结核分枝杆菌EPSP合酶与草甘膦的分子对接研究

采用Autodock4.2分子对接软件包,对结核分枝杆菌5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶(5-Enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase,简称EPSP合酶)和草甘膦的相互作用机制进行了分子对接研究.研究结果表明,草甘膦与结核分枝杆菌EPSP合酶结合能为-28.27kcal/mol;结合位点位于该酶底物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)的结合位点上,并与底物形成竞争性结合;草甘膦能与结核分枝杆菌EPSP合酶中位于活性空腔的Glu311,His340,Thr97及Arg124等11个氨基酸残基及酶底物S3P形成疏水作用;结核分枝杆菌EPSP合酶中Arg385,Arg344,His384,Lys23,Gly96,Arg124,Lys410,Glu341 8个氨基酸残基能与草甘膦上的羧基及磷酸基团形成10个氢键,推测草甘膦的羧基及磷酸基团是草甘膦对EPSP合酶抑制作用的物质基础;草甘膦与结核分枝杆菌EPSP合酶结合的主要推动力为氢键、疏水作用及静电作用力.研究结果可为草甘膦的结构改良及EPSP合酶基因的改造提供理论参考,并为通过对莽草酸途径的抑制作用这一崭新方法来研发新型抗结核药物提供科学依据.     

4-甲氧基-N-(4-(3-吗啉基丙氧基)苯基)-3-(4-(吡啶-3-基)嘧啶-2-基氨基)苯甲酰胺与人血清白蛋白的相互作用研究

应用分子对接模拟技术结合荧光猝灭法、同步荧光法、三维荧光法和紫外-可见光谱法,模拟生理条件(p H 7.4),在298 K和310 K温度下,研究了人血清白蛋白(HSA)与4-甲氧基-N-(4-(3-吗啉基丙氧基)苯基)-3-(4-(吡啶-3-基)嘧啶-2-基氨基)苯甲酰胺(1z)之间的相互作用。发现1z的加入引起了HSA内源荧光的静态猝灭,蛋白构象发生改变。理论研究与实验结果相结合研究了蛋白与药物的作用机理,从而为进一步寻找治疗慢性粒细胞白血病的药物小分子提供了实验依据。     

原癌蛋白KRas的表达和纯化及其与小分子抑制剂ZCL1688的分子对接分析

经过特殊设计的小分子抑制剂可共价结合KRas蛋白的催化结构域,从而抑制KRas与下游效应蛋白的结合.本研究采用镍柱亲和层析、酶切标签、凝胶过滤层析等步骤制备了高纯度的KRas催化结构域(氨基酸残基1-169)蛋白;等温滴定量热(ITC)实验证明了KRas蛋白通过K42残基与小分子抑制剂ZCL1688进行结合;通过分子对...     

G蛋白偶联受体81同源建模及其与二羟基苯甲酸对接研究

G蛋白偶联受体81(GPR81)激动剂不仅可以发挥出GPR109A激动剂治疗血脂障碍的功效,还可降低副作用,但GPR81属于膜蛋白且三维结构未知,其与药物作用情况仍难以解析。本文基于已知的GPR81一级序列,采用同源模建的方法构建GPR81蛋白三维结构,运用拉氏图和Profile-3D对模型进行评估,通过分子动力学,加膜,loop环区等方法对模型进行优化,得到蛋白最优模型,模型Verify Score为130.27(预期Verify Score值区间为60.8112~135.136),并计算分析得到8个可能的活性位点。构建GPR81的苯甲酸类激动剂药物小分子,通过最陡下降法和共轭梯度法获得药物分子最低能量构象。用Libdock方法将激动剂对接至蛋白各活性位点,获得二者作用模型。我们分析各活性位点氨基酸分布情况,并以3-羟基-苯甲酸类药物作为参考分子探讨药物与各蛋白活性位点相互作用情况。本实验对设计GPR81苯甲酸类激动剂有理论指导意义。     

