍵長(zhǎng)為2.13，鍵角為160.9o，后一個(gè)氫鍵的鍵長(zhǎng)為2.24，鍵角為122.1o；苯丙氨酸C端的羰基與Tyr520（O8）形成一個(gè)氫鍵，鍵長(zhǎng)為2.04，鍵角為159.8o。由以上信息可知，GF與Lys511、Tyr520（O8）形成的2 個(gè)氫鍵相對(duì)較強(qiáng)，與Glu384、Tyr520（O16）形成的氫鍵相對(duì)較弱。其中，Tyr520參與了2 個(gè)氫鍵的形成，在兩者的相互作用中貢獻(xiàn)較大。同時(shí)，GF的碳端羥基（O16）分別參與形成了兩個(gè)氫鍵。GF與ACE間形成氫鍵的詳細(xì)信息見圖2d。

圖2c所示為GF周圍親水氨基酸及疏水氨基酸分布，其中，產(chǎn)生親水作用的氨基酸殘基有8 個(gè)：His353、His383、Glu384、His387、Glu411、Lys511、His513、Arg522，產(chǎn)生疏水作用的氨基酸殘基有5 個(gè)：Ala354、Ala356、Val380、Phe512、Val518。此外，Tyr523的芳香基為疏水基團(tuán)也對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定有所貢獻(xiàn)。這些氨基酸殘基參與了ACE與肽分子的相互作用，形成的作用力將二肽固定在ACE的活性中心，使得肽分子能與ACE以較高的親和力結(jié)合。GF分子中含有的親水性基團(tuán)（—COOH、—NH3、—CO—NH—）參與了分子間親水作用的形成，與ACE活性位點(diǎn)的親水氨基酸殘基形成了較強(qiáng)的親水作用；而苯環(huán)等疏水基團(tuán)則與活性位點(diǎn)的疏水氨基酸殘基形成了疏水作用，對(duì)復(fù)合物的穩(wěn)定起到一定作用。與ACE氨基酸殘基間氫鍵、親水、疏水、靜電作用（表6）的存在使得最佳結(jié)合構(gòu)象得以穩(wěn)定。

2.3GY和ACE的相互作用分析

采用相同方法將GY對(duì)接到ACE中，最終得到28 個(gè)較好的對(duì)接構(gòu)象。其中，最佳結(jié)合構(gòu)象的結(jié)合能為-262.92 kJ/mol，最佳構(gòu)象見圖3a、3b。由圖中可以清晰看出，GY結(jié)合于ACE活性空腔內(nèi)，并與之形成2 個(gè)氫鍵以維持復(fù)合物的穩(wěn)定。DS2.5軟件可分析ACE活性位點(diǎn)與最佳構(gòu)象的氫鍵、親水、疏水和靜電作用（表6）。最佳構(gòu)象的氫鍵參數(shù)如表2所示。

圖3GY與ACE間的相互作用Fig.3Interaction of GY with ACE

表2GY與ACE形成的最佳結(jié)合構(gòu)象的氫鍵信息Table 2 Hydrogen bonds observed between ACE and the best GY pose

如表2所示，Glu384與GY中酪氨酸的羰基形成氫鍵，鍵長(zhǎng)為2.08，鍵角為144.5o，Tyr520與GY中甘氨酸的氨基形成氫鍵，鍵長(zhǎng)為2.43，鍵角為149.5o，兩個(gè)氫鍵均為強(qiáng)氫鍵，在兩者的相互作用中貢獻(xiàn)較大，故Glu384和Tyr520為關(guān)鍵氨基酸，GY的氮端氨基和碳端羰基為關(guān)鍵基團(tuán)。GY與ACE間形成氫鍵的詳細(xì)信息見圖3d。

圖3c所示為GY周圍親水氨基酸及疏水氨基酸分布，其中，His353、His383、Glu384、His387、Glu411、Lys511、His513、Arg522通過親水作用影響兩者的相互關(guān)系，Ala354、Ala356、Val380、Phe512、Val518通過疏水作用穩(wěn)定復(fù)合物的構(gòu)象。這些氨基酸與肽分子間的相互作用，形成的作用力將二肽固定在ACE的活性中心，使得肽分子能與ACE以較高的親和力結(jié)合，從而使構(gòu)象得以穩(wěn)定。

