小分子PB2蛋白抑制剂的虚拟筛选及初步活性研究

目的 通过药效团模型和分子对接筛选具有新型骨架的PB2蛋白抑制剂,并初步研究其活性.方法 利用HipHop程序建立PB2蛋白抑制剂的药效团模型,并利用该模型筛选Chemdiv数据库;对匹配较好的化合物利用CDOCKER进行筛选排序,挑选排序靠前的6个化合物,通过差示扫描量热法和Biacore体外活性测试方法进行生物活性...     

肿瘤坏死因子-α小分子抑制剂的设计、筛选及初步活性测定

目的结合计算机虚拟筛选和实物活性筛选,寻找新的TNF-α的小分子抑制剂,并完成对其生物学活性的测定。方法基于TNF-α受体蛋白的晶体结构和计算机辅助设计,用docking方法对含有约9万个小分子三维数据库进行筛选;选择对接结果较好的50个化合物进行初步的抑制TNF-α细胞毒活性实验;MTT法进一步分析筛选出的小分子化合物的细胞毒性,以及其在不同剂量时抑制TNF-α对L929细胞毒性的作用;采用AnnexinV-FITC检测上述小分子对TNF-α诱导的细胞凋亡的抑制作用。结果确定受体p55蛋白第二结构域的第二loop环中7肽(RKEMGQV)作为docking的配体模板;经计算机虚拟筛选后得到965种结构相似的化合物,综合分析后最终选择并购买了50个代表性化合物做进一步生活性测定;活性筛选结果显示有3个小分子化合物(C-12、C-34、C-35)能抑制TNF-α的细胞毒活性;对其中抑制活性较好的C-12进行了深入研究的结果表明:该化合物具有较低的细胞毒性和较强的抑制TNF-α(1μg.L-1)对L929细胞毒性的作用,表现为剂量依赖性,半数抑制浓度(IC50)为10μmol.L-1;该化合物能抑制TNF-α诱导的L929细胞凋亡,并呈剂量依赖性。结论通过计算机虚拟筛选并结合生物活性分析,筛选到一种能直接靶向TNF-α,并能中和TNF-α的细胞毒活性的全新的先导化合物。     

基于虚拟筛选和分子动力学模拟的PD-1/PD-L1小分子抑制剂的发现

目的 发现具有新型结构的PD-1/PD-L1小分子抑制剂,并测试其对PD-1/PD-L1蛋白的阻断活性,为后续相关研究提供参考。方法 利用AutoDock Vina对TCM和TargetMol两种天然产物分子库进行虚拟筛选,获得打分较高的分子,采用HTRF方法测试所得化合物的体外抑制活性,并通过分子动力学模拟对其稳定性和结合模式进行分析。结果与结论最终确定了一种能够与PD-L1相互作用的新型化合物754792,并证明其可以有效阻断PD-1/PD-L1与配体的结合。该研究为开发免疫检查点抑制剂提供了重要的理论依据,为进一步开发高效的PD-1/PD-L1小分子抑制剂奠定了基础。     

CPS1小分子抑制剂的筛选及其抗结直肠癌的机制研究

氨基甲酰磷酸合成酶1 (CPS1)参与尿素循环中的第一步反应,为细胞嘧啶和精氨酸的合成提供前提分子,促进肿瘤细胞的增殖与生长。研究发现CPS1在多种肿瘤中高表达,包括结直肠癌、肺癌等,且其过表达与肿瘤的不良预后有关。因此,小分子靶向抑制肿瘤中CPS1的功能,可能为过表达CPS1的癌症患者提供治疗益处。本研究对CPS1的功能进行体外研究,发现过表达CPS1能够增强结直肠癌细胞HCT15的迁移能力。此外,基于CPS1已有的晶体结构联合高通量虚拟筛选方法,筛选得到8个候选小分子化合物,经体外抗增殖活性评价,发现化合物3对结直肠癌HCT15、HCT116细胞系都有较好的抗增殖活性[HCT15的半数抑制浓度(IC₅₀)为7.69±1.10μmol·L^-1,HCT116的IC₅₀为13.53±0.46μmol·L^-1],分子对接和动力学模拟研究表明化合物3能够靶向抑制CPS1活性。通过体外研究发现化合物3能够显著减弱结直肠癌细胞系的迁移能力,同时还发现化合物3能够阻断结直肠癌细胞的S期进程和诱导凋亡。总而言之,...     

