DCN1-UBE2M相互作用抑制剂的3D-QSAR、分子对接和分子动力学研究

类泛素化是一种蛋白质翻译后修饰,其异常会导致神经退行性疾病和多种肿瘤的发生,因此它被视为有希望的抗肿瘤靶标。研究表明,抑制DCN1-UBE2M相互作用可选择性阻遏类泛素化。本文基于哌啶基脲类DCN1-UBE2M相互作用抑制剂进行3D-QSAR、分子对接和分子动力学模拟研究。利用3D-QSAR中的CoMFA和CoMSIA方法构建了相关模型,其交叉验证系数q~2分别为0.686、0.682,拟合验证系数r~2分别为0.966、0.931,表明模型是可靠的且预测能力较好。接着运用分子对接分析哌啶基脲类化合物与DCN1的相互作用,结果表明,它们主要通过氢键和疏水作用与靶蛋白结合。通过分子动力学模拟研究进一步了解结合模型和验证对接结果。本文所得的研究结果可为今后此类化合物的结构优化提供有效信息。     

HIV-1整合酶链转移抑制剂的3D-QSAR、分子对接和分子动力学模拟研究

为了获得高活性、结构新颖的整合酶链转移(INST)抑制剂,本文采用Co MFA和Co MSIA两种方法对32个萘啶类INST抑制剂进行了三维定量构效关系研究,并建立了相关模型,其交叉验证系数分别为q~2=0. 809和q~2=0. 816,拟合验证系数分别为r~2=0. 998和r~2=0. 981,表明所建立的模型是可靠的且具有一定的预测能力。利用分子对接探讨小分子化合物与INST蛋白的相互作用模式,结果表明,萘啶类化合物主要通过疏水作用和氢键作用与INSTIs蛋白结合。最后通过分子动力学模拟进一步验证对接结果发现,对接的结合模式与分子动力学模拟得到的结果是一致的。本研究获得的综合模型和推论可以为开发有效的HIV INSTIs提供重要的理论信息。     

髓细胞白血病因子-1抑制剂的三维定量构效关系研究

髓细胞白血病因子-1(Mcl-1)在多种细胞的生存与死亡中发挥着重要的作用,参与多种肿瘤的发生,已经成为新的研究热点。本文针对52个Mcl-1抑制剂2-吲哚酰基磺酰胺类化合物进行三维定量关系(3D-QSAR)研究,研究其结构与活性的关系。为此,基于分子的共同骨架叠合运用比较分子立场分析(CoMFA)和比较分子相似性指数分析(CoMSIA)两种经典的方法进行了三维定量构效关系的研究,建立相应模型,进行分子结构和抗肿瘤活性的分析。CoMFA模型的交叉验证系数q~2为0.714,相关系数r~2为0.992,预测相关系数r~2pred为0.654,立体场和静电场对活性的贡献为62%和38%。CoMSIA模型的交叉验证系数q~2为0.785,相关系数r~2为0.984,预测相关系数r~2pred为0.763。立体场、静电场、疏水场对活性的贡献为25.1%、41.0%和33.9%。数据证明上述模型都显示出了较好的预测性,为设计新型高活性的小分子抑制剂提供了有效信息。     

2,4-二氨基嘧啶类黏着斑激酶抑制剂的3D-QSAR研究

本文选取42个2,4-二氨基嘧啶类黏着斑激酶(FAK)小分子抑制剂,分别以比较分子场分析法(CoMFA)与相似性指数分析法(CoMSIA)构建3D-QSAR模型,评价模板分子、公共骨架点、最小能量优化参数、分子构象等因素对模型优化的影响。分析最优模型中立体场、静电场以及氢键等因素对抑制剂活性的影响,并应用分子对接分析该类抑制剂与FAK蛋白的相互作用。结果表明,选择化合物16作为模板分子,骨架A作为公共骨架点,最小能量优化参数中电荷、最大迭代系数、最低能量限定值分别为MMFF94、1000、0.01kcal/mol时所构建的模型最优。以CoMFA和CoMSIA构建的3D-QSAR模型的交叉验证系数(q~2)分别为0.666和0.736,非交叉验证系数(R~2)分别为0.990和0.989,表明此模型具有良好的预测能力。分子对接分析显示,其与FAK的氨基酸残基CYS502、ASP564形成了重要的氢键作用,并与周围残基形成了较强的疏水作用。通过3D-QSAR的构建与分子对接分析,可指导2,4-二氨基嘧啶类FAK小分子抑制剂的进一步结构优化设计。     

