基于虚拟筛选的Bevantolol作为AIBP抑制剂方面的应用制造技术

本发明专利技术提供基于分子对接与分子动力学模拟筛选的Bevantolol作为AIBP抑制剂的应用，模拟筛选的Bevantolol用于抑制AIBP与apoA‑Ⅰ的相互作用，从而抑制胆固醇从细胞中流出。本发明专利技术还提供基于分子对接与分子动力学模拟筛选的Bevantolol作为AIBP抑制剂的模拟筛选方法，包括以下步骤：通过同源模拟得到AIBP蛋白结构、ZINC数据库中下载对接用小分子结构数据集、分子对接过程、分子动力学模拟；本发明专利技术通过同源模拟获得AIBP的结构，基于老药新用的思路将FDA已认证药物通过分子对接与分子动力学模拟进行虚拟筛选，发现Bevantolol可以稳定的结合在AIBP与apoA‑Ⅰ的结合界面。或可抑制胆固醇从细胞中流出，挖掘Bevantolol的新用途。

Application of bevantolol as an AIBP inhibitor based on virtual screening

【技术实现步骤摘要】
基于虚拟筛选的Bevantolol作为AIBP抑制剂方面的应用
本专利技术属于医疗研究
，具体涉及一种基于分子对接与分子动力学模拟筛选的Bevantolol作为AIBP抑制剂的应用及模拟筛选的方法。
技术介绍
载脂蛋白A-1结合蛋白(apoA-1bindingprotein，AIBP)是一种能与apoA-1结合的分泌蛋白。近年来，大量研究发现，AIBP与心血管疾病发生发展相关。研究证实，缺血性心脏病患者心肌组织中AIBP高表达；AIBP能抑制家族性混合性高血脂症等脂质代谢紊乱疾病的发生发展；深静脉血栓患者血小板内AIBP含量增加，抑制血栓形成；AIBP还可以调节人脐静脉内皮细胞和斑马鱼胚胎胆固醇水平，抑制血管内皮生长因子诱导的血管新，提示AIBP可能是心血管疾病防治的一个新靶点。AIBP结合apoA-1发挥其生物功能的具体结构和氨基酸位点尚未阐明。生物信息学研究显示，AIBP蛋白的55-58号氨基酸(VVK)、226-232号氨基酸(EKGN--AGG)、247-251号氨基酸(SATQF)、273-277号氨基酸(LNLPP)可能是其与apoA-1结合的位点，且位于AIBP独特的Yje_N结构域内，提示AIBP蛋白5-58号氨基酸、226-232号氨基酸、247-251号氨基酸、273-277号氨基酸可能是与apoA-1结合，发挥相应生物学效应的重要位点。虚拟筛选是创新药物研究的新方法和新技术，引起了研究机构和制药公司的高度重视，并且已经成为一种与高通量筛选互补的实用化工具，加入到了创新药物研究的工作流程(pipeline)中。同时，老药新用的一个重要优势是老药的安全性已经过临床考验，潜在的并发症和脱靶效应明确；基于老药新用的虚拟筛选可以进一步加快靶向药物的临床应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于分子对接与分子动力学模拟筛选的Bevantolol作为AIBP抑制剂的应用及模拟筛选的方法，从而解决
技术介绍
中所提出的问题。本专利技术的实施例提供一种基于分子对接与分子动力学模拟筛选的Bevantolol作为AIBP抑制剂的应用。进一步的，模拟筛选的Bevantolol可抑制AIBP与apoA-Ⅰ的相互作用。进一步的，模拟筛选的Bevantolol结合于AIBP独特的Yje_N结构域，抑制AIBP与apoA-Ⅰ的相互作用，进而抑制胆固醇从细胞内流出。本专利技术的实施例还一种基于分子对接与分子动力学模拟筛选Bevantolol作为AIBP抑制剂的方法，其特征在于，包括如下过程：(1)通过同源模拟得到AIBP蛋白结构：通过在线数据库uniprot获得人源AIBP序列，将序列导入在线同源模拟工具SWISSMODEL进行同源模拟获得AIBP结构；(2)ZINC数据库中下载对接用小分子结构数据集：DrugBank-approved，pH6～8；(3)分子对接过程：(3-1)结合PDB结构中的序列信息及文献报道的AIBP与apoA-I的结合位点，确定用于分子对接的位点是VVKEKGNAGGSATQFLNLPP；(3-2)在UCSFchimera中只保留文献报道的关键氨基酸残基，保存为mol2文件后，代替sphere_selctorrec.sphlig_charged.mol26.0中的配体mol2文件；(3-3)在受体准备过程中AIBP蛋白通过UCSFChimera软件进行H原子和标准电荷的添加；对接的第一步、基于gird算法的打分，grid打分允许配体根据受体结合口袋的结构对配体做结构改变；对接的第二步、使用Amber打分算法，Amber打分允许蛋白受体根据配体的结构产生变化；(3-4)对步骤(3-3)的两种打分结果中打分最低的前100的小分子进行了交集处理，以提高对接结果的准确性；(3-5)Gridscore和amberscore交集重复的小分子共有20个，但由于存在同分异构体，一个ZINCID可能对应不同的小分子，20个交集ZINCID实际对应的小分子数为50个；(3-6)根据小分子结合位置的不同，将小分子进行分类，再进行如下标准的筛选：a.首先删除没有结合在非关键氨基酸附近位点的小分子；b.删除供货信息不全的小分子；将筛选后得到的小分子进行分子动力学模拟；(4)分子动力学模拟：(4-1)使用GROMACS软件包进行MD模拟；使用程序pdb2gmx将蛋白质PDB结构文件转化为拓扑文件，同时，在AMBER99SB力场下使用TIP3P水模型处理受体PDB文件；GeneralAmberforcefield参数用于处理选定的配体，后使用parmchk程序来检查缺少的力场参数并生成额外的力场参数文件；再采用AnteChamberPYthonParserinterfacE工具，获得配体的参数文件和拓扑文件；(4-2)将模拟过程限定在6面体的盒子中，蛋白质与盒子边缘的最小距离为0.1nm；后通过添加简单点电荷水分子将盒子进行溶解；再加入0.15M浓度的NaCl以模拟生理状态下溶剂的浓度，使该系统达到中性；(4-3)以每一步相同的方式优化整个系统的能量；在蛋白和配体位置限定的情况下分别进行100psNVT和100psNPT平衡；最后，以每步0.002ps的时间间隔进行30ns的模拟过程，整个模拟过程是在固定的压力为1bar、温度为300K的条件下进行；在MD模拟的过程中，所有的键长通过LINCS算法计算，远距离的静电相互作用通过ParticleMeshEwald方法计算；(4-4)对MD模拟轨迹文件的分析：通过GROMACS软件包中的g_rmsd程序进行均方根偏差分析；对每个受体-配体结合体系的50ns轨迹进行RMSD分析；(4-5)使用LIGPLOT+软件分析了AIBP结合系统中预先鉴定的关键残基之间的吸引力，即氢键和疏水相互作用，该程序使用LIGPLOT算法将在MD模拟过程中生成的3D蛋白-配体复合物压平成2D图；(4-6)通过上述步骤分析，可知Bevantolol可以结合在AIBP与apoA-1结合界面，与关键氨基酸Leu275和Pro276形成了疏水相互作用；且与口袋附近与Glu286在结合口袋外形成了两个氢键，从而提高了Bevantolol与AIBP的结合亲和力。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：本专利技术通过同源模拟获得AIBP的结构，基于老药新用的思路将FDA已认证药物通过分子对接与分子动力学模拟进行虚拟筛选，发现模拟筛选的Bevantolol可以稳定的结合在AIBP与apoA-Ⅰ的结合界面，或可抑制胆固醇从细胞中流出，挖掘Bevantolol的新用途。本专利技术不仅为AIBP靶向抑制剂的快速开发提供了新的范例，而且还为Bevantolol作为脂质代谢药物提供了新的角度。附图表说明图1为本专利技术中同源模拟AIBP的结构示意图；图2为本专利技术中AIBP与apoA-Ⅰ相互作用氨基酸位置示意图；图3为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分子对接与分子动力学模拟筛选的Bevantolol作为AIBP抑制剂的应用。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于分子对接与分子动力学模拟筛选的Bevantolol作为AIBP抑制剂的应用。


