人类凝血因子XIIa (FXIIa)是一个trypsin-like丝氨酸蛋白酶参与病理性血栓形成。作为一个潜在的目标设计安全的抗凝血剂,FXIIa近年来收到了极大的兴趣。在目前的研究中,我们采用虚拟大规模筛选500064种化合物的烯胺数据库中获取最潜在的FXIIa抑制剂。随后,18个化合物与重要的结合能(从-65.195到-15.726千卡每摩尔)选中,及其ADMET性质预测选择代表性的抑制剂。三个化合物(Z1225120358 Z432246974和Z146790068)优秀的亲和力、druggability展出。MD模拟FXIIa-ligand复合物进行了揭示这三个化合物的稳定性和抑制机制。通过激活的抑制因子XIIa化验,我们测试了Z1225120358五个化合物的活性,Z432246974, Z45287215, Z30974175 Z146790068, pIC50值
人类凝血因子XIIa (FXIIa)是一个重要组成部分参与的内在途径的启动凝血级联(
抑制FXII活动是一个有吸引力的血栓性疾病的治疗和预防方法(
近年来,抑制剂对FXIIa生成和各种临床前模型中描述体外或体内
基于结构的药物设计依赖于生物分子的三维结构的知识目标。广泛应用于找到强有力的和特定抑制剂针对特定药物(
进行这项研究是惠普工作站与3.5 GHz处理器,8 GB RAM和1 TB的硬盘运行在Windows操作系统中,高速互联网连接(宽带),和不间断的和稳定的电力供应。生物信息学软件:发现工作室,GraphPad棱镜软件和网络资源,就像NCBI, RCSB,和烯胺数据库,被用于这项研究。
满length-activated FXIIa (a-FXIIa)获得酶研究实验室(英国斯旺西)。商业得到了化合物烯胺(基辅,乌克兰)。S2302(显色底物肽模拟)获得Chromogenix(英国埃)。
烯胺库,一个免费的商用数据库化合物,用于执行虚拟筛选。这种方法允许识别500064种化合物,其中包含激酶抑制剂图书馆。
对接的研究是基于可用的晶体结构的FXIIa (PDB代码:6 b77)。水分子和杂原子包括配体被移除。化合物的烯胺数据库被停靠到FXIIa蛋白质活性部位。高温超导当时使用Libdock方法执行,已纳入发现Studio 2018(发现Studio用户手册)。
对接之前,受体结构类型与CHARMM力场(
估计受体和配体之间的结合能,我们计算的平均结合能跨一组相关的姿势(
结合亲和力根据结合能,前18支安打选择显示显著更高的亲和力FXIIa的绑定的口袋里。所有这些化合物进一步受到ADMET预测药物类分子。作为一个成功的小分子药物,它不仅应该主动对一个目标还拥有适当的ADMET性质。ADMET性质扮演重要角色在小分子药物的发现和开发
MD模拟进行FXIIa, FXIIa-Z1225120358复杂,FXIIa-Z432246974复杂,FXIIa-Z146790068复杂。所有的模拟进行了发现Studio 2018。CHARMM力场是应用于蛋白质和小分子。protein-ligand系统是模拟溶剂化,加入足够的水分子使蛋白质与溶剂自然交互。蛋白质应该在水溶剂化箱,它允许仿真运行使用周期性边界条件来避免工件表面(
最初,最陡下降最小化的系统进行了1000步,2000步的共轭梯度最小化。能量最小化一步是紧随其后的是加热,平衡,和生产。整个系统从初始温度被加热50 K到300 K的4 ps不克制。在300 K平衡运行了20 ps没有限制。在300 K的生产运行一段时间输入不扩散核武器条约》的200 ps。总加热模拟时间,平衡,和生产步骤224 ps。静电参数被设置为自动,自动识别周期性环境和设置静电计算粒子网格埃瓦尔德(中外)。RMSD和RMSF计算整个蛋白质分子使用的起始结构作为参考。氢键FXIIa蛋白质和化合物之间的监控和分析的仿真(
a-FXIIa的酶活性测定通过监测机构的数量发色团释放基质H-D-Pro-Phe-Arg-pNA (s - 2302)。在100年一个化验进行
高温超导其次是对接和MD模拟被用来找到潜在的人类FXIIa抑制剂。总共有500064种化合物筛选FXIIa的结构,和顶级18分子亲和力FXIIa (
化合物选为潜在FXIIa抑制剂通过高温超导滤波器和结合自由能计算。
| 不。 | 复合id | 兆瓦 | 结合能(千卡每摩尔) | AlogP | H-bond捐赠 | H-bond受体 | 化学结构 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Z45287215 | 310.372 | -65.1947 | 3.4685 | 1 | 1 |
|
| 2 | Z30974175 | 424.303 | -50.0193 | 3.6279 | 2 | 3 |
|
| 3 | Z1225120358 | 317.296 | -39.8838 | 2.6222 | 1 | 4 |
|
| 4 | Z53058673 | 330.387 | -39.6591 | 3.0745 | 1 | 2 |
|
| 5 | Z53059201 | 341.414 | -38.4803 | 2.9696 | 1 | 2 |
|
| 6 | Z432246974 | 387.45 | -36.396 | 2.8377 | 2 | 4 |
|
| 7 | Z56867305 | 300.314 | -34.1774 | 3.2588 | 1 | 2 |
|
| 8 | Z223449194 | 313.33 | -30.3052 | 3.3693 | 1 | 2 |