五味子素类抑制HIV活性的三维定量构效关系研究

建立了五味子活性成分木脂素类和联苯类化合物抑制HIV活性的三维定量构效 方程。采用联苯环原子和苯环质心两种叠合方式，并区分联苯化合物的不同构型， 共建立了四类CoMSIA模型，其中训练集中联苯类为S构型并叠合联苯环原子建立的 CoMSIA模型相关性最好，交叉验证相关系数q~2为0.71，非交叉验证相关系数r~2 = 0.99，标准偏差SE = 0.051, F = 1000.6。CoMSIA方法采用Gaussian函数计算 场能，并在CoMFA方法的立体和静电场基础上加入疏水场，PLS分析结果更为准确。 该模型三维等势图证实了某些结构和活性规律，如联苯基共面性越好，活性越高， 同时给出了苯环上取代基的体积、电性和疏水性要求，为该类化合物的结构改造提 供了依据。     

基于分子对接、分子动力学模拟的新型酰胺-膦酸酯类hsEH抑制剂的QSAR研究

结合定量结构-活性相关(QSAR)技术和分子对接、分子动力学(MD)模拟,研究了新型酰胺-膦酸酯类衍生物与可溶性环氧化物水解酶(hsEH)结合的相互作用特征.二维QSAR模型表现出较好的拟合能力和预测能力(r~2=0.942,q2=0.918),并且模型表明酰胺-膦酸酯类衍生物中C—N键的频数对hsEH活性抑制能力具有重要影响.采用比较分子力场分析方法(CoMFA)和比较分子相似性指数分析方法(CoMSIA)建立了相关性显著、预测能力强的三维QSAR定量模型(CoMFA:r~2=0.986,q2=0.619;CoMSIA:r~2=0.912,q2=0.630),模型指出疏水作用力、静电作用力和氢键作用力对hsEH活性抑制能力有重要的影响.二维QSAR模型的预测结果更为准确,三维QSAR模型更为直观地表现了由于分子结构差异导致不同的力场效应对预测结果的影响.分子对接结果指出了分子内酰胺基团、膦酸酯基团、以及—NH—分子结构能与氨基酸残基HIS524,ASP335,TYR383,TYR466,GLN384和Trp525形成稳定氢键来增加结合的稳定性,并且小分子受到氢键作用力的同时还受到结合位点疏水残基的强疏水作用力和芳香性π环之间相互吸引的π-π堆积的非共价键作用.分子动力学模拟通过残基结合后的柔性差异变化验证了结合位点分子对接结果的可靠性,结合自由能也为对接作用机制的合理性提供了验证.     

具有除草活性的大环内酯类衍生物的定量构效关系

研究了一系列结构新颖的具有除草活性的大环内酯衍生物的定量构效关系(QSAR). 构建的比较分子力场分析(CoMFA)、比较分子近似指数分析(CoMSIA)和全息定量构效关系(HQSAR)分子模型的交叉验证系数r2cv均大于0.5, 非交叉验证系数r2都超过0.8, 表明获取的QSAR模型具有可信的预测能力. 对CoMFA、CoMSIA模型的三维(3D)等势图分析, 发现除了立体场和静电场外, 疏水场和氢键受体场也是影响大环内酯类化合物除草活性的重要因素. 构建的HQSAR模型的原子贡献图提示的结构改造信息与三维QSAR的结果基本一致. 利用CoMFA、CoMSIA模型提供的信息,对目前已合成的活性最高化合物B1-3进行分子结构改造, 预测结果发现部分化合物可能具有更好的除草活性.     

