分子对接实验室汇报

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分子对接、CRISPRCas9技术筛选并验证DNA ligase Ⅳ抑制剂

分子对接、CRISPRCas9技术筛选并验证DNA ligase Ⅳ抑制剂

肖红卫.分子对接、CRISPR/Cas9技术筛选并验证DNA ligase IV 抑制剂[J ].湖北农业科学,2021,60(23):177-180.收稿日期:2021-07-12基金项目:湖北省农业科技创新中心项目(2019-620-000-001-20);湖北省农业科学院青年拔尖人才项目(Q2018020);湖北省农业科学院领军人才项目(L2018015);国家自然科学基金项目(31772577);湖南创新型省份建设专项(2019RS1068);重点领域研发计划(2020WK2030);重点实验室开放课题(KLAEMB-2020-01);外国青年人才计划项目(QN20200127002);中国科学院战略性先导科技专项(XDA24030204)作者简介:肖红卫(1979-),男,江苏大丰人,副研究员,硕士,主要从事动物生物技术研究,(电话)159****4615(电子信箱)***********************。

分子对接、CRISPR/Cas9技术筛选并验证DNA ligase IV 抑制剂肖红卫(动物胚胎工程与分子育种湖北重点实验室/湖北省农业科学院畜牧兽医研究所,武汉430064)摘要:为了筛选靶向DNA 连接酶IV 的抑制剂以实现更有效的基因定点插入,采用分子对接技术筛选出与前期研究中靶向DNA 连接酶IV 的抑制剂SCR7作用类似的小分子化合物。

筛选到与化合物库一致的nocodazole 、Fisetin 和Methylene blue 3个小分子化合物,通过用MSTN 基因T11位点序列截断的Firefly Luciferase 荧光素酶报告载体结合CRISPR/Cas9-gRNA-T11载体共转细胞,并结合不同的小分子化合物处理。

结果表明,没有用小分子化合物处理时,萤火虫荧光素酶被截断的位置发生NHEJ 修复,不能得到大量有活性的萤火虫荧光素酶;经过小分子化合物处理,抑制了细胞内的NHEJ ,提高了HDR 效率,能得到大量有活性的萤火虫荧光素酶。

基于网络药理学方法与分子对接技术探究左西孟旦治疗低氧肺动脉高压的作用机制

基于网络药理学方法与分子对接技术探究左西孟旦治疗低氧肺动脉高压的作用机制

基于网络药理学方法与分子对接技术探究左西孟旦治疗低氧肺动脉高压的作用机制张晓丹;谢玉良;高梦丹;袁奥雪;李涵飞;祝田田【期刊名称】《中国药理学通报》【年(卷),期】2024(40)3【摘要】目的通过动物实验探究左西孟旦(levosimendan,LEVO)对低氧肺动脉高压(hypoxic pulmonary hypertension,HPH)的作用,使用网络药理学方法与分子对接技术进一步探索其潜在作用机制。

方法构建HPH大鼠模型,检测右心收缩压及右心重构指数;通过HE、Masson和VG染色分析大鼠肺组织病理学变化。

检索Swiss Target Prediction、DrugBank Online、BatMan、Targetnet、SEA、PharmMapper数据库,筛选药物靶点;从GeneCards、OMIM数据库中检索疾病靶点;确定二者交集靶点后,构建“药物-靶点-疾病”网络;构建蛋白互作网络并筛选出核心靶点;使用DAVID数据库进行GO和KEGG通路富集分析;用AutoDock软件对核心靶点进行分子对接。

结果动物实验结果表明,LEVO对HPH具有明显治疗作用;网络药理学结果显示,SRC、HSP90AA1、MAPK1、PIK3R1、AKT1、HRAS、MAPK14、LCK、EGFR、ESR1等是发挥治疗作用的关键靶点;分子对接显示,LEVO与度值前5的核心靶点均对接良好。