|
| 9 | Z818810338 | 430.464 | -26.6265 | 3.736 | 1 | 4 |
|
| 10 | Z146790068 | 353.397 | -25.4344 | 2.6916 | 0 | 3 |
|
| 11 | Z53059185 | 341.414 | -23.701 | 3.1847 | 1 | 2 |
|
| 12 | Z19630209 | 393.399 | -22.6212 | 1.5979 | 1 | 4 |
|
| 13 | Z603981096 | 348.406 | -20.2983 | 3.8445 | 2 | 3 |
|
| 14 | Z53058577 | 344.414 | -19.9549 | 3.3227 | 1 | 2 |
|
| 15 | Z132701382 | 344.414 | -17.8038 | 3.5587 | 1 | 2 |
|
| 16 | Z603981096 | 348.406 | -17.7091 | 3.8445 | 2 | 3 |
|
| 17 | Z914249910 | 322.412 | -17.1128 | 2.6614 | 1 | 3 |
|
| 18 | Z1392999050 | 360.361 | -15.7256 | 3.2774 | 1 | 4 |
|
几乎500064种化合物的烯胺数据库筛选到FXIIa的结构。18个化合物的结构成功对接结合能范围从-65.195千卡/摩尔-15.726千卡/摩尔(
ADMET性质已成为评估药效的最关键问题之一或小分子化合物在生物学的风险
抑制剂的ADMET预测结果。
| 不。 | 复合id | 溶解度 | 吸收水平 | CYP2D6酶抑制剂 | BBB | BBB级别 | 磅的 | 磅的 | PSA | ogP98 | 艾姆斯诱变 | 致癌性 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Z45287215 | -5.288 | 0 | 真正的 | 0.363 | 1 | -3.123 | 假 | 45.166 | 3.984 | Nonmutagen | 非 |
| 2 | Z30974175 | -5.754 | 0 | 假 | -0.899 | 3 | -3.97672 | 假 | 97.957 | 2.604 | 诱变剂 | 是的 |
| 3 | Z1225120358 | -3.705 | 0 | 假 | -0.503 | 2 | 0.170651 | 真正的 | 73.237 | 2.619 | Nonmutagen | 非 |
| 4 | Z53058673 | -5.208 | 0 | 假 | 0.113 | 1 | -8.74339 | 假 | 57.72 | 3.817 | Nonmutagen | 是的 |
| 5 | Z53059201 | -4.92 | 0 | 假 | 0.03 | 1 | -11.4012 | 假 | 56.427 | 3.485 | Nonmutagen | 非 |
| 6 | Z432246974 | -3.282 | 0 | 假 | -1.139 | 3 | 4.41143 | 真正的 | 98.176 | 1.84 | Nonmutagen | 非 |
| 7 | Z56867305 | -4.232 | 0 | 假 | -0.442 | 2 | 3.37623 | 真正的 | 81.864 | 3.258 | 诱变剂 | 是的 |
| 8 | Z223449194 | -5.198 | 0 | 假 | -0.329 | 2 | 5.26529 | 真正的 | 84.195 | 3.744 | 诱变剂 | 非 |
| 9 | Z818810338 | -4.591 | 0 | 假 | -0.634 | 3 | -0.75978 | 真正的 | 94.066 | 3.264 | Nonmutagen | 是的 |
| 10 | Z146790068 | -3.545 | 0 | 假 | -0.206 | 2 | 1.81081 | 真正的 | 55.87 | 2.691 | Nonmutagen | 非 |
| 11 | Z53059185 | -5.107 | 0 | 假 | 0.097 | 1 | -9.41512 | 假 | 56.427 | 3所示。7 | Nonmutagen | 非 |
| 12 | Z19630209 | -2.668 | 0 | 假 | N /一个 | 4 | -5.10215 | 假 | 117.504 | 1.497 | Nonmutagen | 是的 |
| 13 | Z603981096 | -4.033 | 0 | 假 | -0.243 | 2 | -4.36726 | 假 | 70.888 | 3.34 | Nonmutagen | 是的 |
| 14 | Z53058577 | -5.313 | 0 | 假 | 0.189 | 1 | -8.47245 | 假 | 57.72 | 4.066 | Nonmutagen | 是的 |
| 15 | Z132701382 | -5.703 | 0 | 假 | 0.262 | 1 | -8.8002 | 假 | 57.72 | 4.302 | Nonmutagen | 是的 |
| 16 | Z603981096 | -4.033 | 0 | 假 | -0.243 | 2 | -4.36726 | 假 | 70.888 | 3.34 | Nonmutagen | 是的 |
