System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于蛋白的药物重定位方法及应用技术_技高网

一种基于蛋白的药物重定位方法及应用技术

技术编号:40834589 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-01 14:58
本发明专利技术涉及一种基于蛋白的药物重定位方法及应用,包括以下步骤:①准备受体蛋白beta‑catenin;②准备配体分子库:选择FDA批准药物小分子化合物作为配体小分子文库;③设置对接活性口袋:以共结晶复合物中配体的位置确定对接中心坐标;④化合物虚拟筛选:在虚拟筛选软件中将配体化合物对接至受体蛋白活性口袋中,并对对接结合能评分进行排序;⑤分子对接:进行分子对接,得到对接效果最佳的构象。本发明专利技术提供的药物重定位方法具有快速、高效、低成本等优点,通过虚拟筛选的方法实现了药物重定位,可缩药物短研发周期,降低经济成本,有效提升社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及药物重定位方法,更具体地,涉及beta-catenin蛋白抑制剂虚拟筛选方法,该重定位药物能够预防和/或治疗beta-catenin蛋白介导的肝母细胞瘤疾病。


技术介绍

1、肝母细胞瘤是一种发生在儿童肝脏的恶性肿瘤,通常发生在2-3岁。临床前和临床研究均有大量证据表明,beta-catenin从细胞表面向细胞质和细胞核的易位增加,细胞内积聚与癌症的严重程度直接相关。因此,beta-catenin及其靶基因的改变可能作为儿童活性肿瘤诊断和预后的标志物(bell,d.,ranganathan,s.,tao,j.and monga,s.p.(2017)novel advances in understanding of molecular pathogenesis of hepatoblastoma:awnt/β-catenin perspective.gene expr.17,141–154)。

2、wnt/beta-catenin信号通路在控制肝脏稳态、维持粘附连接、代谢分区和再生中起着至关重要的作用,这表明它在肝功能几乎所有相关方面都发挥着作用(russell,j.o.and monga,s.p.(2018)wnt/β-catenin signaling in liver development,homeostasis,and pathobiology.annu.rev.pathol.13,351–378)。然而,它的异常激活与包括肝母细胞瘤在内的多种肝脏疾病的发生有关(perugorria,m.j.,olaizola,p.,labiano,i.,esparza-baquer,a.,marzioni,m.,marin,j.j.g.et al.(2019)wnt-β-catenin signalling in liver development,health and disease.nat.rev.gastroenterol.hepatol.16,121–136)。事实上,据报道全长beta-catenin是早期肝脏发育的主要影响因素(ranganathan,s.,tan,x.and monga,s.p.(2005)β-catenin and metderegulation in childhood hepatoblastomas.pediatr.dev.pathol.8,435–447)(salvatore,m.,lorenzetti,s.,maranghi,f.,mantovani,a.and taruscio,d.(2008)molecular link(s)between hepatoblastoma pathogenesis and exposure to di-(2-ethylhexyl)phthalate:a hypothesis.folia med.(plovdiv)50,17–23)。然而,calpain介导的beta-cateninn的裂解产生转录活性75-kda截断的beta-catenin(缺少95个n端氨基酸),该beta-catenin被转运到细胞质和细胞核中,诱导肝母细胞瘤的发展(lade,a.,ranganathan,s.,luo,j.and monga,s.p.(2012)calpain induces n-terminaltruncation ofβ-catenin in normal murine liver development:diagnosticimplications in hepatoblastomas.j.biol.chem.287,22789–22798)。研究表明,细胞核beta-catenin定位与分化不良直接相关,其在胚胎型和未分化型肝母细胞瘤中的定位明显高于胎儿型肝母细胞瘤(park,w.s.,oh,r.r.,park,j.y.,kim,p.j.,shin,m.s.,lee,j.h.et al.(2001)nuclear localization ofβ-catenin is an important prognosticfactor in hepatoblastoma.j.pathol.193,483–490)(lopez-terrada,d.,gunaratne,p.h.,adesina,a.m.,pulliam,j.,hoang,d.m.,nguyen,y.et al.(2009)histologicsubtypes of hepatoblastoma are characterized by differential canonical wntand notch pathway activation in dlk+precursors.hum.pathol.40,783–794)。此外,细胞核beta-catenin的增加也与cyclin d1阳性染色增加呈正相关,cyclin d1是一种控制细胞增殖的核因子蛋白(takayasu,h.,horie,h.,hiyama,e.,matsunaga,t.,hayashi,y.,watanabe,y.et al.(2001)frequent deletions and mutations of theβ-catenin geneare associated with overexpression of cyclin d1 and fibronectin and poorlydifferentiated histology in childhood hepatoblastoma.clin.cancer res.7,901–908)。因此开发先导化合物beta-catenin抑制剂药物用于治疗肝母细胞瘤等癌症具有重大意义。