结论LEVO可能通过多靶点发挥对HPH的治疗作用。

【总页数】9页(P565-573)【作者】张晓丹;谢玉良;高梦丹;袁奥雪;李涵飞;祝田田【作者单位】新乡医学院药学院;河南省心血管重构与药物干预国际联合实验室;新乡市心血管重构干预与分子靶向治疗药物研发重点实验室【正文语种】中文【中图分类】R-332;R319;R544;R845.22;R972.4【相关文献】1.基于网络药理学和分子对接技术探讨西红花治疗阿尔茨海默病的潜在作用机制2.基于网络药理学及分子对接技术探讨红花治疗肺动脉高压的作用机制3.基于网络药理学和分子对接方法探究白及治疗糖尿病足作用机制4.基于网络药理学方法和分子对接技术探究六君二陈解毒汤治疗非小细胞肺癌的潜在作用机制5.基于网络药理学及分子对接技术探究三棱-莪术配伍在卵巢癌辅助治疗中的作用机制因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

PPARs泛激动剂设计、分子对接及分子动力学模拟研究

PPARs泛激动剂设计、分子对接及分子动力学模拟研究
第 1 9卷 4期
2 8 2
2 0 1 Biblioteka 年 7月 天 津 医科 大 学 学 报
J o u r n a l o f T i a n j i n Me d i c a l U n i v e r s i t y
Vo I .1 9 .No . 4
J u 1 . 2 O1 3
w i t h 3 b a g s o f p r o t e i n r e c e p t o r l i g a n d s . A n d t h e n ma k e i t c a r r y o n m o l e c u l a r d o c k i n g w i t h t h e P P A R 一 B r e c e p t o r . M o l e c u l a r d y n a m i c s
ma c e u t i c a l R e s e a r c h , T i a n j i n 3 0 0 1 9 3 , C h i n a ) Ab s t r a c t 0b j e c t i v e : T o o b t a i n t h e n e w P P A R p a n a g o n i s t w i t h b e t t e r t r e a t m e n t a n d mi n i m a l s i d e e f f e c t s . Me t h o d s : T h e r e p l a c e m e n t
P P A R 一 0 【 、 B 、 活性位点 区域的氨基酸残基形成 氢键 , 使A F 一 2螺旋稳 定于激 活构 象。 分子动力学模拟 结果表 明模拟过程 中受体 与激动剂复合物体 系是稳 定的。 A D ME预测发现它们体 内的吸收 、 分布、 代谢和排泄情况符合作 为药物的一般特 点。结论 : 得 到 的 8个化合物可 以作 为 P P A R泛激动剂 予以进一步的研 究。 关键词 P P A R s 泛激动剂 ; 分子对接 ; 分子动 力学; A D ME预测

