QSAR方法在抑制剂活性效应评估中的应用

摘要

本论文主要以定量结构-活性相关（QSAR）方法对非洲锥虫病（HAT）抑制剂和环氧化物水解酶（hsEH）抑制剂进行生物活性效应的评估，并结合分子对接和分子动力学模拟研究配体与蛋白质之间的相互作用机理。结果表明：建立的QSAR模型能够准确的预测类似抑制剂的相关生物活性，分子对接和动力学模拟研究剖析了相关抑制剂与靶标蛋白的相互作用机制，为预测和设计新型抑制剂提供了指导意见。
　　（1）采用VSMVI变量筛选方法从大量描述符中筛选最优子集，再由MLR回归方法建立了83个噻唑-2-乙胺类化合物与非洲人类锥虫病（HAT）抑制活性之间的二维定量结构-活性相关（2D-QSAR）模型，最优模型的拟合相关系数（r2=0.8892）和交叉验证相关系数（q2=0.8574）表明模型具有良好的稳健性、拟合能力和预测能力。模型的描述符在一定程度上反映了分子的二维结构和疏水性对抑制活性具有重要影响。同时采用基于CoMFA和CoMSIA方法的三维定量结构-活性相关（3D-QSAR）建立了相关性显著、预测能力强的定量模型（CoMFA:r2=0.924,q2=0.516.CoMSIA:r2=0.944,q2=0.531），其中CoMSIA的疏水场贡献率最高，说明了分子的疏水作用对抑制活性的重要影响。
　　（2）结合QSAR和分子对接、分子动力学计算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。2D-QSAR模型表现了较好的拟合能力和预测能力(r2=0.942,q2=0.918)，并且模型表明酰胺-膦酸酯类衍生物中C-N化学键的频数对hsEH活性抑制能力具有重要影响。采用CoMFA和CoMSIA建立了相关性显著、预测能力强的模型（CoMFA:r2=0.986, q2=0.619;CoMSIA:r2=0.912,q2=0.630），并且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。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、Trp525形成氢键增加了结合的稳定性，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。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 HAT简介

1.2 HAT抑制剂的发展

1.3 hsEH简介

1.4 hsEH抑制剂的发展

1.5 HAT抑制剂和hsEH抑制剂的QSAR模拟进展

第2章 理论模拟计算方法

2.1 QSAR方法概述

2.2 2D-QSAR建模

2.3 3D-QSAR建模

2.4分子对接

2.5分子动力学模拟

第3章 噻唑-2-乙胺类新型HAT抑制剂的QSAR研究

3.1前言

3.2数据与方法

3.3结果与讨论

3.4小结

第4章 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

4.1前言

4.2数据与方法

4.3结果与讨论

4.4小结

第5章 结论

参考文献

个人简介

申请学位期间发表的论文

致谢