硝基呋喃亚甲基哌啶类化合物的合成与抗结核活性

结核是由结核分枝杆菌引起的一种慢性呼吸道传染病,对人类的健康构成严重威胁。 本文利用药效团拼接原理,将片段硝基呋喃和苯基噻唑组合,得到了19个2-(1-((5-硝基呋喃-2-基)甲基)哌啶-4-基)噻唑(5)和2-(1-((5-硝基呋喃-2-基)甲基)哌啶-4-基)-4-苯噻唑(6)系列化合物,测试了所有化合物在1和0.1 μmol/L浓度下对结核分枝杆菌H37Ra的抑制率。 构效关系分析表明,苯环上有取代基有利于活性,且苯环上对位取代普遍优于间位和邻位取代,对位吸电子基团取代活性优于对位供电子基团取代活性。在苯环对位吸电子基团取代中,—CF₃取代的化合物2-(1-((5-硝基呋喃-2-基)甲基)哌啶-4-基)-4-(4-三氟甲基)苯基)噻唑(6f)活性最高,在1和0.1 μmol/L浓度下,抑制率分别为99.6%和93.4%。 鉴于新化合物具有抗结核高活性,化合物6f可作为抗结核候选化合物进一步研究。     

抗TB活性化合物的研究

结核病（tuberculosis,TB）是由结核分枝杆菌（mycobacterium tuberculosis,MTB）引起的一种缓慢性致死疾病。虽然目前结核病在发达国家发病率较低,但在发展中国家仍然是高发的重大传染性疾病。基于此种状况,寻找新的活性化合物或对现有药物分子进行改进,成为当下开发抗TB新药的热点。目前,在研的化合物包括喹啉类、喹诺酮类、咪唑类、苯并噻嗪酮类、唑烷酮类以及天然产物等,其中喹啉类化合物依然是重要研究对象。这些化合物大多数具有低微摩尔的体外抗结核活性,最有可能对体内药物敏感菌株或耐药菌株有效。本文详细介绍了2014~2017年间抗结核化合物的研究现状,就其化学结构特点、抗结核活性、构效关系和安全性等方面进行综述,并展望了该领域今后的发展方向。     

嘧啶衍生物类PI3K/mTOR双重抑制剂的3D-QSAR及分子对接研究

PI3K/Akt/mTOR信号通路在癌细胞的生长和增殖中异常激活,对PI3K和mTOR位点的抑制可有效阻断信号通路的传导,是药物设计的理想靶点.本文选择38个嘧啶类小分子抑制剂进行3D-QSAR和分子对接研究.采用比较分子力场分析(CoMFA)和比较分子相似性指数分析(CoMSIA)方法,建立了三维定量构效关系模型,结果表明,该模型具有良好的稳定性和预测能力,可运用分子对接研究小分子抑制剂与PI3K和mTOR蛋白受体的作用模式.通过对QSAR模型的三维等势图以及受体与配体的相互作用模式分析后,优化出10个小分子化合物并预测其活性,发现一些小分子化合物活性提高,这为PI3K/mTOR双重抑制剂的设计筛选提供了借鉴.     

6-溴-3-(氯苯基甲基)-2-甲氧基喹啉的合成

以3-苯丙酸为起始原料,经过5步反应合成了新型喹啉类抗结核药物TMC-207的关键中间体--6-溴-3-(氯苯基甲基)-2-甲氧基喹啉,其结构经1H NMR, ESI-MS和HR-MS确证.     

2,4-二氨基嘧啶类黏着斑激酶抑制剂的3D-QSAR研究

本文选取42个2,4-二氨基嘧啶类黏着斑激酶(FAK)小分子抑制剂,分别以比较分子场分析法(CoMFA)与相似性指数分析法(CoMSIA)构建3D-QSAR模型,评价模板分子、公共骨架点、最小能量优化参数、分子构象等因素对模型优化的影响。分析最优模型中立体场、静电场以及氢键等因素对抑制剂活性的影响,并应用分子对接分析该类抑制剂与FAK蛋白的相互作用。结果表明,选择化合物16作为模板分子,骨架A作为公共骨架点,最小能量优化参数中电荷、最大迭代系数、最低能量限定值分别为MMFF94、1000、0.01kcal/mol时所构建的模型最优。以CoMFA和CoMSIA构建的3D-QSAR模型的交叉验证系数(q~2)分别为0.666和0.736,非交叉验证系数(R~2)分别为0.990和0.989,表明此模型具有良好的预测能力。分子对接分析显示,其与FAK的氨基酸残基CYS502、ASP564形成了重要的氢键作用,并与周围残基形成了较强的疏水作用。通过3D-QSAR的构建与分子对接分析,可指导2,4-二氨基嘧啶类FAK小分子抑制剂的进一步结构优化设计。     

6-溴-3-[2-(6-溴-2-甲氧基喹啉-3-基)-1,2-二苯乙基]-2-甲氧基喹啉的合成

以6-溴-3-(氯苯基甲基)-2-甲氧基喹啉(2)为起始原料,经过偶合对接反应合成了新型喹啉类抗结核药物TMC-207的衍生物6-溴-3-[2-(6-溴-2-甲氧基喹啉-3-基)-1,2-二苯乙基]-2-甲氧基喹啉,其结构经1H NMR和HR-MS确证.最佳反应条件:2 10 mmol,Et_3N 5 mL,KI 0.17 g,乙腈150 mL,于80 ℃反应6 h,收率73%.     