分子对接方法的应用与发展

分子对接方法的应用与发展

分子对接方法的应用与发展分子对接方法是一种重要的生物物理学研究手段,用于研究分子之间的相互作用和识别机制。

该方法的应用范围广泛,涉及到药物发现、食品安全、环境监测等多个领域。

本文将介绍分子对接方法的发展历程、优点和不足,以及在各个领域中的应用场景,以期为相关领域的研究者提供参考和启示。

分子对接方法的发展可以追溯到20世纪90年代初,当时科学家们开始研究分子之间的相互作用和识别机制。

随着计算机技术的不断发展,分子对接方法逐渐成为生物物理学研究的重要工具。

目前,国内外研究者已经开发出了多种分子对接软件和算法,如AutoDock、Dock、FTDock等。

分子对接方法的优点在于其能够较为准确地预测分子之间的相互作用模式和结合亲和力。

同时,该方法还可以用于研究复杂生物体系中的多分子相互作用,从而为药物发现、食品安全、环境监测等领域提供理论支持和实践指导。

然而,分子对接方法也存在一定的不足之处,如对于某些类型的分子对接的精度和可靠性还有待进一步提高。

分子对接方法在药物发现领域中有着广泛的应用。

该方法可以通过预测药物与靶点分子之间的相互作用模式和结合亲和力,为新药研发提供重要的理论支持和实践指导。

例如,研究者可以利用分子对接方法预测候选药物与蛋白质靶点之间的相互作用,从而为药物设计和优化提供依据。

分子对接方法也可以应用于食品安全领域。

例如,可以利用该方法研究食品中添加剂与靶点分子之间的相互作用,从而为食品添加剂的合理使用和监管提供理论支持和实践指导。

在环境监测领域,分子对接方法可以用于研究污染物与生物体内部的靶点分子之间的相互作用,从而为环境污染的预防和治理提供理论依据和实践指导。

例如,可以利用该方法研究重金属离子与生物体中特定蛋白质的相互作用,进而探讨重金属污染的毒理效应和治理策略。

分子对接方法的基本原理是将两个或多个分子通过计算机模拟进行对接,以寻找它们之间最佳的相互作用模式和结合构象。

该方法主要分为自由空间中的对接和约束条件下的对接两种类型。

单体化合物和环糊精分子对接教程

单体化合物和环糊精分子对接教程

单体化合物和环糊精分子对接教程1.引言1.1 概述概述单体化合物和环糊精分子的对接是一种重要的化学方法,可以用于研究分子的结构、性质和相互作用。

单体化合物是指由一个分子构成的化合物,而环糊精是一种特殊的分子,具有中空的环状结构,可以将其他分子通过适应性结合进入其中形成包结合物。

在化学研究中,通过对单体化合物和环糊精分子进行对接,我们可以更好地理解它们之间的相互作用机制。

本篇文章将重点介绍单体化合物和环糊精分子的特点和应用,以及它们的对接方法。

首先,我们将详细介绍单体化合物和环糊精分子的结构和特点,包括它们的物理性质和化学性质。

其次,我们将讨论单体化合物和环糊精分子的应用领域,例如在药物传递、分离技术和环境污染治理等方面的应用。

在对接方法方面,我们将介绍几种常用的对接方法,包括实验室研究中常用的物理方法和计算模拟方法。

物理方法主要包括荧光光谱、核磁共振、质谱等技术,这些技术可以帮助我们确定单体化合物和环糊精分子之间的相互作用方式和结构。

计算模拟方法则是通过计算机模拟技术来预测和分析单体化合物和环糊精分子之间的结合模式和强度。

最后,在结论部分,我们将对本文所介绍的内容进行总结,并展望单体化合物和环糊精分子对接领域的未来发展方向。

我们相信,通过深入研究单体化合物和环糊精分子的对接,将会有助于拓展我们对分子结构和相互作用机制的认识,为化学研究和应用提供更多的可能性。

1.2文章结构文章结构部分的内容应该是对整篇文章的组织和设置进行说明和概述。

可以按照以下方向进行撰写:文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的组织和设置进行说明和概述。

首先,撰写介绍部分,向读者解释本文的目的和意义。

可以提到,单体化合物和环糊精分子的对接方法在现代化学领域具有重要的应用价值和研究意义,深入了解和掌握这些对接方法有助于推动相关领域的研究和发展。

接下来,介绍正文部分的构成和内容。

可以提到,正文部分包括单体化合物和环糊精分子的特点和应用,以及它们之间的对接方法。

基于网络药理学与分子对接探讨兰州软儿梨止咳化痰作用机制

基于网络药理学与分子对接探讨兰州软儿梨止咳化痰作用机制

罗慧英,吴步梅,马天玥,等. 基于网络药理学与分子对接探讨兰州软儿梨止咳化痰作用机制[J]. 食品工业科技,2023,44(23):11−20. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023010103LUO Huiying, WU Bumei, MA Tianyue, et al. Based on Network Pharmacology and Molecular Docking to Discuss the Mechanism of Antitussive and Expectorant Action of Ruanerli[J]. Science and Technology of Food Industry, 2023, 44(23): 11−20. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023010103· 未来食品 ·基于网络药理学与分子对接探讨兰州软儿梨止咳化痰作用机制罗慧英1,2,吴步梅3,马天玥4,张文利3,方彩霞3,魏永波5,陈辅斌6(1.甘肃中医药大学药学院,甘肃兰州 730000;2.甘肃省中药药理与毒理学重点实验室,甘肃兰州 730000;3.兰州市农业科技研究推广中心,甘肃兰州 730000;4.中国药科大学生命科学与技术学院,江苏南京 211198;5.皋兰百璐通瓜果专业合作社,甘肃兰州 730200;6.什川镇农业农村综合服务中心,甘肃兰州 730200)摘 要:采用网络药理学方法预测软儿梨止咳化痰作用及其机制,并采用分子对接和动物实验对预测结果予以验证。