2.4VF和ACE的相互作用分析

將VF對(duì)接到ACE中，最終得到8 個(gè)較好的對(duì)接構(gòu)象。DS分析出的最佳結(jié)合構(gòu)象（圖4a、4b）結(jié)合能為-274.32 kJ/mol，并與ACE之間形成4 個(gè)氫鍵（圖4d）。最佳結(jié)合構(gòu)象的氫鍵參數(shù)如表3所示。

圖4VF與ACE的相互作用Fig.4Interaction of VF with ACE

表3VF與ACE形成的最佳結(jié)合構(gòu)象的氫鍵信息Table 3 Hydrogen bonds observed between ACE and the best VF pose

由表3可知，VF中纈氨酸的氨基與Ala354形成了3 個(gè)氫鍵，與Glu384形成了一個(gè)強(qiáng)氫鍵。其中Ala354參與了3 個(gè)氫鍵的形成，Glu384雖只形成一個(gè)氫鍵但為強(qiáng)氫鍵，Ala354及Glu384在兩者的相互作用中貢獻(xiàn)較大。同時(shí)，VF的氮端氨基分別參與形成了4 個(gè)氫鍵，故VF的氮端氨基為關(guān)鍵基團(tuán)。VF與ACE間形成氫鍵的詳細(xì)信息見圖4d。

圖4c所示為VF周圍親水氨基酸及疏水氨基酸分布，其中，His353、His383、Glu384、His387、Glu411、Lys511、His513、Arg522通過親水作用影響兩者的相互關(guān)系，Ala354、Ala356、Val380、Phe512、Val518通過疏水作用穩(wěn)定復(fù)合物的構(gòu)象。這些氨基酸殘基參與了ACE與肽分子的相互作用，形成的作用力將二肽固定在ACE的活性中心，使得肽分子能與ACE以較高的親和力結(jié)合。

2.5IY和ACE的相互作用分析

采用相同方法將IY對(duì)接到ACE中，最終得到8 個(gè)較好的對(duì)接構(gòu)象。其中，最佳結(jié)合構(gòu)象的結(jié)合能為-359.99 kJ/mol，最佳構(gòu)象見圖5a。由圖中可以清晰看出，IY結(jié)合于ACE活性空腔內(nèi)，并與之形成3 個(gè)氫鍵以維持復(fù)合物的穩(wěn)定。DS2.5軟件分析ACE活性位點(diǎn)與最佳構(gòu)象的氫鍵、親水、疏水和靜電作用（表6）。最佳構(gòu)象的氫鍵參數(shù)如表4所示。

圖5IY與ACE間的相互作用Fig.5Interaction of IY with ACE

表4　IY與ACE形成的最佳結(jié)合構(gòu)象的氫鍵信息Table 4 Hydrogen bonds observed between ACE and the best IY pose

如表4所示，IY氮端氨基與Ala354形成兩個(gè)氫鍵，同時(shí)與Glu384形成一個(gè)氫鍵，且為強(qiáng)氫鍵。ACE中Ala354與Glu384兩個(gè)氨基酸殘基在與肽的相互作用中貢獻(xiàn)較大，故Ala354和Glu384為關(guān)鍵氨基酸殘基，IY的氮端氨基參與了3 個(gè)氫鍵的形成，為關(guān)鍵基團(tuán)。IY與ACE間形成氫鍵的詳細(xì)信息見圖5d。

圖5c所示為IY周圍親水氨基酸及疏水氨基酸分布，其中，His353、His383、Glu384、His387、Glu411、Lys511、His513、Arg522通過親水作用影響兩者的結(jié)合，Ala354、Ala356、Val380、Phe512、Val518通過疏水作用穩(wěn)定復(fù)合物的構(gòu)象。這些氨基酸與肽分子間的相互作用，形成的作用力將二肽固定在ACE的活性中心，使得肽分子能與ACE以較高的親和力結(jié)合，從而使構(gòu)象得以穩(wěn)定。

2.6二肽與ACE之間氫鍵作用綜合分析

氫鍵對(duì)分子間相互作用往往貢獻(xiàn)較大[23-25]。表5為GF、GY、VF、IY與ACE間氫鍵作用的綜合分析表，由此表可知，Glu384均與GF、GY、VF、IY形成了氫鍵，故Glu384可認(rèn)為是二肽和ACE間形成氫鍵的最關(guān)鍵氨基酸殘基。同時(shí)，Ala354、Lys511、Tyr520也不同程度參與了氫鍵的形成，對(duì)與抑制肽的結(jié)合發(fā)揮了積極作用，但它們并非是必需的。

