靶向非结构-结构转移位点的新药候选物质挖掘方法及新药候选物质挖掘装置制造方法及图纸

靶向非结构‑结构转移位点的新药候选物质挖掘方法包括：计算机装置利用生物信息学而确定靶蛋白的非结构‑结构转移位点的步骤；上述计算机装置执行将上述非结构‑结构转移位点作为对象而联动了特定的化合物库的分子对接而在上述化合物库中选择与上述非结构‑结构转移位点能够结合的第一候选化合物的步骤；以及上述计算机装置执行对于上述第一候选化合物和上述非结构‑结构转移位点的分子动力学模拟而在上述第一候选化合物中选择第二候选化合物的步骤。

New drug candidate material mining method and new drug candidate material mining device targeting non structure structure transfer site

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】靶向非结构-结构转移位点的新药候选物质挖掘方法及新药候选物质挖掘装置
以下说明的技术涉及一种挖掘能够使用于新药开发的候选物质的技法。
技术介绍
制药行业最近在开发用于新药开发的各种平台。使用用于新药物质挖掘的平台而在节减新药开发所需的时间和费用。迄今为止，大多数抗癌剂基于在癌细胞表面存在的信号传递受体和对细胞内信号传递起重要作用的磷酸化酶/去磷酸化酶的抑制。然而，这种受体和酶也参与正常细胞的存活，因此，所开发的抗癌剂影响正常细胞，从而会产生严重的副作用。最近也在酝酿着靶向参与根本性基因表达调节的转录因子和表观基因组的治疗剂开发。然而，生物体内正常细胞的维持也需要这些因子，因此不容易找到具有有效性的靶标。在最活跃地进行的抗癌剂开发中在新颖地出现癌症干细胞(cancerstemcell,CSC)概念。已知与正常干细胞相同地在肿瘤中也存在CSC，通过固有的基因调节网络而维持CSC的特性并产生各种分化癌细胞，从而引起抗癌剂抗性、癌症复发以及癌症转移。由此，实际情况是需要开发根据CSC的维持机制的理解的能够控制新CSC的抗癌剂。有必要开发调节非CSC与CSC细胞之间的可塑性而能够诱导CSC细胞的分化及生成抑制的技术，这种技术的开发最终会与能够彻底治疗癌症的新概念靶癌症治疗剂的开发衔接。
技术实现思路
技术问题在治疗剂开发方法中，将特定细胞系作为对象而筛查天然产物或化学合成物库，从而鉴定诱导癌细胞的细胞死亡或向正常细胞的分化的候选物质，或者，确认与特定靶蛋白的结合/表达，从而鉴定候选物质。这种方法由于能够将各种物质作为对象而进行筛查，因此具有能够鉴定最佳候选物质的优点，与此相反，存在花费很多时间和经费的缺点。在靶蛋白的三级结构被揭示的情况下，还能够通过计算机模拟而有效地鉴定能够与靶位点的结构结合的候选物质。然而，在生物体中靶蛋白的三级结构被揭示的例子是有限的，且通过各种修饰或与各种蛋白质的相互作用而显示作用，因此，在实际在细胞/生物体中处理候选物质的情况下，有可能不出现预测的效果。况且，已知调节生命现象的主要调节性蛋白质并不具有固定的三级结构而是通过特定修饰或与其它蛋白质的相互作用而具有特定结构(DysonHandWrightPE,Intrinsicallyunstructuredproteinsandtheirfunction.NatRevMolCellBiol,2005,6:197)。这种非结构性位点(disorderedregion)不仅保存得良好，而且已确认出以与对方蛋白质相遇而构成特定结构的方式结合的机制。因此，若开发出能够导出靶向这种非结构性位点的候选物质的方法，则将能够广泛地应用于能够调节正常和非正常生命现象的新候选物质的开发。