通过文献调研和TCMSP 等数据库筛选得到软儿梨的成分与作用靶点,与GeneCards 数据库中“咳嗽(cough )”和“痰(sputum )”相关的两组基因相映射,得到软儿梨止咳化痰作用的靶点基因。

基于网络药理学和分子对接法探寻达原饮治疗新型冠状病毒肺炎活性化合物的研究

基于网络药理学和分子对接法探寻达原饮治疗新型冠状病毒肺炎活性化合物的研究

基于网络药理学和分子对接法探寻达原饮治疗新型冠状病毒肺炎活性化合物的研究一、本文概述新型冠状病毒肺炎(COVID-19)自爆发以来,已对全球公共卫生造成了严重的影响。

随着疫情的持续,寻找有效治疗策略及药物成为了科研工作的重点。

达原饮,作为一种传统中药方剂,历史悠久,被广泛应用于治疗多种疾病。

近年来,随着网络药理学和分子对接技术的发展,为中药方剂的作用机制研究和药物发现提供了新的视角和方法。

本研究旨在利用网络药理学和分子对接法,深入探索达原饮治疗新型冠状病毒肺炎的潜在活性化合物及其作用机制,以期为疫情防控和治疗提供新的药物候选和理论依据。

本文将首先介绍达原饮的组方、历史应用及其在现代研究中的进展,然后详细阐述网络药理学和分子对接法的基本原理及其在中药研究中的应用。

在此基础上,我们将通过网络药理学分析达原饮中潜在的活性化合物及其与新型冠状病毒肺炎相关的靶点,进而利用分子对接技术验证这些活性化合物与靶点的相互作用。

我们将讨论达原饮治疗新型冠状病毒肺炎的可能作用机制,并总结本研究的成果与不足,为未来的研究提供参考。

二、材料与方法达原饮,一种传统中药方剂,由多种草本植物组成,包括槟榔、厚朴、草果、知母、芍药、黄芩、甘草等。

其活性化合物包括生物碱、黄酮类、皂苷等多种成分。

这些化合物具有抗炎、抗氧化、抗病毒等多种生物活性,是治疗新型冠状病毒肺炎的潜在候选药物。

本研究使用的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)毒株为实验室保存的病毒株。

同时,采用Vero E6细胞系进行病毒复制和感染实验。

实验所需的试剂包括细胞培养基、胎牛血清、胰蛋白酶、DMSO等。

仪器设备包括生物安全柜、细胞培养箱、倒置显微镜、酶标仪、PCR 仪、凝胶成像系统等。

通过网络药理学方法,对达原饮中的活性化合物进行靶点预测和生物网络分析。

利用公共数据库(如TCMSP、STITCH等)获取化合物的靶点信息,结合文献报道和实验验证,筛选出与新型冠状病毒肺炎相关的潜在靶点。

基于光谱法及分子对接技术的猪血红蛋白与儿茶素相互作用研究

基于光谱法及分子对接技术的猪血红蛋白与儿茶素相互作用研究

核农学报2024,38(6):1117~1124Journal of Nuclear Agricultural Sciences基于光谱法及分子对接技术的猪血红蛋白与儿茶素相互作用研究刘丽莉1, 2, 3, 4, *陈卉1郭净芳1张潇丹1苏克楠1于影1(1河南科技大学食品与生物工程学院,河南洛阳471023;2食品加工与安全国家级实验教学示范中心,河南洛阳471023;3河南省食品加工与质量安全控制河南省国际联合实验室,河南洛阳471023;4食品微生物河南省工程技术研究中心,河南洛阳471023)摘要:为增强猪血红蛋白(PHb)结构的稳定性,提高其应用价值,将天然抗氧化剂儿茶素(C)与PHb进行互作,以期稳定PHb的结构。

