HIV-1整合酶抑制剂的3D-QSAR研究

采用Topomer CoMFA方法对26个香豆素衍生物进行三维定量构效关系研究,建立了3D-QSAR模型,所得优化模型的非交叉相关系数、交互验证系数以及外部验证的复相关系数分别为0.973,0.666和0.960,结果表明该模型具有良好的稳定性和预测能力.运用这些信息进行分子对接,在理论上验证所构建的模型具有较高的可信性.此外,QSAR的研究结果可为新药合成提供理论参考.     

基于Topomer CoMFA的苯磺酰基亚胺噻唑衍生物的三维定量构效关系研究和分子设计

采用Topomer CoMFA方法对21个苯磺酰基亚胺噻唑衍生物进行三维定量构效关系研究,得到了HIV-1非核苷类逆转录酶抑制剂的3D-QSAR模型,其拟合复相关系数r2=0.964,交互验证复相关系数q2=0.801,外部验证复相关系数Qext2=0.959;采用基于片段的药物设计方法 Topomer Search从ZINC数据库中虚拟筛选出3个Ra基团和7个Rb基团,且设计得到21个新化合物.结果表明:该模型不仅稳定性良好,而且具有较强的预测能力;采用Topomer Search技术能够有效的筛选进而设计出新的化合物,为抗艾滋病新药的设计提供理论依据.     

基于Topomer CoMFA的吡唑啉嘧啶类IL-2诱导T细胞激酶抑制剂的3D-QSAR及分子对接

本文采用Topomer CoMFA方法对37个吡唑啉嘧啶类IL-2诱导T细胞激酶抑制剂进行三维定量构效关系研究.得到3D-QSAR模型,其交互验证系数q~2为0.728,非交叉相关系数r~2为0.994,主成分数N为8,标准估计误差SEE为0.097.结果表明该模型有较好的预测能力.采用Topomer Search技术在ZINC数据库中进行R基的筛选,并设计6个新分子.最后用分子对接技术研究了4个新分子与IL-2诱导的T细胞激酶(Itk)大分子蛋白的作用模式,从结果中可以看到,4个新分子与Itk蛋白的A/LYS391、A/MET438位点作用显著.     

4-羟氨基-α-吡喃酮甲酰胺类似物的3D-QSAR及分子对接研究

采用Topomer CoMFA方法对42个4-羟氨基-α-吡喃酮甲酰胺类似物进行三维定量构效关系(3D-QSAR)分析.所得最优模型的拟合、交互验证、及外部验证的复相关系数分别为0.926、0.638、0.923,结果表明该模型具有良好的稳定性和预测能力.采用Topomer Search技术在ZINK数据库中进行虚拟筛选,筛选出2个R1基团和16个R2基团,进而设计出32个具有更高活性的新型4-羟氨基-α-吡喃酮甲酰胺类化合物.采用分子对接技术对药物与受体的作用机制进行了研究,结果显示,药物与蛋白酶的ARG47、ILE368和GLY201位点作用明显,该QSAR的研究结果可为新药合成提供理论参考.     

苯氨基磺酸衍生物作为HPTPβ抑制剂的Topomer CoMFA研究及分子对接

采用Topomer CoMFA方法对27个苯氨基磺酸衍生物进行了三维定量构效关系研究。得到了3D-QSAR模型，其交互验证系数q2为0.713，非交叉相关系数r2为0.995，主成分数N为6，标准估计误差SEE为0.183。结果表明该模型有较好的预测能力。采用Topomer Search技术在ZINC数据库中进行R基的筛选，并设计了5个新分子，最后用分子对接技术研究了新分子与苯氨基磺酸衍生物大分子蛋白的作用模式，从结果中可以看到，新分子与苯氨基磺酸衍生物蛋白的A/ARG220、A/ARG63和A/ASN115位点作用显著.     

吡啶并嘧啶类Wee1激酶衍生物的三维定量构效关系与分子对接

采用比较分子场分析方法(CoMFA)和比较分子相似性指数分析方法(CoMSIA)对一系列吡啶并嘧啶类衍生物进行了三维定量构效关系(3D-QSAR)研究,建立了CoMFA和CoMSIA两种模型. 所构建的最佳模型的交叉验证相关系数分别为0.707和0.645,非交叉验证系数分别是0.964和0.972,模型的一些外部验证表明两个模型合理、可靠,并具有良好的预报能力. 同时,用分子对接的方法分析了该类化合物与Wee1激酶结构的作用模式,结果进一步表明,在R1和R5取代基上引入正电性基团,R2为体积小的电负性基团,同时选择体积中等和强的推电子的R3但亲水性的X取代基,能有效改善这类化合物的抑制活性.     