IDP(intrinsicallydisorderedprotein，固有无序蛋白质)与其它蛋白质形成稳定的复合物或响应于外部信号而执行伴随结合-非结合变化的动态且灵敏的转换作用(UverskyVN,(Intrinsicallydisordered)splicevariantsintheproteome:implicationsfornoveldrugdiscovery.GenesGenome,2016,38:577)。另外，IDPs随周围环境而示出其它结构，且随细胞环境还示出其它功能(UverskyVNandDunkerAK,Understandingproteinnon-folding.BiochimBiophysActa,2010,1804:1231)。因此，通过现有的计算机模拟方法就难以导出靶向这种IDP的候选物质。进而，在导出的候选物质为大小较小的化合物的情况下，除了与特定靶蛋白的特异性结合之外，还与其它非靶蛋白结合，从而还会示出意想不到的副作用。其结果，虽然推断出在生物体内发生650,000件蛋白质-蛋白质相互作用，但迄今为止仅有1件蛋白质-蛋白质相互作用抑制化合物被允许进行临床试验，因而是未开拓的领域(DouglasR.Green,ABH3MimeticforKillingCancerCells.Cell,2016,165:1560)。以下说明的技术将提供一种挖掘以非结构-结构变异位点为基准抑制或激活特定蛋白质表达的新候选物质的技法或平台。解决问题方案靶向非结构-结构转移位点的新药候选物质挖掘方法包括：计算机装置利用生物信息学而确定靶蛋白的非结构-结构转移位点的步骤；上述计算机装置执行将上述非结构-结构转移位点作为对象而联动了特定的化合物库的分子对接(moleculardocking)而在上述化合物库中选择与上述非结构-结构转移位点能够结合的第一候选化合物的步骤；以及上述计算机装置执行对于上述第一候选化合物和上述非结构-结构转移位点的分子动力学模拟而在上述第一候选化合物中选择第二候选化合物的步骤。进而，靶向非结构-结构转移位点的新药候选物质挖掘方法能够进一步包括验证上述第二候选化合物是否还与其它候选蛋白质结合的步骤。专利技术效果以下说明的技术能够非常快速地导出新药候选物质而无需经过诸多实验。进而，以下说明的技术预先排除预料有副作用的物质，从而空前节省新药开发所需的费用和时间。附图说明图1是对于将MBD2和p66α作为对象而鉴定了非结构-结构转移区域的结果的例子。图2是对于靶蛋白MBD2和候选化合物执行了分子动力学模拟的结果的例子。图3是对于鉴定的候选化合物将p66α作为对象而执行了分子对接以及分子动力学分析的例子。图4是2种候选化合物的结构以及通过免疫共沉淀法(co-immunoprecipitationassay,Co-IP)分析了MBD2和p66α的相互作用抑制能力的结果数据。图5是示出2种候选化合物的处理在CP2c转录因子复合物的靶基因表达中影响MBD2或p66α作用的效果的Lucreporterassay(荧光素酶报告基因分析)的结果数据。图6是对于靶向非结构-结构转移位点的新药候选物质挖掘方法的流程图的例子。图7是对于执行针对挖掘的候选物质的验证的过程的流程图的例子。图8是对于靶向非结构-结构转移位点的新药候选物质挖掘装置的例子。具体实施方式如前面所述，蛋白质的非结构性位点并不具有定型化的结构。因此，尚未应用于现有利用了计算机的候选化合物鉴定。然而，以下说明的技术在预测通过蛋白质相互作用而会发生非结构-结构转移(disorder-to-ordertransition)的区域执行分子对接以及分子动力学模拟而鉴定候选化合物。进而，以下说明的技术还能够预先确认鉴定的候选化合物是否具有与其它蛋白质结合的副作用。另外，通过实验确认出通过以下说明的技术鉴定的候选化合物在培养细胞系以及动物模型中示出了有效性。在蛋白质结构中，非结构(disorder)区域是指结构并未定型化的部分。结构(order)区域是指起生化反应而使结构定型化的部分。