采用紫外可见光谱、荧光光谱、傅里叶红外光谱和扫描电镜研究C与PHb的相互作用,并通过分子模拟对接技术表征儿茶素-猪血红蛋白复合物(C-PHb)的形貌和结构。

结果表明,添加C前后,PHb的紫外吸收光谱发生明显变化;荧光光谱结果表明,C能有效猝灭PHb内源荧光且为自由发生的静态猝灭,猝灭常数(Kq)为7.5×1010 L·mol-1·s-1,作用力主要为范德华力、氢键和疏水作用力。

同时,相较于PHb,C-PHb的蛋白质二级结构发生改变,表现为β-折叠含量增高,α-螺旋、β-转角和无规卷曲含量降低。

此外,分子对接模型进一步验证了C可与PHb进行相互作用。

综上,C可与PHb互作以稳定其结构。

本研究可为制备具有抗氧化性质的PHb复合物提供理论支持和可行性依据。

关键词:猪血红蛋白;儿茶素;相互作用;光谱法;分子对接DOI:10.11869/j.issn.1000‑8551.2024.06.1117肉类工业中,畜禽活物屠宰过程会产生副产物畜禽血液。

猪血红蛋白(porcine hemoglobin,PHb)是猪血中的主要蛋白质组分,具有丰富的营养价值[1],其抗氧化性、起泡性和乳化性等多种功能特性可应用于食品研究[2]。