表5ACE抑制二肽與ACE間形成的氫鍵信息統(tǒng)計(jì)表Table5Hydrogen bonds observed between the best bioactive peptide poses

表6ACE抑制肽與ACE活性位點(diǎn)氨基酸殘基間的相互作用能Table 6 Electrostatic energy， van der Waals energy and total potential energyol） of the best poses obtained from docking results kJ/mol

2.7二肽與ACE重要氨基酸殘基之間的作用能分析

表6為GF、GY、VF、IY分別與ACE活性位點(diǎn)的氨基酸殘基間的相互作用能，包括范德華能和靜電能。相互作用能越大，表明結(jié)合物就越穩(wěn)定。在GF與ACE的相互作用中，靜電力（-116.11 kJ/mol）比范德華力（-75.20 kJ/mol）所起的作用大，His353（-7.94 kJ/mol）、Lys511（-116.87 kJ/mol）、His513（-10.37 kJ/mol）、Tyr520（-53.12 kJ/mol）、Arg522（-7.43 kJ/mol）、Tyr523（-17.07 kJ/mol）為兩者相互作用中的關(guān)鍵氨基酸殘基，尤其Lys511、Tyr520、Tyr523對(duì)復(fù)合物的穩(wěn)定性貢獻(xiàn)最大；而在GY與ACE的相互作用中，范德華力（-56.41 kJ/mol）的作用勝于靜電力（-30.66 kJ/mol），其中，His353（-7.57 kJ/mol）、Ala354（-7.38 kJ/mol）、Glu384（-23.44 kJ/mol）、Lys511（-76.27 kJ/mol）、His513（-11.22 kJ/mol）、Tyr520（-23.73 kJ/mol）、Arg522（-13.23 kJ/mol）對(duì)復(fù)合物的穩(wěn)定性影響較大，特別是Glu384、Lys511、Tyr520對(duì)復(fù)合物的穩(wěn)定貢獻(xiàn)最大；在VF與ACE的相互作用中，靜電力（51.94 kJ/mol）比范德華力（-38.96 kJ/mol）所起的作用大，His353（-15.79 kJ/mol）、Ala354（-61.70 kJ/mol）、Ser355（-14.87 kJ/mol）、Glu384（-63.77 kJ/mol）、Arg522（-94.95 kJ/mol）為兩者相互作用的關(guān)鍵氨基酸殘基，尤其Ala354、Glu384、Arg522為兩者作用的關(guān)鍵氨基酸殘基。在IY與ACE的相互作用中，靜電力（109.89 kJ/mol）比范德華力（-55.02 kJ/mol）所起的作用大，Ala354（-58.35 kJ/mol）、Glu384（-46.68 kJ/mol）、Arg522（-98.25 kJ/mol）為兩者相互作用的關(guān)鍵氨基酸殘基。

綜合GF、GY、VF、IY與ACE的對(duì)接結(jié)果可知，4 個(gè)二肽均與Ala354、Glu384、Arg522存在相互作用，尤其是Glu384同時(shí)參與了GF、GY、VF、IY與ACE的氫鍵形成，可見，Ala354、Glu384、Arg522是ACE活性位點(diǎn)中起重要作用的殘基，對(duì)二肽和ACE的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有重要影響。GF、GY、VF、IY均為二肽，長(zhǎng)度相等且抑制類型相同，這解釋了GF、GY、VF、IY與ACE的結(jié)合表現(xiàn)出相似的分子作用機(jī)制[22]。此外，二肽分子中參與氫鍵形成的多為氮端氨基，這些基團(tuán)在配體與受體的結(jié)合中起著重要作用。從另一方面看，GF、GY和VF三者與ACE的結(jié)合方式盡管較為相似，然而GF的活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于GY與VF（IC50值反映），究其原因，可能在于GY和VF與ACE中Glu384之間均形成了強(qiáng)氫鍵，而GF與其形成的氫鍵為弱氫鍵，該氫鍵作用對(duì)ACE抑制活性具有重要影響。這一點(diǎn)從IY與ACE的對(duì)接信息上進(jìn)一步得到驗(yàn)證，IY具有4 個(gè)二肽中最強(qiáng)的抑制活性，同樣IY與Glu384之間形成了強(qiáng)氫鍵，有利于其抑制活性的發(fā)揮。