选择性磷酸二酯酶4D(PDE4D)抑制剂的计算模型建立

选择26个基于吡啶和嘧啶环的选择性磷酸二酯酶4D(PDE4D)抑制剂,通过软件SYBYL-X2.1.1中的CoMFA,CoMSIA,Surflex-dock及GALAHAD模块研究其构效关系与分子对接模式.所得CoMFA建模的q~2和r~2分别为0.54与0.996,CoMSIA建模的q~2和r~2分别为0.536与0.942,表明2个模型均具有较高预测能力.分子对接结果表明,ASP367与GLN535可能是配体分子与PDE4D蛋白作用的关键氨基酸残基.药效团结果表明,芳香杂环的母核结构以及侧链具有多个氢键供体或受体取代基的结构对化合物的活性贡献较大.该研究结果为设计合成更多具有选择性的PDE4D抑制剂提供理论指导.     

嘧啶衍生物类PI3K/mTOR双重抑制剂的3D-QSAR及分子对接研究

PI3K/Akt/mTOR信号通路在癌细胞的生长和增殖中异常激活,对PI3K和mTOR位点的抑制可有效阻断信号通路的传导,是药物设计的理想靶点.本文选择38个嘧啶类小分子抑制剂进行3D-QSAR和分子对接研究.采用比较分子力场分析(CoMFA)和比较分子相似性指数分析(CoMSIA)方法,建立了三维定量构效关系模型,结果表明,该模型具有良好的稳定性和预测能力,可运用分子对接研究小分子抑制剂与PI3K和mTOR蛋白受体的作用模式.通过对QSAR模型的三维等势图以及受体与配体的相互作用模式分析后,优化出10个小分子化合物并预测其活性,发现一些小分子化合物活性提高,这为PI3K/mTOR双重抑制剂的设计筛选提供了借鉴.     

雌激素β受体喹啉类配体的分子对接及3D-QSAR研究

对33个喹啉衍生物的雌激素β受体活性进行了分子对接以及比较分子力场分析(CoMFA)和比较分子相似性指数分析(CoMSIA). 对接结果显示氢键和疏水作用是配体与受体结合的主要因素,同时结果亦显示对接结合能与观测值pIC50具有极显著的线性相关性. 根据对接后各优势构象将33个样本进行叠合并进行CoMFA与CoMSIA研究,均得到了较优的结果,其中以选用立体场、静电场和疏水场建立的CoMSIA模型结果最优,其主成分数,r2,q2（LOO）和r2pred分别为2, 0.894, 0.708和0.802. 构效关系模型分析显示基团的空间位阻、电性及疏水作用是影响活性的主要因素     

新型三唑类抗真菌化合物的三维定量构效关系研究

采用比较分子力场分析法(CoMFA)和比较分子相似性指数分析法(CoMSIA), 系统研究了40个新型三唑类化合物抗真菌活性的三维定量构效关系. 在CoMFA研究中, 研究了两种药效构象对模型的影响, 并考察了网格点步长对统计结果的影响. 在CoMSIA研究中, 系统考察了各种分子场组合、网格点步长和衰减因子对模型统计结果的影响, 发现立体场、静电场、疏水场和氢键受体场的组合得到最佳模型. 所建立CoMFA和CoMSIA模型的交叉相关系数q²值分别为0.718和0.655, 并都具有较强的预测能力. CoMFA和CoMSIA模型的三维等值线图直观地解释了化合物的构效关系, 阐明了化合物结构中苯环上各位置取代基对抗真菌活性的影响, 为进一步结构优化提供了重要依据.     