由3D-QSAR、分子对接和分子动力学模拟研究吲唑类化合物与PI3Kδ抑制剂的相互作用

磷酸肌醇3-激酶δ(PI3Kδ)参与慢性阻塞性肺疾病的炎性过程并且被鉴定为一个新的潜在治疗靶点。本文采用三维定量构效关系(3D-QSAR)、分子对接和分子动力学方法研究了47个吲唑类化合物与P13Kδ激酶的相互作用,并建立了相应的模型。其中,比较分子场分析(CoMFA)模型q~2=0.719,r~2=0.972;比较分子相似性指数分析(CoMSIA)模型q~2=0.649,r~2=0.983,表明所建的QSAR模型具有稳定可靠的预测能力。CoMFA和CoMSIA等势图形象地描述了不同的场效应对活性的影响,其中立体场、疏水场及氢键受体场对活性有较大的贡献。接着采用分子对接探索小分子化合物与P13Kδ的结合模式,结合模式显示吲唑类化合物主要通过氢键作用与疏水作用与P13Kδ紧密结合,并且通过分子动力学模拟进一步验证了对接结果。最后根据等势图、对接模式和分子动力学模拟获取的信息设计了8个化合物,研究表明它们均能与PI3Kδ较好结合。     

5'-O-(2-羟基苯甲酰肼羰基)腺苷的合成与表征

结核病(Tuberculosis)是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)引起的慢性传染病,目前仍然是人类单死因疾病最高的传染病.目前全世界约有三分之一的人口受到结核菌感染,每年新发病例800多万,死亡人数达200万[1].近年来,耐多药结核菌(MDR-TB)和HIV/AIDS病双重感染的急剧增加,使得结核病的控制越来越困难.因此,寻找新的结核药物作用靶点,研究开发新型抗结核药物已迫在眉睫.     

激酶ABL与肉豆蔻酰位点小分子作用机理的分子动力学模拟及自由能计算

采用分子动力学方法研究激酶ABL 与ATP 位点小分子imatinib、P16 及变构位点小分子STJ、MS7、MS9、3YY、MYR等的结合, 并用GBSA (generalized Born surface area)方法将结合自由能分解到各残基. 自由能计算结果表明, 小分子STJ、MS7、MS9 有利于imatinib 与ABL 结合; 小分子STJ、MS7、MS9 与激酶ABL的结合自由能接近, 绝对值均大于ABL 与3YY、MYR 的结合自由能. 能量分解表明, ABL 残基ILE502、VAL506、LEU510与STJ和MYR的相互作用是αI 螺旋处于弯曲状态的重要原因. 模拟过程中ABL肉豆蔻酰口袋残基均方根偏差(RMSD)变化值表明, STJ等小分子抑制剂与ABL结合后降低了肉豆蔻酰口袋残基的柔性.     

以苯并咪唑萘酰亚胺为荧光团高选择快速检测H2S的荧光探针

以1,8-萘二甲酸酐为起始原料合成一种萘酰亚胺衍生物3-叠氮基-7H-苯并[de]苯并[4,5]咪唑[2,1-a]异喹啉(DBNG),利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振波谱(NMR)等测试手段确定其结构,并将其作为小分子荧光探针用于检测H2S,系统研究了其荧光特性,结合理论计算,探究其可能的检测机制.结果表...     

吲哚并喹啉衍生物与G-四链体相互作用的分子模拟研究

G-四链体是富含鸟嘌呤碱基的DNA序列通过氢键相互作用形成的四链螺旋结构. 通过小分子化合物诱导与稳定端粒G-四链体从而抑制端粒酶活性是一种新的抗癌策略. 为了研究一系列吲哚并喹啉衍生物与端粒G-四链体的相互作用, 探究其相互作用模式, 从而为实现基于G-四链体结构的药物合理设计提供依据, 使用分子对接的方法构建了吲哚并喹啉衍生物与G-四链体复合物结构, 在此基础上进行分子动力学模拟, 并使用线性相互作用能(LIE)方法计算了化合物与G-四链体的结合自由能. 结果表明: 化合物与G-四链体的主要相互作用方式由氢键、静电与π-π堆积作用构成, 侧链末端基团类型和侧链的长短是影响相互作用强弱的重要因素. 通过LIE方法计算的结合自由能与实验结果基本吻合, 相关度达到r²＝0.79. 并且, 基于预测的结合模式, 总结了拥有更高活性的新型吲哚并喹啉衍生物应具有的几个结构特征.     

