苯并噁嗪酮衍生物对HIV-1逆转录酶抑制活性的QSAR研究极化连续介质模型(PCM)法的应用

采用极化连续介质模型(PCM)法, 计算了19个苯并噁嗪酮衍生物的量子化学参数. 在此基础上, 结合传统理化参数, 建立了相关系数较高(r=0.976)、 标准偏差较小(s=0.111)的回归方程; 采用留一法获得交叉验证的相关系数平方(Q²)为0.914. 对所得到的模型进行了合理的解释, 研究结果对设计更有效的苯并噁嗪酮类抗人类免疫缺陷病毒(HIV)药物具有一定的指导意义.     

分子动力学模拟别构抑制剂Efavirenz对HIV-1逆转录酶的作用

为了理解非核苷类逆转录酶抑制剂(NNRTIs)与HIV-1逆转录酶(RT)的相互作用机制,利用新力场ff12SB对未结合和结合Efavirenz (EFV)逆转录酶的三种RT大分子体系分别进行了100 ns的长时间动力学模拟。通过分析EFV对RT结构的影响、不同残基柔性和不同体系构象的动力学行为等,发现EFV的结合会导致RT结构变化,从而影响RT的活性;证实了EFV的“分子楔”作用;还发现EFV的结合不但引起“拇指关节炎”,而且引起轻度“手指关节炎”;整个模拟过程中没有出现不同构象间的跃迁,但是无别构分子时的RT张开构象表现出明显的闭合倾向。这些结果有助于理解NNRTIs的抑制机制和RT构象变化的动力学性质。另外,还比较分析了模拟方法对计算结果的影响,对大分子体系的动力学模拟具有重要借鉴意义。     

DATA类逆转录酶抑制剂的三维定量构效关系

采用对接方法得到HIV-1抑制剂DATA(二芳基三嗪类)分子的活性构象, 进一步用比较分子场分析(CoMFA)和比较分子相似性分析(CoMSIA)法对DATA类逆转录酶抑制剂(RTIs)的三维定量构效关系(3D-QSAR)进行了研究, 建立3D-QSAR模型, 以指导进一步结构修饰. 用此模型预测了5个DATA类似物, 预测偏差较小, 表明了所建立的模型具有较强的预测能力.     

HEPT类逆转录酶抑制剂的三维定量构效关系

利用比较分子力场分析(CoMFA)方法对32个HEPT类HIV-1逆转录酶抑制剂(RTIs)的三维定量构效关系(3D-QSAR)进行了分析,建立了HIV-1逆转录酶抑制剂的3种3D-QSAR模型,发现影响其生物活性的主要因素为立体场因素,这与HIV-1RT的非底物结合部位(NNBS)的疏水性环境相吻合.进一步分析表明,适当长度的1-位侧链对保持化合物的抗病毒活性致关重要;增大5-位取代基的体积可增强生物活性;在1-位苄氧甲基的对位引入大体积基团有利于提高活性.同时考察立体场、静电场与生物活性的关系,表明,CoMFA模型为最佳预测模型,其交叉验证系数R_CV²=0.870,传统相关系数R²=0.986,标准偏差SE=0.146,F=294.546.用此模型预测了检验组3个HEPT类化合物的-lgEC₅₀,R_pred²=0.850,表明模型具有很好的预测能力,可为HEPT类HIV-1逆转录酶抑制剂的结构优化提供理论指导.     

HIV-1逆转录酶抑制剂的3D-QSAR研究及分子设计

采用Topomer Co MFA方法对24个二芳基苯胺衍生物进行三维定量构效关系研究,建立了3DQSAR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0.928,0.654和0.940,结果表明该模型具有良好的稳定性和预测能力。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HIV-1逆转录酶的LYS172,GLU138,LYS101等位点作用明显。运用这些信息进行分子设计,在理论上获得了一些具有较高活性的新的二芳基苯胺类抗艾滋病药物,该QSAR的研究结果可为新药合成提供理论参考。     

R基团搜索技术用于HIV-1逆转录酶抑制剂的分子设计

本文采用基于R基团搜索技术的Topomer CoMFA方法对41个人类免疫缺陷病毒(HIV-1)逆转录酶抑制剂进行了三维定量构效关系(3D-QSAR)分析。所得优化模型的拟合、交互验证及外部验证的复相关系数分别为0.995、0.859和0.945。采用Topomer Search技术对ZINC数据库进行R基团的虚拟筛选,得到R贡献高的基团,以活性最高的13号分子为模板进行过滤得到1个Ra基团和20个Rb基团。并以此设计得到20个新化合物分子,其中有19个化合物的预测活性值高于13号分子。研究结果表明,所建立的Topomer CoMFA模型具有良好的稳定性和预测能力,基于R基团的Topomer Search技术可以有效筛选并设计出新的HIV-1逆转录酶抑制剂,为抗艾滋病新药设计提供了理论依据。