候选化合物是指与特定蛋白质的特定位点结合而抑制或激活该蛋白质的作用的物质。候选化合物可以成为对于特定疾病的新药候选物质。计算机装置执行以下说明的新药候选物质挖掘。计算机装置包括诸如个人计算机、笔记本电脑、智能设备等终端装置。进而，计算机装置还包括如分析服务器那样的网络上的对象。在后者的情况下，用户通过客户端装置与服务器连接而执行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种靶向非结构‑结构转移位点的新药候选物质挖掘方法，其特征在于，包括：计算机装置利用生物信息学而确定靶蛋白的非结构‑结构转移位点的步骤；上述计算机装置执行将上述非结构‑结构转移位点作为对象而联动了特定的化合物库的分子对接而在上述化合物库中选择与上述非结构‑结构转移位点能够结合的第一候选化合物的步骤；以及，上述计算机装置执行对于上述第一候选化合物和上述非结构‑结构转移位点的分子动力学模拟而在上述第一候选化合物中选择第二候选化合物的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.24 KR 10-2016-01571621.一种靶向非结构-结构转移位点的新药候选物质挖掘方法，其特征在于，包括：计算机装置利用生物信息学而确定靶蛋白的非结构-结构转移位点的步骤；上述计算机装置执行将上述非结构-结构转移位点作为对象而联动了特定的化合物库的分子对接而在上述化合物库中选择与上述非结构-结构转移位点能够结合的第一候选化合物的步骤；以及，上述计算机装置执行对于上述第一候选化合物和上述非结构-结构转移位点的分子动力学模拟而在上述第一候选化合物中选择第二候选化合物的步骤。2.根据权利要求1所述的靶向非结构-结构转移位点的新药候选物质挖掘方法，其特征在于，上述计算机装置使用分子对接程序而执行上述化合物库中所包含的某种化合物与上述非结构-结构转移位点的分子对接。3.根据权利要求1所述的靶向非结构-结构转移位点的新药候选物质挖掘方法，其特征在于，上述计算机装置根据上述分子动力学模拟结果将上述第一候选化合物中与上述非结构-结构转移位点结合的位点的数量或结合能为基准值以上的化合物选择为上述第二候选化合物。4.根据权利要求1所述的靶向非结构-结构转移位点的新药候选物质挖掘方法，其特征在于，上述计算机装置进一步包括确认上述第二候选化合物是否还与其它候选蛋白质结合的步骤，在上述第二候选化合物对上述靶蛋白具有基准值以上的结合力而强于与上述其它候选蛋白质的结合力的情况下，将上述第二候选化合物选择为最终候选化合物。5.根据权利要求4所述的靶向非结构-结构转移位点的新药候选物质挖掘方法，其特征在于，上述确认的步骤包括：上述计算机装置以上述候选蛋白质的非结构位点为基准而确定具有上述第二候选蛋白质所结合可能性的候选区域的步骤，其中，上述候选蛋白质的非结构位点以对于上述候选蛋白质的氨基酸序列为基准而确定；上述计算机装置以上述候选区域的氨基酸序列为基准而推断上述候选区域的蛋白质结构的步骤；以及，上述计算机装置利用对接程序而确认上述候选区域的蛋白质结构与上述第二候选蛋白质的结合程度的步骤。6.根据权利要求5所述的靶向非结构-结构转移位点的新药候选物质挖掘方法，其特征在于，上述计算机装置在PDB中检索上述候选区域的氨基酸序列而将匹配的结构推断为上述候选区域的蛋白质结构，若无匹配的结构，则以上述候选区域的氨基酸序列为基准执行同源建模而推断上述候选区域的蛋白质结构。7.一种计算机可读记录介质，其特征在于，记录用于在计算机执行上述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗仁圣，金敏煐，弗拉基米尔·乌弗斯凯，金喆根，
申请(专利权)人：汉阳大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国,KR