噻吩并嘧啶衍生物抗胃癌活性的CoMFA模型与分子设计

基于比较分子力场分析(CoMFA)方法建立25种噻吩并嘧啶衍生物抗胃癌活性(pM)的三维定量构效关系(3D-QSAR)。训练集中20个化合物用于建立预测模型,测试集6个化合物(含模板分子)作为模型验证。已建立的CoMFA模型的交叉验证系数(Rcv2)、非交叉验证系数(R2)分别为0.369、0.831,说明所建模型具有较强的稳定性和良好的预测能力。该模型中立体场、静电场贡献率依次为40.9%、59.1%,表明影响抑藻活性(pI)的主要因素是取代基的库仑力、氢键及配位,其次是取代基的疏水性和空间位阻。基于此研究结果,设计了4个具有较高抗胃癌活性的新化合物,有待医学实验验证。     

Molecular Modeling and Design of Arylthioindole Derivatives as Tubulin Inhibitors

对一系列具有抗人乳腺癌细胞系MCF-7生物活性的微管蛋白抑制剂─芳基硫代吲哚衍生物(arylthioindole),进行了三维定量构效关系(3D-QSAR)和对接(docking)研究. 在训练集中,建立了具有良好统计质量和预报能力的比较分子力场分析(CoMFA) 模型,其非交叉验证相关系数平方R₂为0.898,交叉验证相关系数平方q₂为0.654. 同时在测试集的验证中得到预测相关系数平方R₂(pred)为0.816, 进一步表明了该模型具有较高的预测能力. 此外,通过对接研究,获得了这些化合物与微管蛋白作用的键合方式和构象,发现该系列化合物的CoMFA力场分布与对接结合位点上的三维拓朴结构相一致. 根据CoMFA和对接分析的结果,细致地讨论和总结了有利于提高或改进该类化合物活性的主要因素,即在取代基R3、R4和R5上引进高电负性的基团,在取代基R6上引进带有高电负性且大体积的基团,以及在取代基R7上引进小体积的基团等都是有利的. 基于这些研究结果,在理论上还设计了5个新的具有较高活性的化合物.     

应用CoMFA研究抗菌肽的三维定量构效关系

采用比较分子场分析(CoMFA)方法对抗菌九肽、抗菌十四肽、抗菌十八肽进行三维定量构效关系(3D-QSAR)分析,建立了预测力强的3D-QSAR模型.结果表明,所建立的3D-QSAR模型对三种抗菌肽均有较好的统计学稳定性及预测能力(抗菌九肽:交叉验证系数q~2=0.537,非交叉验证相关系数r~2=0.961,外部样本检验复相关系数Q_(ext)~2=0.883;抗菌十四肽:q~2=0.502,r~2=0.718,Q_(ext)~2=0.645;抗菌十八肽:q~2=0.550,r~2=0.967,Q_(ext)~2=0.989).三维等势图不仅解释了抗菌肽结构与活性的关系,而且为抗菌肽的进一步合成提供了理论依据.     

抗癌性苯并噻唑类衍生物三维定量构效关系研究

应用比较分子场分析法(CoMFA)对一系列抗癌性苯并噻唑类衍生物进行了三维定量构效关系(3D-QSAR)研究，建立了交叉验证的CoMFA模型，并在此基础上建立了非交叉验证的偏最小二乘分析模型．所建最佳模型的交叉验证相关系数为0.642，非交叉验证相关系数为0.976，估算的标准误差S＝0.161,统计方差比F(3;20)＝111.4，表明该模型是合理有效的．同时对该系列抗癌化合物的3D-QSAR进行了深入研究．结果表明，在R取代基的第一个原子上引入吸电子基团或原子，如F等，便可增强与它直接相连的C19的正电荷，从而增强C19ˉ位上处于静电场蓝色区域的原子的正电荷．同时，选择适当体积大小的取代基R，使之落入立体场绿色区域，就能有效地改善这类化合物的抗癌活性．     