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虚拟筛选的效率
例:蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B (PTP1B)抑制剂的収现 经虚拟筛选,再作生物学测试, 虚拟筛选的命中率比随机的高 通量筛选提高1,700倍
虚拟筛选技术的分类
根据靶点的结构知识 基于靶点结构的虚拟筛选 分子对接 基于配体相似性的虚拟筛选 药效基团搜寻
一、基于靶点结构的虚拟筛选 ——分子对接
•打分函数
分子对接
一、靶点结构的预处理 二、小分子数据库的预处理
三、分子对接 四、打分函数
(一) 靶点结构的预处理
靶点结构的预处理
1、靶点的检验 2、靶点的处理
3、确定靶点的配体结合口袋
1、靶点的检验
晶体结构(X射线测定) 溶液结构(NMR测定)
分辨率
R 因子
Rfree<28% R<25%
PDB多个构象
(五) 部分实例
人碳酸酐酶与其抑制剂复合物
• 2002 年Grunberg 等采用基于分子对接的 虚拟筛选方法成功地找到了多种人碳酸酐酶 (humancarbonic anhydrase)的抑制剂。 在整个设计过程中,他们采用了多次初筛的 办法将Maybridge 数据库(61 186 个分子) 和LeadQuest 数据库(37 841 个分子)迚 行过滤。首先利用Lipinski 的“5 规则”将 数据库缩小为5 904 个;然后利用FlexS 与 已知抑制剂迚行相似性筛选,得到了100 个 候选化合物;最后将这100 个分子利用 FlexX 程序迚行对接筛选,从中挑选出13 个迚行生物活性测试,结果7 个分子的IC50 值达到了微摩尔级别。见图。
键相互作用能。
AUTODOCK 也是常用的分子对接软件包之一,由Scripps 的 Olson 科研小组开収。它采用模拟退火和遗传算法寻找受体和配
体最佳的结合位置,用半经验的结合自由能方法来评价两者之间
的匹配情况。为了加快计算速度,AUTODOCK 采用了格点对接 的方法,格点上保存的是探针原子和受体之间的相互作用能,包
人冠状病毒;鼠科肝炎病毒;猪传染性腹泻病毒;猫传染性腹膜
炎病毒;禽传染性支气管炎病毒;猪冠状病毒;传染性胃肠炎 病毒 (2) 传染性胃肠炎病毒(TGEV)的蛋白酶Mpro与3CL蛋白酶有极高
的同源性,特别在底物结合口袋(活性部位)
(3) 以TGEV Mpro的X-射线晶体结构为模板,模建3CL蛋白酶三维 结构(Sybyl 6.8 / SiteID程序)
常用的数据库有MDL数据库、SPECS数据库和 CNPD(Chinese Natural Product Database)数据库
小分子数据库的预处理 1、3D结构转化 2、电荷分配 3、原子及键的检查
4、结构优化
(三) 分子对接
• 概念: 将配体分子放置到叐体 大分子的活性位点中,预测小 分子不叐体结合构象及作用能 的过程。是基于叐体分子结构
Xie Q et al. J. Med. Chem. 2008,51(7):2027
美普他酚双配体类似物的设计
• 在美普他酚分子中通过引入丌同长度连接链,希望使另一个配体 能不PAS相互作用
合成n=2-12的多个美普他酚双配体类似物,发现n=9的AChE抑制活性最强 (IC50=3.9nM), 比美普他酚高2万倍,同时对AChE诱导的Aβ聚集具有明
• 目的:从小分子数据库中収现 合适的化合物作为叐体大分子 的配体。从整体上考虑配体不 叐体结合的效果。
虚拟筛选的核心。
• 关键环节:配体结合构象的优化
构象优化的算法
系统搜索 片段生长法 构象搜索法 随机搜索 蒙特卡罗法 模拟退火 遗传算法
构象库方法
禁忌搜索法
确定性搜索 分子动力学模拟
(四) 打分函数
[例] 美普他酚双配体衍生物与AChE的对接研究
阿尔茨海默症(Alzheimer’s Disease,AD)不乙酰胆碱 (ACh)水平降低和对乙酰胆碱酯酶AChE诱导的β-淀粉样蛋白
(Aβ)聚集有关
治疗AD 的药靶: 乙酰胆碱酯酶(AChE)和β-淀粉样蛋白 AChE抑制剂:美普他酚(Meptazinol) 研究収现Aβ的聚集不AChE上的外周阴离子位点(PAS)有关
A. TGEV MPRo蛋白酶 B. SARS 3CL蛋白酶 C. 蛋白酶抑制剂
两种蛋白酶的底物结合口袋的表面特征
∴ 3CL蛋白酶模建模型或TGEV Mpro的晶体结构均可作为筛选抗
SARS药物的结构模型
步骤3. 虚拟筛选
以SARS冠状病毒3CL蛋白酶三维结构模型和TGEV Mpro 为筛选模型 作虚拟筛选(SGI Origin 3800超级计算机和392CPU的神威1号超级计
分子对接筛选常用的软件
DOCK 是应用比较广泛的对接软件乊一,由Kuntz 等设计开収。它能自动模拟 配体在叐体活性位点的作用情况,并记录下最佳的相互作用方式。而丏该软件能 对配体的三维数据库进行搜索,因此被广泛用于基于叐体结构的对接筛选。 在DOCK 中,活性位点的确定是通过软件包中的sphgen 程序来完成,它通过 在叐体表面所有的凹陷区形成负像,并对这些负像进行聚类分析,用户则从中挑 选出所需要的一类作为活性区域的位置。在生成负像的基础上,就可以进行配体 分子和叐体活性口袋乊间的匹配,配体分子也采用一组球集来表示,并丏DOCK 进行对接时,配体可以是刚性的,也可以设定为柔性。 在对接结束后,DOCK 程序则采用自带的打分函数对配体-叐体乊间的匹配情况 进行评价,其中包括原子接触得分和能量得分。所谓接触原子是指在一定距离乊 内的原子(一般定义为4.5 Å ),如果配体和叐体乊间存在这个距离内的原子, 则认为产生碰撞,作为罚分从总得分中扣除;能量得分主要来自配体和叐体间非
使两者在必要的部位相互契合、収生作用,进而通过构象调整形成稳定的复合物。
在通常的分子对接中,小分子的构象是柔性的,如果筛选一个分子数目过多的数 据库(如ACD-SC),那么整个虚拟筛选过程将非常耗时。因此,通常可先设定 一些条件,比如Lipinski 的“5 倍律经验规则”等一系列类药性条件,先对该 库进行过滤,从而快速缩小三维数据库的规模。另外,如果针对某个靶点,已经 获得相关抑制剂的结构,则可采用分子形状匹配的方法(如FlexS),对数据库 进行初筛,保留其中不已知抑制剂形状相似的分子。经过这些初步筛选乊后,再 采用基于分子对接的虚拟筛选从数据库中找出可能不靶点相互匹配的有机小分子。
基于
结构
虚拟
筛选
一般
流程

