[發明專利]基于細菌脂肪酸合成途徑中多靶點的抗菌劑虛擬篩選方法

在審

• 申請號: 201810699581.0
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN109063414A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 盧俊瑞;劉悅;盧博為;謝志強
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G06F19/16
• 分類號: G06F19/16
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 李蕊

1.一種基于細菌脂肪酸合成途徑中多靶點的抗菌劑虛擬篩選方法，其特征在于：具體步驟如下：

(1)獲取FASⅡ體系多個酶(靶點)的三維結構；

(2)對各靶點進行前期處理和優化，并確定其活性中心，設定活性口袋；

(3)選取小分子化合物庫，或根據需求自行構建；

(4)依據設定的活性口袋，使用Autodock和Vina兩種分子對接軟件，將小分子化合物與各靶點進行對接，并進行一致性打分；

(5)以各靶點相應抑制劑的一致性打分作為陽性參照，篩選出各靶點的抑制劑；

(6)選取代表化合物，運用分子動力學軟件Gromacs對靶點-小分子體系進行分子動力學模擬，以得到小分子與靶點間的結合模式。

2.根據權利要求1所述的抗菌劑的虛擬篩選方法，其特征在于：所述步驟(3)可置于步驟(1)或步驟(2)任何一個步驟之前。

3.根據權利要求1所述的抗菌劑的虛擬篩選方法，其特征在于：所述步驟(1)中酶(靶點)的三維結構的獲取方法為：在RSCB Protein Data Bank蛋白質數據庫中以相應酶的英文名稱進行檢索，均選取來自大腸桿菌的三維結構，并盡量選取含有小分子抑制劑的三維結構。

4.根據權利要求1所述的抗菌劑的虛擬篩選方法，其特征在于：所述步驟(2)中：

1)對各靶點進行前期處理和優化包括：加非極性氫，去除水分子、小分子配體，加電荷；

2)活動性口袋的設定方法為：若所選靶點三維結構中含有小分子配體，則以小分子配體的幾何中心為活性中心；若無小分子配體，則以文獻報道中相應酶的催化關鍵殘基為活性中心。

5.根據權利要求1所述的抗菌劑的虛擬篩選方法，其特征在于：所述步驟(3)中小分子化合物庫可為藥物小分子配體數據庫、天然產物數據庫或其他化學小分子，如文獻報道中的系列化合物。

6.根據權利要求1所述的抗菌劑的虛擬篩選方法，其特征在于：所述步驟(4)中：

1)Autodock對接參數為：格點間距為盒子為50×50×50的格點組成的正方體區域，采用拉馬克遺傳算法進行運算，運行次數設為50次，最大能量評估次數為2.5×10⁸，最多迭代次數設為2.7×10⁵，其余參數設置均為默認值；

2)Vina對接參數為：盒子大小為1.75nm×1.75nm×1.75nm,格點間距為采用拉馬克遺傳算法對每個分子進行8次獨立對接；

3)一致性打分的評分標準為：采取Autodock打分與Vina打分的平均值作為最終打分結果。

7.根據權利要求1所述的抗菌劑的虛擬篩選方法，其特征在于：所述步驟(6)中：

1)代表化合物的選取方法為：選取一類化合物中具有最少取代基的化合物；

2)使用Gromacs進行分子動力學模擬的方法為：受體酶采用AMBER99SB立場，配體小分子借助ACPYPE軟件生成用于分子動力學模擬的拓樸文件；體系質心位于立方體盒子中心，蛋白距盒子邊緣距離不超過0.5nm，溶劑水分子模型采用TIP3P模型；首先為消除體系間的高能量碰撞而使動力學模擬失敗，采用最陡下降法進行50000步的能量最小化優化，然后為了維持體系呈電中性，將盒子中若干個溶劑水分子用陰離子或陽離子替換掉；之后采用V-rescale調節算法進行200ps的NVT模擬，使各個體系溫度維持在300K，應用Parrinello-Rahman調節算法進行200ps的NPT模擬，使各體系壓強維持在105KPa的狀態下；長程靜電作用應用周界性邊界條件PBC和PME方法處理；其中范德華相互作用和靜電相互作用的截斷值均為1.4nm，短程鄰區列表的截斷值為0.9nm；模擬時間步長為2fs，每1ps保存一次軌跡能量、結構拓撲文件用于后續處理，模擬時間為20ns，最終得到體系文件；

3)獲取小分子與靶點間的作用模式的方法為：計算分子動力學模擬所得軌跡的均方根偏差RMSD，并以RMSD的平均值為截斷值，對軌跡的最后5ns進行聚類分析，選擇最大團簇的中心構象，使用Ligplus和Pymol進行與結合模式分析。