基于计算机虚拟筛选技术寻找NDM-1抑制剂

β-内酰胺类抗生素的广泛使用,使得越来越多的细菌产生由β-内酰胺酶介导的耐药性,针对丝氨酸β-内酰胺酶,目前已有克拉维酸、舒巴坦等抑制剂与临床常用抗生素配伍使用,但尚无金属β-内酰胺酶的有效抑制剂,因此,寻找金属β-内酰胺酶尤其是目前最受瞩目的新德里金属β-内酰胺酶-1[NDM-1(B1类)]的抑制剂是遏制"超级细菌"引起的感染最迫切的要求。虚拟筛选作为发现新的先导化合物、寻找新药物的有力手段,大大缩小了人工进行配体活性筛选研究范围。我们通过计算机虚拟筛选技术,利用Discovery Studio 2.5和GOLD 3.0平台,基于NDM-1晶体结构(PDB:3Q6X),从一个含有2059个天然产物分子的化合物库里筛选得到6个可能具有金属β-内酰胺酶NDM-1(B1类)抑制活性的化合物结构。     

eEF2K蛋白同源模建及其抑制剂小分子的虚拟筛选研究

目的:筛选潜在的真核生物延伸因子2激酶(eEF2K)抑制剂小分子,为eEF2K抑制剂的设计和研发提供参考。方法:采用同源模建技术构建eEF2K蛋白晶体结构模型,并进行Loop优化和分子动力学优化,借助SAVES在线服务器从Verify_3D、EERAT和拉氏图等3个方面对上述模型进行评估。收集55个eEF2K抑制剂小分子,使用InsightⅡ软件以其中的28个(编号为奇数,设为训练集)为基础构建具有活性预测能力的Hypogen药效团模型,以另外27个(编号为偶数,设为测试集)进行验证,通过拟合活性[即半数抑制浓度的负对数(p IC50)]预测值与真实值并借助Ligand profiler热图筛选最优药效团模型。结合上述药效团模型和Lipinski五规则、分子对接方法进行eEF2K抑制剂小分子的虚拟筛选。结果与结论:所建eEF2K蛋白晶体结构模型的整体质量因素得分为93.697,其中83.33%的氨基酸Verify_3D得分≥0.2,且位于不允许区的氨基酸占氨基酸总数的1.7%,其氨基酸构象及骨架结构合理,模型可靠性高。共构建了9个具有活性预测功能的Hypogen药效团模型(02～10号),其中03号药效团模型包含2个氢键受体和2个共轭芳香环,可更好地区分活性及非活性分子,其pIC_(50)预测值与真实值拟合最好(相关系数为0.665 3),具有较好的预测能力和较高的可靠性。通过虚拟筛选最终获得9个潜在的eEF2K抑制剂小分子(pIC_(50)预测值为1.074～1.185,分子与蛋白相互作用的Dcoking-score得分为-9.730～-7.467),其中Pro268、Asp267、Gln171、Phe121、Glu212可能是e EF2K抑制剂与靶点蛋白相互作用的关键氨基酸,作用方式包括氢键、盐桥、疏水等。上述分子有望成为e EF2K抑制剂研发的先导化合物。     

组织蛋白酶L小分子抑制剂的抗SARS-CoV-2活性研究

新冠肺炎(coronavirus disease 2019,COVID-19)是一种由新型严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)感染引起的急性传染性疾病,已给社会经济造成了沉重负担。由于突变体的不断出现,疫苗和单克隆抗体仅对SARS-CoV-2部分毒株导致的感染有效,因此寻找广谱高效的小分子药物以应对SARS-CoV-2感染及未来可能暴发的疫情依然具有重要意义。组织蛋白酶L (cathepsin L,CatL)切割SARS-CoV-2刺突蛋白(spike glycoprotein,S),在病毒进入宿主细胞的过程中发挥着不可或缺的作用,因此CatL是广谱抗冠状病毒药物开发的理想靶标之一。在本研究中,以荧光标记的底物建立CatL酶抑制剂筛选模型,通过高通量筛选获得两个具有CatL抑制活性的化合物IMB 6290和IMB 8014,其半数抑制浓度(half inhibitory concentration,IC₅₀)分别为11.53±0.68和1.56±1....     

