3D-QSAR和分子对接研究吲哚咔唑类细胞周期蛋白激酶抑制剂的选择性

细胞周期蛋白激酶(cyclin-dependent kinases, CDKs)是近年来治疗肿瘤的重要靶标. 由于大多数激酶ATP结合位点的保守性, CDK选择性激酶抑制剂的开发成为当前的研发难点和热点. 针对吲哚咔唑类CDK抑制剂, 我们采用比较分子力场分析方法(CoMFA)建立了CDK2-QSAR(quantitative structure-activity relationship)和CDK4-QSSR(quantitative structure-selectivity relationship)模型. 所建模型的交叉验证系数q2分别为0.722和0.703; 非交叉验证系数r2分别为0.977和0.946, 表明其具有较好的预测能力. 同时, 用分子对接的方法分析了这类化合物与CDK4同源模建结构的作用模式, 根据这两个模型发现, 吲哚咔唑类化合物的R5和R6位长链取代对CDK4的选择性具有一定的影响, 而且结合其作用模式比较合理地解释了这类抑制剂的选择性原因, 这对CDKs的选择性研究具有一定的指导意义.     

2-吡喃酮衍生物合成研究进展

2-吡喃酮存在于很多天然产物中,既具有多种生物性能,又是重要的有机合成中间体.综述了近年来2-吡喃酮衍生物的主要合成方法.     

基于分子对接和QSAR方法预测B-Raf II型抑制剂活性

B-Raf激酶在促分裂素原活化蛋白激酶(MAPK)信号转导通路中起着重要作用,已被确定为癌症治疗非常有吸引力的靶标.新型高效B-Raf抑制剂的开发成为癌症治疗的一个热门研究领域.本文以结构多样的B-Raf II型抑制剂为研究对象,联合应用分子对接和定量构效关系(QSAR)模型研究其定量构效关系去探讨抑制活性的起源.两个主题作为研究重点:生物活性构象和描述符.首先对分子对接方法(Glide、Gold、LigandFit、Cdocker和Libdock)进行准确性评价,后将研究的对象分子对接到B-Raf活性位点并获得生物活性构象.基于准确的对接结果,计算得到16个打分评价函数和21个能量描述符,以此构建定量构效关系模型. QSAR结果表明模型具有高度精确的拟合和强的预测能力(模型M1: r² = 0.852, r_(CV)² = 0.790, r_pre² = 0.864;模型M2: r² = 0.738, r_(CV)² = 0.812, r_pre² = 0.8605).同时探讨了对抑制活性有重要影响的描述符,结果表明打分评价函数(G_Score, -ECD, Dock_Score, PMF)与能量描述符(S(hb_ext), DE(int), Emodel)对抑制活性影响非常大.通过虚拟筛选和QSAR模型理论预测,一些新的具有潜在抑制活性的化合物作为B-Raf II型抑制剂被获得.上述信息对于进一步设计新颖高效的B-Raf II型抑制剂提供了有用的指导.     

Protein Flexibility and Multiple Docking in Ligand Docking and Virtual Screening to the BRAF (Type Ⅰ1/2) Inhibitors

BRAF has been recognized as a promising target for cancer therapy. A number of crystal structures have been published. Molecular docking is one of the most effective techniques in the field of computer-aided drug design(CADD). Appropriate protein conformation and docking method are essential for the successful virtual screening experiments. One approach considering protein flexibility and multiple docking methods was proposed in this study. Six DFG-in/αC-helix-out crystal structures of BRAF, three docking programs(Glide, GOLD and Ligand Fit) and 12 scoring functions were applied for the best combination by judging from the results of pose prediction and retrospective virtual screening(VS). The most accurate results(mean RMSD of about 0.6 ?) of pose prediction were obtained with two complex structures(PDB: 3 C4 C and 3 SKC) using Glide SP. From the retrospective VS, the most active compounds were identified by using the complex structure of 3 SKC, indicated by a ROC/AUC score of 0.998 and an EF of 20.6 at 5% of the database screen with Glide-SP. On the whole, PDB 3 SKC could achieve a higher rate of correct reproduction, a better enrichment and more diverse compounds. A comparison of 3 SKC and the other X-ray crystal structures led to a rationale for the docking results. PDB 3 SKC could achieve a broad range of sulfonamide substitutions through an expanded hydrophobic pocket formed by a further shift of the αC-helix. Our study emphasized the necessity and significance of protein flexibility and scoring functions in both ligand docking and virtual screening.     

