先睹为快
靶点
NS2B-NS3蛋白酶PDBID:5H4I
筛选化合物库
DrugBank数据库(个FDA批准上市的药物)
计算方法
基于结构的虚拟筛选(Structure-BasedVirtualScreening)
计算软件
分子对接:SchrodingerSuite-2、AutoDockVina、DOCK6
MD模拟:NAMD2.13
轨迹分析:VMD1.9.3
计算流程
基于NS2B-NS3蛋白酶的晶体结构,对接小分子DrugBank数据库,选出结合能最低的5个小分子,并通过MD模拟进行稳定性验证,选出了最优的小分子氯环嗪。实验测试也证明了氯环嗪的有效性。
基于结构的虚拟筛选
NS2B-NS3蛋白酶被认为是抗寨卡病毒(Zikavirus,ZIKV)药物开发的一个有吸引力的靶点。在本研究中,使用了老药新用的原理,对DrugBank数据库中个FDA批准的药物进行了虚拟筛选。为了提高虚筛的准确率(AUC=0.77),作者应用了一种新的虚筛思想:一致性对接(consensusdocking),即综合Glide、AutoDockVina、DOCK6对接软件的最高得分(topscored)的结果,选出了5个比原配体的结合能低的小分子。通过MD模拟对5个小分子重新排序,其中,抗组胺药物氯环嗪(Chlorcyclizine)与蛋白酶的结合力最强(图1)。
分子动力学模拟研究结合模式
氯环嗪与NS2B-NS3蛋白酶复合物的二维蛋白质-配体相互作用如图1所示,氯环嗪(图2A)可与蛋白受体上的Asp、Tyr、Pro、Ala、Val和Tyr相互作用,其中Tyr是公认的参与蛋白酶的底物识别残基。进一步的MD模拟(图2B)表明氯环嗪蛋白复合物的结合比较稳定,氢键作用也可以很好的维持。药理学实验也表明氯环嗪能降低ZIKV诱导的细胞病变。综合结果表明,开发以氯环嗪骨架的抗ZIKV药物具有很大潜力。
图1、虚拟筛选得到的5个小分子。
图片来源JCIM
图2、(A)氯环嗪与NS2B-NS3蛋白酶的2D相互作用图(B)MD模拟。
图片来源JCIM
参考文献:Santos,Felipe,etal.IdentificationofZikavirusNS2B-NS3proteaseinhibitorsbyStructure-BasedVirtualScreeningandDrugRepurposingApproaches.JournalofChemicalInformationandModeling().
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