检索历史 清除

摘要目的：UDP-N-乙酰葡糖胺烯醇丙酮酸转移酶(UDP-N-acetylglucosamineenolpyruvyl transferase, MURA)酶是催化生物合成肽聚糖第一步所必须的酶。而肽聚糖是细菌细胞壁不可或缺的组成部分。MURA酶在哺乳动物体内不存在，也不是哺乳动物所必需的，在人类蛋白质中无同源性。因此它可以成为一种理想的抗菌药物的靶点。本课题利用计算机辅助设计手段，根据MURA酶的结构设计该酶抑制剂，为新型抗菌药的研发提供理论依据。<br>　　方法：1.本实验对已经报导的且有活性数据的 MURA抑制剂，利用 Discovery Studio3.5软件生成MURA的三维药效团模型。在生成的药效团模型的基础上，对ZINC的drug-now数据库进行虚拟筛选。2.通过对已知活性化合物7n(化合物编号)的进一步修饰，设计一系列潜在的MURA小分子抑制剂。3.经过Discovery studio中的ADMET模块研究所设计化合物的ADME性质，包括人体肠道吸收模型、水溶性模型、血脑屏障通透性模型、细胞色素 P4502D6酶模型、肝毒性、血浆蛋白结合率模型等，预测虚拟筛选出的化合物和修饰得到的化合物的类药性质。4.借助CADD技术，利用Discovery studio中的CDOCKER模块将从蛋白数据库下载的MURA晶体结构作为对接受体，设计的化合物作为小分子配体进行对接，进一步说明受体和拮抗剂的相互作用模式，为研究MURA抑制剂提供理论的基础。<br>　　结果：1.MURA抑制剂的最佳药效团模型包括1个氢键受体，1个氢键给体，2个芳环中心，和2个疏水基团。在生成药效团基础上对ZINC的drug-now数据库进行虚拟筛选，最后筛选得到12个小分子化合物，这些化合物的结构合理，和MURA药效团模型都能很好的匹配，而且FitValue值均大于已有化合物7n，很有可能具有对 MURA的抑制活性，是潜在的小分子抑制剂。2.通过对已知MURA抑制剂7n进行结构改造，得到一系列潜在的MURA抑制剂。3.依据类药性原则，对所筛选得到的化合物和结构改造得到的化合物进行成药性预测。在人类肠道吸收性模型中，Zinc04657339, Zinc04645973, Zinc00121418这3个化合物以及4,5,6,7,10,11,12,14,15,19,20,25,26,30,31,38这16个化合物肠吸收很好。在水溶性模型中，Zinc09282614,Zinc08684626,Zinc09282690,Zinc08997509,Zinc09293444,Zinc18157122, Zinc04657339,Zinc04645973,Zinc12382182,Zinc00121418,Zinc12382181这11个化合物具有成药性，但是水溶性很低，33这个化合物具有很好的水溶性。在血脑通透性模型中， Zinc04657339，Zinc00121418，Zinc04645973血脑屏障通透性很高。在细胞色素 P4502D6酶模型中，Zinc09282614，Zinc08684626，Zinc09282690，Zinc08997509，Zinc12382181，Zinc18157122，Zinc04657339，Zinc08494850，Zinc04645973，Zinc12382182，Zinc00121418，Zinc09293444这12个化合物以及所设计40个化合物均为非抑制剂，即不具有细胞色素 P4502D6的酶抑制活性。在肝毒性模型中，这些化合物均不具备肝毒性。在血浆蛋白结合率模型中，Zinc18157122与血浆蛋白结合率很低，其余11个化合物与血浆蛋白结合率很高。其它40个化合物中3,8,15,23,24,25,26,28,30,31,32,34,35,37,40与血浆蛋白结合率很高，其余25个化合物与血浆蛋白结合率很低。4.使用 CDOCKER对接模块对目标化合物和受体的结合模式进行了研究，这些化合物能够与药效团模型更好的匹配，具有更高的预测活性值。<br>　　结论：本文利用计算机辅助设计建立了 MURA抑制剂的药效团模型，并据此虚拟筛选出一系列具有MURA抑制活性的化合物。本实验还通过对已知活性化合物（MURA抑制剂）进行改造，得到一系列潜在的 MURA抑制剂。经过Discovery studio中的ADMET模块研究所设计化合物的ADME性质，包括人体肠道吸收模型、水溶性模型、血脑屏障通透性模型、细胞色素 P4502D6酶模型、肝毒性、血浆蛋白结合率模型等，预测得知部分虚拟筛选出的化合物和修饰得到的化合物具有较好的类药性质。通过对接分析得出目标化合物与受体MURA相互作用的模式，即化合物能很好的进入MURA受体结合腔。配体分子能和受体中的氨基酸残基形成氢键和疏水作用，从而抑制受体的活性。可以根据此项发现，设计出活性更强的MURA抑制剂，为研究抗菌药物提供理论基础。