桑色素与基质金属蛋白酶中催化锌离子相互作用机理的理论研究

运用PM6量子化学计算方法, 并通过设计配体交换反应, 研究了桑色素与基质金属蛋白酶(MMPs)中催化锌离子(Zn^2＋)的相互作用机理. 研究发现, 当桑色素分子中A, B, C环上不同部位的基团与MMPs中催化锌离子络合时, 发生了电子从桑色素分子向催化锌离子的转移, 且电子转移越多, 越有利于增强它们之间的络合能力. 进一步研究发现, 在桑色素分子的不同部位基团中, 以4位羰基的氧原子与MMPs中催化锌离子的络合能力最强, 这表明桑色素应主要通过其4位羰基对MMPs产生抑制作用, 而不是其它部位的羟基. 回归分析结果显示, 计算得到的6个配体交换反应的自由能变化(DG₂₉₈)与反应生成的各络离子中的Zn—O键长、桑色素分子的总原子电荷以及配位O原子的电荷之间均存在着较好的线性相关性. 我们的计算结果与文献中相关的实验和理论结果一致. 有关作用机理的研究结果可为将来通过对桑色素分子进行结构修饰、以设计出生物活性有显著提高的MMPs抑制剂提供重要参考.     

黄酮类化合物抑制MMP-9的定量结构-活性关系和结构修饰的理论研究

运用密度泛函理论(DFT)和线性回归分析等方法研究了黄酮类化合物抑制MMP-9的定量结构-活性关系(QSAR)和结构修饰. 研究发现, 黄酮类化合物抑制MMP-9的实验生物活性数据－lg EC₅₀值与计算获得的黄酮类化合物的最低空分子轨道能量及分子水合能之间均存在着良好的线性关系|留一法交叉验证结果表明, 所建立的两个相应的QSAR模型都具有良好的稳定性和预测能力. 进一步研究发现, 在黄酮类化合物分子的A环、B环和C环上的合适部位选用供电子能力较强、能降低分子水合能的取代基团对其进行结构修饰, 有利于提高修饰后的分子抑制MMP-9的生物活性. 根据对木犀草素(Luteolin)分子进行结构修饰的结果(共33种化合物), 我们提出了黄酮类化合物抑制MMP-9可能的作用机理, 并设计出8种经结构修饰后生物活性有显著提高的MMP-9抑制剂, 希望将来得到实验的证实.     

4-二甲氨基吡啶催化的1,3-二酮与3-丁炔-2-酮的苯环化反应

在4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化下, 1,3-二酮与3-丁炔-2-酮可以区域选择性地合成四取代的苯, 该方法具有反应条件温和和操作简单等优点, 产物的结构通过IR, 1H NMR, 13C NMR, HRMS确证.     

左旋薄荷醇的合成现状及进展

阐述了左旋薄荷醇的理化性质及其应用现状和全球生产状况. 介绍了薄荷醇的合成思路、已经工业化的合成路线和一些有较高工业应用价值的路线, 并介绍了关于这些路线的最新研究进展. 最后对所介绍的路线进行了总结, 展望了其发展前景.     

分子动力学模拟研究Fedratinib-JAK2/JAK3选择性

通过动力学模拟获得JAK2高选择性抑制剂Fedratinib在JAK2和JAK3激酶中的结合构象,结合自由能的计算结果表明Fedratinib在JAK2中更稳定.将能量分解到结合位点氨基酸,分析发现当分子在JAK2中占据P-loop区的疏水口袋,并与附近Arg980和Asp994等氨基酸形成氢键时,可以增加相对于JAK2的选择性.     

Synthesis and Crystal Structure of 4-Oxo-1,2,4-triazino[4,5-a]benzimidazole

The title compound 4-oxo-1,2,4-triazino[4,5-a]benzimidazole(C9H6N4O,Mr = 186.18) has been synthesized and structurally characterized by IR,NMR and single-crystal X-ray diffraction. The crystal belongs to monoclinic,space group P21/c,with a = 9.1530(18) ,b = 7.2260(14),c = 12.604(3) ,β = 106.92(3) ,V = 797.5(3) 3,Z = 4,Dc = 1.551 g/cm3,λ(MoKa) = 0.71073,F(000) = 384,μ(MoKa) = 0.109 mm-1,the final R = 0.0632 and wR = 0.1095. A total of 1444 unique reflections were collected,of which 767 with I > 2σ(I) were observed. The structure of the title compound is planar. In packing,the molecules are intersected to each other to form chains along three dimensions,together by intermolecular N-H…O and C-H…N hydrogen bonds. The whole structure is further stabilized by π…π interaction between two adjacent tricyclic ring systems,with the centroid-to-centroid distance of 3.369(4) .