3、由于传统药物研发周期长,药物重定位(老药新用)成为目前药物研发的一个有效策略。新药研发是一个高失败率、高成本且缓慢的过程,而药物重定位具有研发成本低、开发时间短的优点,所以重利用老药来治疗常见和罕见的疾病变得越来越有吸引力。虽然已有各种数据和实验方法来帮助药物重定位筛选候选物,但其主要的技术方法和面临的挑战仍需解决。

4、本专利技术通过对fda已经批准上市的药物化合物库进行基于结构的虚拟筛选,探求与beta-catenin蛋白对接效果良好的抑制剂,通过虚拟筛选与分子对接技术发现肝母细胞瘤抑制剂先导化合物,对于实现药物重定位具有重大意义。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于蛋白的药物重定位方法及应用

2、本专利技术的设计构思:首先从alphafold数据库中获取beta-catenin蛋白三维结构pdb文件,对受体蛋白结构进行优化,然后以fda批准药物小分子化合物和beta-catenin共结晶配体抑制剂rs6452小分子作为配体文库,以beta-catenin共结晶复合物中配体抑制剂rs6452的位置确定对接中心坐标,使用sailvina软件进行虚拟筛选并将对接结果的结合能评分进行排序;使用autodock软件将虚拟本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于蛋白的药物重定位方法及应用,所述beta-catenin蛋白抑制剂的药物重定位方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的药物重定位方法,其特征在于,在步骤(1)中从AlphaFold数据库中获取beta-catenin蛋白三维结构,使用Prepare PDB file for docking programs网站(https://swift.cmbi.umcn.nl/servers/html/prepdock.html)对beta-catenin受体蛋白进行结构修复处理,补全缺失的残基和侧链。

3.根据权利要求1所述的药物重定位方法,其特征在于,在步骤(2)中待筛选化合物选自Pubchem化合物库中的FDA已经批准上市的药物化合物库,共计2347个小分子化合物。将beta-catenin蛋白的共结晶配体抑制剂RS6452小分子作为评判筛选所得配体的参照标准一同纳入配体库,使用Openbabel软件将配体转化为pdbqt格式文件。

4.根据权利要求1所述的药物重定位方法,其特征在于,在步骤(3)中使用Center onligand的方式确定对接的中心坐标,以beta-catenin共结晶复合物中配体抑制剂RS6452的位置确定对接中心坐标,并设置对接半径为

5.根据权利要求1所述的药物重定位方法,其特征在于,在步骤(4)中的虚拟筛选使用的是Sailvina软件,输入受体蛋白文件、对接中心坐标与对接活性口袋半径、配体库文件,设置对接次数进行基于结构的虚拟筛选,将得到的对接结合能评分进行排序。

6.根据权利要求1所述的药物重定位方法,其特征在于,在步骤(5)中使用Autodock软件将虚拟筛选排名前四种化合物分别与beta-catenin蛋白进行分子对接,根据对接得到的poses打分数值排序筛选出对接效果最佳的构象并生成复合物文件。

7.一种基于蛋白的药物重定位方法及应用,所述重定位药物化合物包括如式1所示的化合物Radotinib、如式2所示的化合物Pimozide、如式3所示的化合物Conivaptan、如式4所示的化合物Lumacaftor。

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【技术特征摘要】

1.一种基于蛋白的药物重定位方法及应用,所述beta-catenin蛋白抑制剂的药物重定位方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的药物重定位方法,其特征在于,在步骤(1)中从alphafold数据库中获取beta-catenin蛋白三维结构,使用prepare pdb file for docking programs网站(https://swift.cmbi.umcn.nl/servers/html/prepdock.html)对beta-catenin受体蛋白进行结构修复处理,补全缺失的残基和侧链。

3.根据权利要求1所述的药物重定位方法,其特征在于,在步骤(2)中待筛选化合物选自pubchem化合物库中的fda已经批准上市的药物化合物库,共计2347个小分子化合物。将beta-catenin蛋白的共结晶配体抑制剂rs6452小分子作为评判筛选所得配体的参照标准一同纳入配体库,使用openbabel软件将配体转化为pdbqt格式文件。

4.根据权利要求1所述的药物重...

【专利技术属性】
技术研发人员:何牮刘梓学
申请(专利权)人:上海交通大学医学院
类型:发明
国别省市:

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