螺环吲哚类MDM2抑制剂的分子对接、定量构效关系和分子动力学模拟

采用分子对接、三维定量构效关系(3D-QSAR)和分子动力学方法研究了21个螺环吲哚类化合物与MDM2蛋白的相互作用, 并建立了相关预测模型. 比较分子场分析法(CoMFA)和比较分子相似性指数分析法(CoMSIA)模型的交互验证相关系数q²分别为0.573 和0.651, 非交互验证相关系数r²分别为0.948和0.980. 分子对接得到的结合模式与分子动力学模拟得到的结果一致, 结合模式表明该类螺环吲哚化合物主要通过疏水相互作用和氢键与MDM2结合. 基于上述相互作用模型设计并合成了6个新结构螺环吲哚化合物, 并在MDM2高表达的前列腺癌LNCaP细胞株上测定其活性, 结果表明化合物5, 6的半数抑制浓度均低于1μg·mL^-1, 可作为新的抗肿瘤药物先导化合物进一步深入研究. 本研究对以MDM2为靶点的新结构螺环吲哚类抑制剂的开发提供了理论和实验依据.     

GPR40 受体苯丙酸类激动剂三维定量构效关系研究

苯丙酸类化合物是G蛋白偶联受体40(GPR40)潜在的生物活性药物。本文基于比较分子力场分析法(Co MFA)和比较分子相似性指数分析法(CoMSIA),分别建立了40个已知活性的GPR40受体苯丙酸类激动剂的三维定量构效关系(3D-QSAR)模型,研究该类激动剂与生物活性之间的关系。CoMFA和CoMSIA模型的交叉验证系数(q~2)分别为0. 527和0. 500,拟合验证系数(r~2)分别为0. 901和0. 860,两个3D-QSAR模型预测值与实验值基本一致,表明模型具有良好的可信度和预测能力。根据两个3D-QSAR模型提供的立体场、静电场、疏水场、氢键供体场和氢键受体场所提供的信息提出优化该类抑制剂结构的药物设计思路,为指导设计更高活性的GPR40激动剂以及GRR40新分子激动活性的预测提供理论依据。     

HIV-1逆转录酶抑制剂的三维定量构效关系

采用比较分子力场分析法(CoMFA)和比较分子相似性指数分析法(CoMSIA)对一系列非核苷类HIV-1逆转录酶抑制剂(苯磺酰基亚胺噻唑类化合物)进行了三维定量构效关系的研究,获得了高可靠性的CoMFA和CoMSIA模型,其交叉验证相关系数q2值分别为0.748和0.607.通过对CoMFA和CoMSIA模型三维等势图的分析,确定了该类化合物抗HIV-1活性的结构要求.研究结果表明,对苯磺酰基亚胺噻唑类化合物而言,在苯环的C-5位引入体积大和电负性强的基团能增加其抑制活性;苯环的C-2位的氢键给体基团对活性有利;噻唑环的R2取代基疏水性增大会降低生物活性.研究结果表明,可以指导新HIV-1逆转录酶抑制剂的设计和合成.     

马来酰胺类糖原合成酶激酶-3β抑制剂的分子对接和三维定量构效关系

通过分子对接和三维定量构效关系(3D-QSAR)两种方法来确定两类马来酰胺类的糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)抑制剂的结合方式.首先,用分子对接确定抑制剂与GSK-3β的结合模式及其相互作用;然后用比较分子力场分析法(CoMFA)与比较分子相似性指数分析法(CoMSIA)对48个化合物做三维定量构效关系的分析.两种方法得出的交互验证回归系数分别为0.669(CoMFA)和0.683(CoMSIA),证明该模型具有很好的统计相关性,同时也说明该模型具有较高的预测能力.根据该模型提供的信息,设计出9个预测性较好的分子.     

