一种金黄色葡萄球菌抑制剂的筛选方法技术

本发明专利技术属于生物技术领域，具体涉及到一种金黄色葡萄球菌抑制剂的筛选方法。所述筛选方法包括如下步骤：(1)通过虚拟筛选获得候选化合物；(2)将步骤(1)获得的候选化合物进行金黄色葡萄球菌的抑菌活性实验，得到目标化合物。本发明专利技术的筛选方法找到了对金黄色葡萄球菌及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌有抑制效果的化合物。本发明专利技术的方法大大节约了筛选成本，具有筛选周期短、成本低、有效率高等优点。此外还具有选择性、特异性和专一性。

A screening method for Staphylococcus aureus inhibitors

The invention belongs to the field of biological technology, and specifically relates to a screening method for Staphylococcus aureus inhibitors. The screening method comprises the following steps: (1) obtaining candidate compounds through virtual screening; (2) selecting the candidate compounds obtained from step 1, and obtaining antibacterial compounds from Staphylococcus aureus, and obtaining target compounds. The screening method of the present invention has found a compound that has a inhibitory effect on Staphylococcus aureus and methicillin resistant Staphylococcus aureus. The method of the invention greatly saves the screening cost, has the advantages of short screening cycle, low cost and high efficiency. In addition, it has selectivity, specificity and specificity.