MELK小分子抑制剂的虚拟筛选及体外活性研究

目的 研究以MELK为靶标,通过虚拟筛选和体外活性实验,从中药博落回中筛选抑制结直肠癌的小分子抑制剂。方法 通过文献检索博落回中的苯并菲啶类生物碱成分,确定为小分子化合物(配体),运用 AutoDock Vina 软件将这些化合物与MELK对接,根据打分值虚拟筛选出博落回中潜在抑制MELK激酶的化学成分。采用MTT法研究化合物对结直肠癌细胞的增殖抑制作用,Western blot法检测细胞PARP、Caspase-3和MELK蛋白的表达。结果 分子对接显示44个化合物均能与MELK蛋白形成稳定对接,22个化合物具有较强的结合能力。体外实验结果显示ETS、DHS、ADS三种化合物均能呈浓度和时间依赖性的抑制结直肠癌细胞的增殖,下调MELK蛋白的表达,且ETS下调CRC细胞PARP、Caspase-3蛋白表达,上调Cleaved PARP和Cleaved Caspase-3蛋白表达。结论 综合虚拟筛选和体外实验,筛选出3个抑制MELK蛋白的苯并菲啶类化合物,为研发新型的MELK小分子抑制剂治疗结直肠癌提供实验依据。     

基于FAK的药物筛选及海洋小分子CY308抗乳腺癌研究

目的 从已知化合物中挖掘出新型的对局部黏着斑激酶(FAK)具有较强作用的化合物,并结合体外的药理活性检测作为初筛方法,以期得到选择性更高、效果更好的FAK小分子抑制剂.方法 首先采用Auto-dock vina从SPECS数据库进行FAK小分子抑制剂的计算机虚拟筛选再通过RDKit操作环境进行类药五原则筛选后,采用Wa...     

抗流感病毒药物靶标及其小分子抑制剂的研究进展

流感病毒(influenza virus, IFV)的暴发给人类的健康和生命造成了严重危害,致病性禽流感病毒(avian influenza virus, AIV)感染不断给人类带来致命性威胁,给世界各国带来极大的恐慌。随着流感病毒生物学特征的深入研究以及药物发现筛选技术的迅猛发展,新一代抗流感药物靶点及其抑制剂被陆续发现,为流感病毒的治疗方案提供了更多的选择。本综述精选近几年最具代表性的研究实例,从药物化学的视角总结了抗流感药物新靶标及其小分子抑制剂的研究进展。     

Virtual screening of cathepsin k inhibitors using docking and pharmacophore models

Cathepsin K is a lysosomal cysteine protease that is highly and selectively expressed in osteoclasts, the cells which degrade bone during the continuous cycle of bone degradation and formation. Inhibition of cathepsin K represents a potential therapeutic approach for diseases characterized by excessive bone resorption such as osteoporosis. In order to elucidate the essential structural features for cathepsin K, a three-dimensional pharmacophore hypotheses were built on the basis of a set of known cathepsin K inhibitors selected from the literature using catalyst program. Several methods are used in validation of pharmacophore hypothesis were presented, and the fourth hypothesis (Hypo4) was considered to be the best pharmacophore hypothesis which has a correlation coefficient of 0.944 with training set and has high prediction of activity for a set of 30 test molecules with correlation of 0.909. The model (Hypo4) was then employed as 3D search query to screen the Maybridge database containing 59,000 compounds, to discover novel and highly potent ligands. For analyzing intermolecular interactions between protein and ligand, all the molecules were docked using Glide software. The result showed that the type and spatial location of chemical features encoded in the pharmacophore are in full agreement with the enzyme inhibitor interaction pattern identified from molecular docking.     

2020年首创性小分子药物研究实例浅析

随着我国对创新药物研发的重视与投入,首创性(first-in-class)药物的研发逐渐成为各大药企和科研机构争相追求的目标.首创性药物的研制需要深厚的基础研究积累、大量的资金投入和创新的研究方法,往往是新药研究中的风向标.2020年,美国食品药品监督管理局(FDA)共批准上市了53个全新药物,小分子药物依旧以38项获...     

Virtual screening with AutoDock: theory and practice

Importance of the field: Virtual screening is a computer-based technique for identifying promising compounds to bind to a target molecule of known structure. Given the rapidly increasing number of protein and nucleic acid structures, virtual screening continues to grow as an effective method for the discovery of new inhibitors and drug molecules.

Areas covered in this review: We describe virtual screening methods that are available in the AutoDock suite of programs and several of our successes in using AutoDock virtual screening in pharmaceutical lead discovery.

What the reader will gain: A general overview of the challenges of virtual screening is presented, along with the tools available in the AutoDock suite of programs for addressing these challenges.

Take home message: Virtual screening is an effective tool for the discovery of compounds for use as leads in drug discovery, and the free, open source program AutoDock is an effective tool for virtual screening.     