新型芳醛并苯甲酰腙类化合物的合成及其抗结核活性

以2-氨基-5-取代苯甲酸甲酯或2-氨基-5-哌啶基苯磺酰胺为起始原料,经酰化、胺基化、肼解和缩合反应合成了10个新型的芳醛并苯甲酰腙类化合物(8a~8i或Ⅳ),其结构经1H NMR和ESI-MS表征。初步研究了8a~8i和Ⅳ的抗结核活性。结果表明:8c对结核分枝杆菌H37Rv和草分枝杆菌1180的MIC分别为9μg·m L-1和11μg·m L-1,与阳性对照药异烟肼(7μg·m L-1和8μg·m L-1)和利福平(8μg·m L-1和10μg·m L-1)的抑制活性相当。     

咪唑酮并[4,5-c]喹啉衍生物的 合成及体外生物活性

为了合成含有咪唑并喹啉结构骨架的高效PI3K/mTOR抑制剂, 以4-氯喹啉与苯胺的芳香亲核取代(SNAr)反应、 芳香二胺与三光气Traube缩合反应以及双芳基的Suzuki交叉偶联反应等为关键步骤, 合成了15个结构新颖的咪唑酮并[4,5-c]喹啉衍生物(8Aa~8Ae, 8Ba~8Be和8Ca~8Ce). 经核磁共振波谱(NMR)和高分辨质谱(HRMS)分析确证了关键中间体和目标化合物的结构. 采用ADP-Glo激酶试剂盒和TR-FRET mTOR试剂盒法检测了目标化合物对PI3K/mTOR的体外抑制活性, 发现所有化合物均表现出较强的活性.     

基于计算机模拟技术对JAK2抑制剂的定量构效关系、分子设计和分子动力学研究

本文选取了52个对Janus激酶2(JAK2)有抑制作用的小分子化合物,分别使用3D-QSAR中的CoMFA和CoMSIA方法构建了两个可靠的、具有预测能力的模型,并利用分子对接分析数据集化合物与JAK2蛋白的相互作用,表明化合物主要通过氢键和范德华作用与JAK2靶蛋白结合。根据3D-QSAR模型的分析结果,设计了40个化合物,利用构建的模型预测其抑制活性;使用软件预测了化合物的药代动力学(ADME)参数,开展分子对接模拟,最终选择化合物D01和D22与JAK2靶蛋白进行了分子动力学模拟研究,结果显示两个复合物结合构象稳定,与分子对接结果趋势一致。本研究的结果可以为JAK2抑制剂的研发提供一些新的思路,为临床开发此类药物提供理论支撑。     

蛋白酪氨酸激酶小分子抑制剂的研究新进展

酪氨酸激酶在细胞的恶性生长和增殖中起着非常重要的作用,发展选择性的蛋白激酶抑制剂来阻断或调控由于这些信号通路异常产生的疾病已被广泛认为是抗肿瘤药物开发的一个富有前景和有效的研究策略.近年来科学家在蛋白酪氨酸激酶抑制剂这一领域进行了大量的工作,合成了数百个受体型或者非受体型酪氨酸激酶抑制剂,其中8个小分子抑制剂被美国食品药品管理局(FDA)批准作为抗肿瘤药物进入临床使用.随着肿瘤多重耐药性的出现,新机理的小分子酪氨酸激酶抑制剂被不断探索.以小分子抑制剂与酪氨酸激酶小同的作用模式来进行分类,系统地阐述了小分子酪氨酸激酶抑制剂的研究进展和发展趋势,并对代表性化合物的合成进行了介绍.     

MIL-101 (Cr)-表面辅助激光解吸电离-质谱法快速检测血样中的芦丁

本文采用金属有机骨架(Metal Organic Frameworks,MOFs)化合物MIL-101(Cr)作为基质辅助激光解吸电离(MALDI)的基质,将其与传统基质进行对比分析黄酮类小分子化合物,可以实现对黄酮类药物小分子的无背景干扰检测,并据此建立了快速检测芦丁的MIL-101 (Cr)-表面辅助激光解吸电离-...