| 17 | Z914249910 | -3.283 | 0 | 假 | -0.587 | 3 | -2.42367 | 假 | 79.333 | 2.661 | Nonmutagen | 非 |
| 18 | Z1392999050 | -4.152 | 0 | 假 | -0.263 | 2 | 4.96262 | 真正的 | 70.906 | 3.277 | Nonmutagen | 是的 |
一个复合的血脑屏障穿透能力是一个药物分子的另一个同样重要的参数(
本研究的所有化合物都noncarcinogenic和摘要除了Z30974175, Z53058673, Z56867305, Z223449194, Z818810338, Z19630209, Z603981096, Z53058577, Z132701382 Z603981096, Z1392999050。ADME计算值和其他FXIIa结合配体的结构属性包括致癌性诱变表中列出
FXIIa特异性口袋段Ile213-Cys220接壤,Asp189-Ser195, Pro225-Thr229,二硫键Cys191-Cys220几乎是相同的其他活跃trypsin-like丝氨酸蛋白酶。根据ADMET性质的化合物,我们发现化合物Z1225120358 Z432246974,朝着FXIIa Z146790068亲和力最高。AMDET Z45287215的属性显示不是很好,但亲和力最高-65.195千卡每摩尔。
结构分析表明,Z1225120358 FXIIa的结合活性部位腔。估计亲和力明显高(-39.884千卡/ M)(图
绑定模式Z1225120358 FXIIa。(一)总体结构FXIIa-Z1225120358复杂。蛋白质结构是卡通和配体所示。显示在配体结合位点残留表面。显示H-bond捐赠(紫色)和接受者(绿色)。(b)之间的交互Z1225120358(棒)和FXIIa残留物(棒)。(c)复合Z1225120358 FXIIa相互作用的二维图。
在另一个复杂,Z432246974 FXIIa的结合活性部位腔。估计的亲和力也明显高(-36.396千卡/ M)(图
绑定模式Z432246974 FXIIa。(一)总体结构FXIIa-Z432246974复杂的显示在卡通模型和配体蛋白棒。显示在配体结合位点残留表面。显示H-bond捐赠(紫色)和接受者(绿色)。(b)的相互作用Z432246974(棒)FXIIa残留物(棒)。(c)复合Z432246974 FXIIa相互作用的二维图。
同样,Z146790068还结合活性部位腔FXIIa亲和力为-25.434千卡/ M(图
绑定模式Z432246974 FXIIa。(一)总体结构FXIIa-Z146790068复杂的显示在卡通模型和配体蛋白棒。显示在配体结合位点残留表面。显示H-bond捐赠(紫色)和接受者(绿色)。(b)的交互Z146790068(棒)FXIIa残留物(棒)。(c)复合Z146790068 FXIIa互动的二维图。
复合Z45287215显示最高的-65.195千卡/摩尔,亲和力三个氢键相互作用观察(Gly147、Ser217 Gly219) Z45287215 FXIIa,以及许多Asp189提供的范德华相互作用,Ala190, Gln192, Ile213, Gly216, Ser217, Gly226 Val227, Tyr228(数字
绑定模式Z45287215 FXIIa。(一)总体结构FXIIa-Z45287215复杂的显示在卡通模型和配体蛋白棒。显示在配体结合位点残留表面。显示H-bond捐赠(紫色)和接受者(绿色)。(b)的交互Z45287215(棒)FXIIa残留物(棒)。(c)复合Z45287215 FXIIa互动的二维图。
进一步分析protein-ligand交互,我们选择了前三
RMSD值是用来测量的结构性变化在MD模拟(
RMSD值(a)和RMSF FXIIa值(b)及其复合物与抑制剂作为时间的函数获得了MD模拟。
RMSF价值被认为是标准的整体灵活性在MD模拟
第十二抑制激活因子(a-FXIIa)五个化合物Z1225120358 Z432246974, Z45287215, Z30974175 Z146790068, pIC50值
第十二抑制激活因子(a-FXIIa)五个化合物Z1225120358 Z45287215, Z30974175 Z432246974, Z146790068。这五个化合物的浓度(108米到103米)与200年孵化
第十二抑制激活因子(a-FXIIa)五个化合物。
| 化合物 | Z1225120358 | Z432246974 | Z45287215 | Z30974175 | Z146790068 |
|---|---|---|---|---|---|
| pIC50值(米) |
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FXII是一个新兴的承诺目标严重疾病。它在血栓形成中扮演重要角色,止血,额外的病理设置(
人类凝血因子XIIa
分子动力学
高通量筛选
吸收、分布、代谢、排泄、毒性
均方根偏差
均方根波动。
底层数据在这个手稿来自遵义医科大学的研究,在这项研究中引用。
作者宣称没有利益冲突。
这项工作得到了国家自然科学基金资助下的中国(31660245)、博士的科学研究基金会学者、贵州科技主管部门授予([2017]1224号),和中央专业人才基础,遵义医科大学。