【技术实现步骤摘要】
一种金黄色葡萄球菌抑制剂的筛选方法
本专利技术属于生物
，具体涉及到一种金黄色葡萄球菌抑制剂的筛选方法。
技术介绍
金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)是人类的一种重要病原菌，隶属于葡萄球菌属(Staphylococcus)，有“嗜肉菌”的别称，是革兰氏阳性菌的代表，可引起许多严重感染。研究表明青霉素对金黄色葡萄球菌抑制作用明显。这主要是因为青霉素能够抑制与金黄色葡萄球菌细胞壁合成相关的关键酶。然而，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的产生使青霉素类的药物完全失效，也使原有的靶标面临淘汰。因此，选用新型靶标，筛选新型的抑制剂迫在眉睫。传统的抑制剂筛选是利用不同种类的化合物通过纸片法直接筛选金黄色葡萄球菌的抑制剂。该技术不但不清楚药物的作用靶标，作用机制，而且工作量大，筛选存在盲目性，筛选周期长，成本高，而且成功率较低，如中国专利201510539676.2“一种金黄色葡萄球菌抑制剂”-中记载的筛选方法。苏氨酰tRNA合成酶是蛋白质合成中的关键酶，其在同一物种中十分保守，而在不同物种中却存在差异。因此，苏氨酰tRNA合成酶被认为是开发细菌抑制剂最有前景的靶标之一。目前，无文献报道利用金黄色葡萄球菌的苏氨酰tRNA合成酶为靶标筛选抑制剂，更无文献报道以金黄色葡萄球菌的苏氨酰tRNA合成酶进行的虚拟筛选和其新型抑制剂的开发。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术首先提出一种金黄色葡萄球菌抑制剂的筛选方法。本专利技术通过如下技术方案实现。一种金黄色葡萄球菌抑制剂的筛选方法，其特征在于，所述筛选方法包括如下步骤：(1)通过虚拟筛选获得候选化合物；(2)将步骤(1)获得的候选化合物进行金黄色葡萄球菌的抑菌活性实验，得到目标化合物。根据本专利技术，步骤(1)中，所述虚拟筛选优选为分子对接的虚拟筛选方法。根据本专利技术，步骤(1)中，所述虚拟筛选使用的靶标为金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶，例如金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶三维结构为PDB中的蛋白(PDBID：1NYR)或其它金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶的三维结构。根据本专利技术，步骤(1)中，所述虚拟筛选中还使用阳性对照，例如使用勃利霉素或利福平作为虚拟筛选的阳性对照。根据本专利技术，步骤(1)中，候选化合物为得分大于阳性对照的化合物，优选为得分大于阳性对照且得分排名前200的化合物，还优选排名前150的化合物，例如排名前100的化合物。根据本专利技术，步骤(2)中，所述抑菌实验选自琼脂稀释法、纸片扩散法或常量肉汤稀释法，优选为纸片扩散法。根据本专利技术，步骤(2)中，当抑菌活性实验使用纸片扩散法时，目标化合物的抑菌圈不小于8mm，优选不小于9mm，还优选不小于10mm。作为一个实施方法，本专利技术所述筛选方法包括如下步骤：(S1.1)获得金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶的三维结构和备选化合物的分子结构；(S1.2)将步骤S1.1获得的三维结构和备选化合物的结构进行分子对接前处理；(S1.3)利用步骤S1.2处理的三维结构和备选化合物的结构通过虚拟筛选获得候选化合物；(S2)使用步骤S1.3获得的候选化合物进行金黄色葡萄球菌的抑菌活性实验。根据本专利技术的筛选方法，步骤S1.1中，金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶的三维结构优选在PDB的网站上搜索获得，例如在PDB的网站上搜索获得金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶的三维结构为PDB中的蛋白(PDBID：1NYR)或其它金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶的三维结构。备选化合物的分子结构优选通过化合物数据库如ZINC数据库中的天然产物数据库获得，还可以通过其它的化合物数据库获得，例如NCBI的PubmedCompound数据库、Specs数据库、drugbank数据库或百灵威公司提供的用于药物筛选的数据库等获得。所述备选化合物可以为小范围化合物库，例如从ZINC数据库中下载的任意含有13000个化合物的小范围化合物库。根据本专利技术的筛选方法，步骤S1.2中，所述对接前处理方法优选在分子对接之前使用discoverystudio、或VMD(VisualMolecularDynamics)、或AutoDockTools的任意版本对金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶三维结构(PDBID：1NYR)进行去除水分子和/或去除底物(包括ATP、苏氨酸和2价锌离子)和/或添加极性氢原子等前处理；利用openbabel、或discoverystudio、或VMD(VisualMolecularDynamics)、或AutoDockTools的任意版本对备选化合物进行添加极性氢原子等前处理。优选地，将所述金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶三维结构及备选化合物生成格式为pdbqt三维结构文件。根据本专利技术的筛选方法，步骤S1.3中，所述分子对接使用的软件可以为AutoDockvina，还可使用其它的分子对接软件进行替代，例如FlexX、3D-Dock、Glide或GOLD其中的一种或多种。优选地，当使用AutoDockvina进行对接时，其参数size_x、size_y和size_z分别设为30埃米，30埃米和30埃米，其他参数默认。本专利技术还提供如上所述方法筛选出的目标化合物在制备抑制金黄色葡萄球菌药物中的用途。优选地，当所述方法筛选得到的目标化合物为多种时，可选用其中的一种或多种联用制备金黄色葡萄球菌抑制剂。本专利技术还提供一种抑制金黄色葡萄球菌的方法，其特征在于，将有效量的如上所述方法筛选得到的目标化合物作用于金黄色葡萄球菌。本专利技术还提供一种抑制剂，其特征在于，所述抑制剂包括通过所述方法筛选得到的目标化合物，所述抑制剂用于抑制金黄色葡萄球菌。本专利技术还提供一种抑制剂，其特征在于，所述抑制剂包括通过所述方法筛选得到的目标化合物，所述抑制剂用于抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。本专利技术还提供如上所述方法筛选出的化合物在制备耐甲氧西林金黄色葡萄球菌药物中的用途。优选地，当所述方法筛选得到的目标化合物为多种时，可选用其中的一种或多种联用制备耐甲氧西林金黄色葡萄球菌抑制剂。本专利技术还提供一种抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的方法，其特征在于，所述方法包括将有效量的目标化合物作用于耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。本专利技术的有益效果：1.通过本专利技术的筛选方法，找到了对金黄色葡萄球菌及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌有抑制效果的化合物。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌是获得了外源的β内酰胺酶基因，该基因表达的β内酰胺酶能够水解甲氧西林，使其失效。但是，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的苏氨酰tRNA合成酶与野生金黄色葡萄球菌的苏氨酰tRNA合成酶完全相同并没有发生任何变异，因此由于苏氨酰tRNA合成酶的抑制剂对野生型金黄色葡萄球菌有作用，从而对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌有作用。由于本专利技术的方法大大节约了筛选成本，具有筛选周期短、成本低、有效率高等优点。2.本专利技术的筛选方法使用的筛选靶标与之前金黄色葡萄球菌抑制剂筛选的靶标不同。本专利技术的筛选方法是基于分子对接的虚拟筛选与抑菌实验相结合，与传统金黄色葡萄球菌抑制剂筛选方法不同。3.本专利技术的筛选方法得到的化合物对金黄色葡萄球菌有抑制作用，而对大肠杆菌无抑制作用，有效解决了金黄色葡萄球菌及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌产生的抗药性问题。4.本专利技术的方法筛选出的化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金黄色葡萄球菌抑制剂的筛选方法，其特征在于，所述筛选方法包括如下步骤：(1)通过虚拟筛选获得候选化合物；(2)将步骤(1)获得的候选化合物进行金黄色葡萄球菌的抑菌活性实验，得到目标化合物。