PBBs分子多光谱效应3D-QSAR模型构建及其在分子修饰中的应用

多溴联苯（PBBs）作为一种添加型阻燃剂,可从产品中缓慢释放出来,并在环境介质和生物体中富集并产生危害,红外和紫外光谱可以对PBBs进行检测,具有检测迅速、无二次污染、操作简单等优点。结合功效系数法综合PBBs红外振动和紫外吸收两种光谱效应,构建兼具双光谱效应的CoMFA模型,根据模型三维等势图设计红外、紫外光谱增强的衍生物,并对衍生物进行稳定性、功能性和环境友好性评价。研究结果表明,CoMFA模型主成分n为3,交叉验证系数q2为0.532（>0.5）,表明所建模型具有好的预测能力;模型标准偏差SEE为0.013（<0.95）,检验值F为38.281,非交叉验证系数R2为0.935（>0.9）,表明模型具有较好的拟合能力;加扰稳定性试验参数Q2为0.51,cSDEP为0.04,dq2/dr2yy为0.95 (<1.2) ,模型具有好的鲁棒性;通过测试集进行外部验证,标准误差SEP为0.03,r2_pred为0.73（>0.6）,表明模型具有好的外部预测能力,立体场和静电场贡献率分别为44.8%和55.2%。根据模型三维等势图信息引入正电性、体积大的取代基团对目标分子PBB-153进行取代修饰,共设计了7个PBB-153衍生物,双光谱效应综合值较目标分子增加10.15%～29.12%。高斯计算结果表明所设计的衍生物吉布斯自由能值小于0,正频值大于0,C-Br键解离焓与目标分子相比变化较小,衍生物具有较好的环境稳定性和功能性。此外,所设计的衍生物环境持久性、远距离传输性、毒性和生物富集性降低,具有环境友好性特征。模型验证发现衍生物红外、紫外单光谱效应均上升,衍生物（4-OCN-5-NO-PBB-153）两种光谱变化比率为0.79,接近模型所设置的权重比例1∶1,且双光谱效应模型三维等势图基本包含了单光谱效应模型三维等势图的信息,所构建的综合模型具有一定的准确性和可靠性。所建立的双光谱效应模型可以实现对两种单光谱效应的同步修饰和综合分析,为其他污染物光谱检测综合评价提供思路。     

Comparative docking and CoMFA analysis of curcumine derivatives as HIV-1 integrase inhibitors

The docking studies and comparative molecular field analysis (CoMFA) were performed on highly active molecules of curcumine derivatives against 3′ processing activity of HIV-1 integrase (IN) enzyme. The optimum CoMFA model was selected with statistically significant cross-validated r² value of 0.815 and non-cross validated r ² value of 0.99. The common pharmacophore of highly active molecules was used for screening of HIV-1 IN inhibitors. The high contribution of polar interactions in pharmacophore mapping is well supported by docking and CoMFA results. The results of docking, CoMFA, and pharmacophore mapping give structural insights as well as important binding features of curcumine derivatives as HIV-1 IN inhibitors which can provide guidance for the rational design of novel HIV-1 IN inhibitors.     

CoMFA and CoMSIA of diverse pyrrolidine analogues as dipeptidyl peptidase IV inhibitors: active site requirements

The inhibition of dipeptidyl peptidase IV (DPP-IV) has emerged as an attractive target in the treatment of type 2 diabetes. In view of this development, a critical analysis of structural requirements of the DPP-IV inhibitors is envisioned to identify the significant features toward design of selective inhibitors. The comparative molecular field analysis (CoMFA) and comparative molecular similarity indices analysis (CoMSIA) contour plots of pyrrolidine based analogues are used to analyze the structural requirements of a DPP-IV active site. The CoMFA model has shown a cross-validated q ² of 0.651 with a non-cross-validated r ² of 0.882 and explained 70.6% variance in the activity of external test compounds. In this, the steric and electrostatic fields have respectively contributed 59.8 and 40.2%, respectively, to the explained activity of the compounds. The CoMSIA model has shown optimum predictivity (cross-validated q ² = 0.661; non-cross-validated r ² = 0.803; external test set’s predictive r ² = 0.706) with four molecular fields namely, steric, electrostatic, hydrogen bond (HB)-donor, and HB-acceptor. The contour plots of molecular fields resulting from these studies have suggested: (i) steric restriction with small electron rich substituent at 2- and 3-position of pyrrolidine ring, (ii) presence of electropositive ring linker between the pyrrolidine head and aryl tail, (iii) presence of electron-rich groups around the aryl tail moiety, and (iv) presence of sulfonamide between the ring linker and aryl tail which would increase DPP-IV binding affinity of the compounds. These findings will help in the design of structurally related/new compounds as potential DPP-IV inhibitors.