马来酰胺类糖原合成酶激酶-3β抑制剂的分子对接和三维定量构效关系

通过分子对接和三维定量构效关系(3D-QSAR)两种方法来确定两类马来酰胺类的糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)抑制剂的结合方式. 首先, 用分子对接确定抑制剂与GSK-3β结合模式及其相互作用; 然后用比较分子力场分析法(CoMFA)与比较分子相似性指数分析法(CoMSIA)对48个化合物做三维定量构效关系的分析. 两种方法得出的交互验证回归系数分别为0.669(CoMFA)和0.683(CoMSIA), 证明该模型具有很好的统计相关性, 同时也说明该模型具有较高的预测能力.根据该模型提供的信息, 设计出9个预测活性较好的分子.     

苯并咪唑类缓蚀剂的3D-QSAR研究及分子设计

采用比较分子场分析法(CoMFA)和比较分子相似性指数分析法(CoMSIA), 对苯并咪唑衍生物抗盐酸腐蚀的缓蚀性能进行了三维定量构效关系研究, 并使用留一法交叉验证手段对3D-QSAR模型的稳定性及预测能力进行了分析. 结果表明, 立体场、静电场和氢键供体场(电子给体)是影响苯并咪唑缓蚀剂缓蚀性能的主要因素; 所构建的CoMFA模型(q2=0.541, R2=0.996)和CoMSIA模型(q2=0.581, R2=0.987)均具有较好的统计学稳定性和预测能力. 基于3D-QSAR等势图设计出了几种具有较好缓蚀性能的苯并咪唑化合物, 为油气田新型缓蚀剂的研发提供了一种新思路.     

广谱沙粒病毒抑制剂的3D-QSAR分析

沙粒病毒(Arenaviruses)遍布全球,其中的拉沙热病毒可引起致命的拉沙热.通过应用比较分子场分析(CoMFA)和比较相似性指数分析法(CoMSIA)对47个广谱沙粒病毒抑制剂进行了三维定量构效关系(3D-QSAR)分析.使用立体场、静电场、疏水场和氢键受体场组合获得最优模型CoMSIA的统计结果为Q2=0.518,R2ncv=0.972,R2pre=0.911,说明该模型的可靠性和较好预测能力.此外,模型等势线图直观地解释了分子结构与其活性的关系,为进一步设计新型高效的沙粒病毒抑制剂提供了理论依据.     

含呋喃环双酰脲类衍生物的三维定量构效关系研究

采用比较分子力场分析法(CoMFA)和比较分子相似性指数分析法(CoMSIA), 对27个新型双酰基脲类化合物的杀蚊幼虫(Aedes aegypti L.)活性进行三维定量构效关系(3D-QSAR)研究. 在CoMFA研究中, 考察了网格点步长对统计结果的影响. 在CoMSIA研究中, 系统考察了各种分子场组合、网格点步长和衰减因子对模型统计结果的影响, 发现立体场和氢键供体场的组合得到最佳模型. 所建立的CoMFA和CoMSIA模型的非交叉验证相关系数r2值分别为0.828和0.841, 并都具有较强的预测能力. CoMFA和CoMSIA模型的三维等值图不仅直观地解释了结构与活性的关系, 而且为后续优化该系列化合物提供了理论依据.     

结合QSAR、分子对接和动力学模拟剖析小分子与不同受体的结合亲和力

本文从三种不同的角度分析小分子与受体的结合情况,互相补充,为探讨不同类型结合模式提供有用的信息和研究手段。利用比较分子相似性指数法(CoMSIA)和分子全息定量构效关系法(HQSAR),建立一系列小分子与不同受体(AhR和TTR)亲和力活性数据的定量构效关系预测模型。结果表明模型均具有较高稳定性和预测能力(q~20.55,r~20.85)。同时,根据CoMSIA模型的等值线图和HQSAR模型的原子贡献图得出BDE154和BDE019与受体之间的结合作用方式,主要为疏水作用,带羟基基团化合物不利于与受体结合。此外,分子对接结果表明模型的结合力类型分别为疏水作用和π-π堆积作用。而分子动力学模拟的结果表明,随着小分子的加入,受体的二级结构发生转变。