建立大量化合物的三维结构数据库
将库中的分子逐一与靶标分子进行 “对接”(docking)
优化小分子化合物的取向及构象等 找到小分子化合物与靶标大分子作 用的最佳构象 计算其相互作用及结合能 完成所有分子的对接计算 找出与靶标分子结合的最佳分子
对接方法尚需解决的问题
•溶剂化效应 •分子的柔性
• 类3C蛋白酶(3C like proteinase, 3CL)
3CL蛋白酶作为抗SARS药物筛选靶点的优点
• 在冠状病毒复制过程中起着重要作用 • 有许多已知抑制剂,便于迅速开収 • 较易表达,有利于加紧研究
• 有较高的同源性,可用同源法模建三维结构模型
步骤1. 同源模建
(1) 3CL蛋白酶序列(GenBank)与各类冠状病毒蛋白酶序列(PDB) 作序列分析和同源性分析(BLAST程序)
• 目的: 评判配体分子和受体结合能力的强弱。
• 含义:
① 先对同一个分子的不同结合构象,评价各构象 的结合好坏。 ② 再对数据库中的不同分子的最好结合构象迚行 评价,以得到最终的结合能力从高到低的化合物分子
清单。
打分函数
1、基于力场的打分函数 2、半经验的自由能打分函数 3、 基于知识的打分函数 4、“一致性”打分
确定带电残基的质子化状态
去除不重要的小分子
3、确定靶点的配体结合口袋 靶点分子为复合物
为配体为中心的5-7Å 区域内的氨基酸残基
靶点分子不是复合物
根据同源蛋白或 定点变突的数据确定
实验数据未知
利用软件搜寻
(二) 小分子数据库的预处理
小分子数据库的来源
商用化合物数据库
公司或研究机构自有数据库
设计的虚拟化合物库
分子对接
定义
虚拟筛选(virtual screening, VS) 也称分子对接,即在进行生物活性筛选乊前,在计算 机上对化合物分子进行预筛选,以降低实际筛选化合物数 目,同时提高先导化合物収现效率。
虚拟筛选意义
筛选的对象
化合物数据库
优势
虚拟的
实际存在的
不消耗样品,降低筛选成本 考虑化合物分子的药动学性质和毒性,增加筛选的内涵
算机)ACD数据库、MDDR数据库、SPECS数据库、中国天然产物数据库
(CNPD)和国家药物筛选中心内部样品库——共数十万个化合物 (1) DOCK 4.0作初筛, 选出得分高的前1000个化合物; (2)用Cscore软件和AutoDock 3.0软件作评价,从每个数据库中挑选出 100个得分最高的化合物 结果:共找到300个可能具有抗SARS冠状病毒潜力的候选化合物
Profile-3D:
三维结构和氨基酸序列相容性
小于2.5Å
温度因子
几何构型的准确率
ProsaII: 残基之间相互作用能量评估
重点关注部位不大于 整个分子的平均温度因子
Ψ角至少有90%
拉氏图:
落在允许区域内
检测三维结构立体构型好坏
2、靶点的处理
补齐晶体结构中缺失原子和残基
为大分子加上氢,并分配相应电荷
结果
(1)所建模型不TGEV Mpro 晶体结构基本重叠 (2)3CL蛋白酶的折叠方式不TGEV Mpro相同,结合 口袋的结构以及空间特征几乎一样
3CL蛋白酶结构与Mpro蛋白酶晶 体结构的重叠图
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