2.根据权利要求1所述的基于分子对接与分子动力学模拟的筛选Bevantolol作为AIBP抑制剂的应用，其特征在于，模拟筛选的Bevantolol可抑制AIBP与apoA-Ⅰ的相互作用。


3.根据权利要求1所述的基于分子对接与分子动力学模拟筛选的Bevantolol作为AIBP抑制剂的应用，其特征在于，模拟筛选的Bevantolol结合于AIBP独特的Yje_N结构域，抑制AIBP与apoA-Ⅰ的相互作用，进而抑制胆固醇从细胞内流出。


4.一种根据权利要求1所述的基于分子对接与分子动力学模拟筛选Bevantolol作为AIBP抑制剂的方法，其特征在于，包括如下过程：
(1)通过同源模拟得到AIBP蛋白结构：
通过在线数据库uniprot获得人源AIBP序列，将序列导入在线同源模拟工具SWISSMODEL进行同源模拟获得AIBP结构；
(2)ZINC数据库中下载对接用小分子结构数据集：DrugBank-approved，pH6～8；
(3)分子对接过程：
(3-1)结合PDB结构中的序列信息及文献报道的AIBP与apoA-I的结合位点，确定用于分子对接的位点是VVKEKGNAGGSATQFLNLPP；
(3-2)在UCSFchimera中只保留文献报道的关键氨基酸残基，保存为mol2文件后，代替sphere_selctorrec.sphlig_charged.mol26.0中的配体mol2文件；
(3-3)在受体准备过程中AIBP蛋白通过UCSFChimera软件进行H原子和标准电荷的添加；
对接的第一步、基于gird算法的打分，grid打分允许配体根据受体结合口袋的结构对配体做结构改变；
对接的第二步、使用Amber打分算法，Amber打分允许蛋白受体根据配体的结构产生变化；
(3-4)对步骤(3-3)的两种打分结果中打分最低的前100的小分子进行了交集处理，以提高对接结果的准确性；
(3-5)Gridscore和amberscore交集重复的小分子共有20个，但由于存在同分异构体，一个ZINCID可能对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙荣，毛仁芳，范义辉，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32