基于结构的虚拟筛选在抗病毒蛋白酶先导化合物发现中的应用

摘要

先导化合物的发现处于药物研发流程的上游，计算机辅助的虚拟筛选在该过程中扮演着重要角色。从药物设计角度出发，虚拟筛选有基于配体和基于结构两种思路，它们各有适用但又相辅相成。通常在已知受体信息的情况下，基于结构的虚拟筛选更加实用可靠，因而被广泛运用。在本课题中，这一策略被用于寻找具有抗病毒蛋白酶活性的先导化合物。
　　登革热病毒（DENV）是登革热的病原体。该病毒的 NS2B-NS3蛋白酶在其复制过程中不可缺少，因而成为了登革热病毒抑制剂开发的重要靶点。本课题根据晶体结构和预测的结合模式，提取、创建并优化了药效团模型。然后以此作为提问式对数据库进行3D柔性搜索得到初筛结果。再通过基于分子对接的双轮筛选和生物活性测试，得到了一个具有良好细胞水平抑制活性的新型化学实体，并有望进入下一步优化。
　　肠道病毒71型（EV71）是手足口病的主要病原体。该病毒的3C蛋白酶结构特性以及之前的研究使得基于片段的药物设计思路成为可能。本课题合理定义了EV713C蛋白酶活性位点的两个区域Region I和Region II，并分别对其进行基于结构的片段筛选。据此创建出提问式，搜索 linker并连接成为完整的分子。最后对结果进行了多角度的评价。
　　实验结果表明，基于结构的虚拟筛选提升了抗病毒蛋白酶的先导化合物发现速度与效率，并进一步证明了其应用的普适性与灵活性。本论文含图16幅，表6个，参考文献92篇。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 虚拟筛选综述

第一节 基于配体的虚拟筛选

1.1.1 化学结构的描述

1.1.2 3D结构生成

1.1.3 子结构搜索

1.1.4 指纹描述符

1.1.5 显式分子叠合

1.1.6 选择描述符的注意事项

第二节 基于结构的虚拟筛选

1.2.1 分子对接

1.2.2 打分方法

1.2.3 经验打分

1.2.4 成功案例

第三节 小结

第二章DENV NS2B-NS3蛋白酶抑制剂的筛选

第一节 前言

2.1.1 登革热病毒简介

2.1.2 DENV蛋白酶抑制剂研究现状

第二节 DENV NS2B-NS3蛋白酶抑制剂的筛选

2.2.1 药效团的构建

2.2.2 基于药效团的初步筛选

2.2.3 基于分子对接的虚拟筛选

2.2.4 生物活性测试

2.2.5 结果与讨论

第三节 实验部分

2.3.1 数据库和化合物供应商

2.3.2 药效团定义和子结构搜索

2.3.3 分子对接

2.3.4 蛋白酶抑制试验

2.3.5 细胞水平黄病毒免疫测试

2.3.6 细胞存活性实验

第三章EV71 3C蛋白酶靶标片段的筛选

第一节 前言

3.1.1 肠道病毒71型简介

3.1.2EV71 3C蛋白酶抑制剂研究现状

3.1.3 靶标片段库简介

第二节EV71 3C蛋白酶靶标片段的筛选

3.2.1 位点分析与区域划分

3.2.2 片段筛选

3.2.3 片段连接与评价

3.2.4 结果与讨论

第三节 实验部分

3.3.1 蛋白叠合与序列比对

3.3.2 多片段搜索

3.3.3 多片段连接

第四章 总结与展望

参考文献

致谢

个人简历及在学期间发表的学术论文

个人简历

在学期间发表的学术论文