ACK1小分子抑制剂的研究进展

ACK1/TNK2 (活化的Cdc42相关激酶)是一种非受体酪氨酸激酶,最初通过与GTP结合的小GTP酶Cdc42结合而被鉴定。它在人体中广泛表达,被EGF、PDGF、TGF-β等多种细胞外生长因子激活。激活的ACK1通过与下游效应子相互作用并使其磷酸化来介导信号级联反应。近年来对ACK1生物学功能及其参与癌症的研究多有报道,在肺癌、卵巢癌和前列腺癌等多种癌症中均发现ACK1的基因扩增和过表达,并与不良预后和转移表型相关,表明ACK1是癌症治疗的潜在靶点。因此,以ACK1为靶点研发高效选择性的小分子抑制剂可为癌症治疗提供潜在的候选药物。本综述简略描述了ACK1的激活方式以及在癌症中作用,介绍了靶向ACK1小分子抑制剂的最新研究进展,并展望和讨论了临床前研究中有应用前景的新型ACK1抑制剂。     

激酶小分子抑制剂研究进展

蛋白激酶与肿瘤、炎症、自身免疫病、神经性疾病等众多疾病的发病机制密切相关,近30年以来激酶作为一个非常有潜力的药物靶点受到了广泛研究.截止2020年4月,FDA批准了59个激酶小分子抑制剂上市,再次激发了针对癌症和其他疾病治疗领域的靶向药物的兴起.本文重点分析了59个已获批上市的药物以及处于Ⅱ期和Ⅲ期临床试验的121个...     

小分子PIM激酶抑制剂的研究进展

PIM激酶家族在各类肿瘤中高表达,并对肿瘤的发生发展起着重要的调节作用,闪此PIM激酶有望成为抗癌药物的新靶点,小分子PIM激酶抑制剂具有良好的应用前景。本文从PIM激酶家族蛋门结构、在肿瘤发生发展中的作用途径以及小分子PIM激酶抑制剂的研究进展j个方面进行综述。     

Survivin在非小细胞肺癌中的表达及其与p53的相关性

目的探讨凋亡相关基因survivin在NSCLC中的表达及其与p53的关系。方法选取52例NSCLC患者组织。检测survivin及p53蛋白的表达。结果正常肺组织中survivin的阳性表达率为0.00%,NSCLC中表达率为65.39%;survivin在p53阳性表达组和阴性表达组中的表达率分别为80%和35.29%,二者比较差异有统计学意义。结论 survivin过度表达提示NSCLC预后不良;p53的失活和survivin的过度表达可能在NSCLC癌变中起协同作用。     

小分子化合物类肿瘤靶向治疗新药研究进展

肿瘤的分子靶向治疗研究进展迅速,靶向治疗新药不断涌现.小分子化合物类靶向治疗新药Glivec,Iressa,OSI-774,CI-1033,PK1166和GW572016等可以片剂等形式口服给药,不依赖基因,不引起免疫反应.易于经结构修饰或结构改造使其更适合临床需要,成本低,便于推广,是肿瘤分子靶向治疗研究的热点.     

可诱导干细胞分化的小分子化合物研究进展

随着干细胞和再生医学(利用干细胞治疗各种疾病)研究的进步,人类在诱导干细胞分化的技术领域也取得了显著进展。其中化学生物学的发展为干细胞研究提供了多种多样的生物活性小分子,基于其自身的优势,小分子正越来越多地应用于干细胞的研究。本文综述了天然和合成的小分子化合物针对性的诱导干细胞分化方面的研究。     

In silico screening strategies for novel inhibitors of parasitic diseases

Introduction: Parasitic diseases are a major global problem causing long-term disability and death, with severe medical and psychological consequences around the world. Despite the prevalence of parasitic disease, the treatment options for many of these illnesses are still inadequate and there is a dire need for new antiparasitic drugs. In silico screening techniques, which are powerful strategies for hit generation, are widely being applied in the design of new ligands for parasitic diseases.

Areas covered: This article analyses the application of ligand- and structure-based virtual screening strategies against a variety of parasitic diseases and discusses the benefits of the integration between computational and experimental approaches toward the discovery of new antiparasitic agents. The analysis is illustrated by recent examples, with emphasis on the strategies reported within the past 2 years.

Expert opinion: Virtual screening techniques are powerful tools commonly used in drug discovery against parasitic diseases, which have provided new opportunities for the identification of several novel compound classes with antiparasitic activity.