【技术特征摘要】
1.一种金黄色葡萄球菌抑制剂的筛选方法，其特征在于，所述筛选方法包括如下步骤：(1)通过虚拟筛选获得候选化合物；(2)将步骤(1)获得的候选化合物进行金黄色葡萄球菌的抑菌活性实验，得到目标化合物。2.权利要求1所述金黄色葡萄球菌抑制剂的筛选方法，其特征在于，步骤(1)中，所述虚拟筛选优选为分子对接的虚拟筛选方法；优选地，步骤(1)中，所述虚拟筛选使用的靶标为金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶，例如金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶三维结构为PDB中的蛋白(PDBID：1NYR)或其它金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶的三维结构；优选地，步骤(1)中，所述虚拟筛选中还使用阳性对照，例如使用勃利霉素或利福平作为虚拟筛选的阳性对照；优选地，步骤(1)中，候选化合物为得分大于阳性对照的化合物，还优选为得分大于阳性对照且得分排名前200的化合物，还优选排名前150的化合物，例如排名前100的化合物。3.权利要求1或2所述金黄色葡萄球菌抑制剂的筛选方法，其特征在于，步骤(2)中，所述抑菌实验选自琼脂稀释法、纸片扩散法或常量肉汤稀释法，优选为纸片扩散法；优选地，当抑菌活性实验使用纸片扩散法时，目标化合物的抑菌圈不小于8mm，优选不小于9mm，还优选不小于10mm。4.权利要求1-3任一项所述金黄色葡萄球菌抑制剂的筛选方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(S1.1)获得金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶的三维结构和备选化合物的分子结构；(S1.2)将步骤S1.1获得的三维结构和备选化合物的结构进行分子对接前处理；(S1.3)利用步骤S1.2处理的三维结构和备选化合物的结构通过虚拟筛选获得候选化合物；(S2)使用步骤S1.3获得的候选化合物进行金黄色葡萄球菌的抑菌活性实验。5.权利要求1-4任一项所述金黄色葡萄球菌抑制剂的筛选方法，其特征在于，步骤S1.1中，金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶的三维结构优选在PDB的网站上搜索获得，例如在PDB的网站上搜索获得金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶的三维结构为PDB中的蛋白(PDBID：1NYR)或其它金黄色葡萄球菌苏氨酰tRNA合成酶的三维结构；优选地，备选化合物的分子结构优选通过化合物数据库如ZINC数据库中的天然产物数据库获得，还可以通过其它的化合物数据库获得，例如NCBI的PubmedComp...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑楠，李明，李松励，张养东，李慧颖，王加启，
申请(专利权)人：中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11