表7ACE抑制肽與ACE形成的最佳構(gòu)象的結(jié)合能Table7Binding energy of the best poses obtained from docking results wite ACE

結(jié)合能是表征眾多配體與大分子結(jié)合穩(wěn)定性的一個(gè)重要參數(shù)。如表7所示，GF與ACE之間的結(jié)合能為-236.44 kJ/mol，GY與ACE之間的結(jié)合能為-262.92 kJ/mol，VF與ACE之間的結(jié)合能為-274.32 kJ/mol，IY與ACE之間的結(jié)合能為-359.99 kJ/mol。GF、GY、VF、IY的結(jié)合能依次增大，表明它們與ACE的結(jié)合能力逐漸增強(qiáng)，這剛好與它們的IC50值依次減?。ɑ钚栽鰪?qiáng)）的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。由此可知，抑制效果好的二肽，與ACE的結(jié)合力較強(qiáng)，即對(duì)ACE的活性影響較大，這是與理論相吻合的實(shí)踐結(jié)果。

3　結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)將4 個(gè)代表性ACE抑制二肽（GF、GY、VF、VY）與ACE進(jìn)行分子對(duì)接研究，通過對(duì)對(duì)接結(jié)果的分析，得出對(duì)ACE活性起重要作用的殘基：Ala354、Glu384、Arg522及二肽中重要的基團(tuán)：氮端氨基。同時(shí)指出，4 個(gè)二肽與ACE的結(jié)合表現(xiàn)出相似的分子作用機(jī)制，且4 個(gè)二肽的結(jié)合能的變化與其IC50值的變化相一致。以上結(jié)論可部分揭示ACE抑制肽的作用機(jī)制，給出ACE抑制二肽與ACE關(guān)鍵氨基酸殘基相互作用的直接證據(jù)，可為降壓新藥的設(shè)計(jì)與研發(fā)提供一定的借鑒及理論指導(dǎo)。

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Flexible Molecular Docking of Interaction between AngiotensinⅠ-Converting Enzyme（ACE）Inhibitory Dipeptides and ACE

GUAN Xiao1，LIU Jing2，*，SU Xina1，HAN Fei3，WANG Wengao4，5，SHEN Ruiling6，LI Jingjun7，LIAO Lili8
（1.School of Medical Instrument and Food Engineering，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai200093，China；2.College of Information Engineering，Shanghai Maritime University，Shanghai200135，China；3.Academy of State Administration of Grain，Beijing100037，China；4.Shanghai Liangyou（Group）Co.Ltd.，Shanghai200333，China；5.Shanghai Grain Science Research Institute，Shanghai200333，China；6.School of Food and Bioengineering，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou450002，China；7.Jiangsu Changshou（Group）Co.Ltd.，Rugao226500，China；8.Guilin Ximai Food Company，Guilin541004，China）

AngiotensinⅠ-converting enzyme (ACE) inhibitory peptides are ideal anti-hypertension drugs because they can inhibit ACE activity in vivo effectively, and have strong blood-reducing activity without side effects. However, their molecular mechanism remains unclear so far. In this paper, four typical ACE inhibitory dipeptides including GF (Gly-Phe), GY (Gly-Tyr), VF (Val-Phe) and IY (Ile-Tyr) were chosen as re search targets, and their action modes and molecular mechanisms on ACE were studied in detail by flexible molecular docking method. The results showed that hydrogen bond, hydrophobic, hydrophilic and electrostatic interactions existed between peptides and ACE, in which hydrogen bond interaction plays the dominant role. Moreover, Ala354, Glu384 and Arg522 in ACE were especially important binding site with active peptides, and N-terminal amino groups were the key groups in dipeptides. This information will be helpful for the molecule design of new ACE inhibitory peptides with strong activity.

angiotensin Ⅰ-converting enzyme; inhibitory dipeptides; molecular docking; molecular mechanism

TS201.25

A

1002-6630（2015）05-0001-06

10.7506/spkx1002-6630-201505001

2014-05-30

國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（31101348）；上海市自然科學(xué)基金項(xiàng)目（14ZR1419200）

管驍（1979—），男，副教授，博士，研究方向?yàn)槭称饭δ芤蜃娱_發(fā)。E-mail：gnxo@163.com

劉靜（1979—），女，副教授，博士，研究方向?yàn)樯镄畔W(xué)。E-mail：Jingliu@shmtu.edu.cn