[發明專利]一種多酚氧化酶抑制劑的虛擬篩選方法

有效

• 申請號: 201811339952.0
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109524064B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 鄒聰明;劉俊軍;黃維;陳頤;胡彬彬;李軍營;趙高坤;任可;陳妍潔;蘇家恩;胡小東
• 申請（專利權）人: 云南省煙草農業科學研究院
• 主分類號: G16C20/64
• 分類號: G16C20/64
• 代理公司: 昆明知道專利事務所(特殊普通合伙企業) 53116
• 代理人: 張玉

本發明公開了一種多酚氧化酶抑制劑的虛擬篩選方法。多酚氧化酶是造成烤煙掛灰的主要因素，抑制多酚氧化酶的活性可顯著降低烤煙過程中出現的掛灰情況。本發明采用基于支持向量機算法的機器學習，對多酚氧化酶的抑制劑進行虛擬篩選。與傳統的基于藥理活性實驗的高通量篩選等方法相比，本發明利用計算機將抑制劑篩選的過程在計算機上模擬，對化合物可能的活性作出預測，進而篩選多酚氧化酶的潛在抑制劑，具有成本低、速度快、效率高的特點。

技術領域

本發明屬于多酚氧化酶抑制劑篩選技術領域，具體涉及一種多酚氧化酶抑制劑的虛擬篩選方法。

背景技術

掛灰煙是我國烤煙烘烤過程中極易產生的一類烤壞煙葉。它也是煙葉烘烤過程中無法避免的烤壞煙葉之一。盡管掛灰煙形成的因素復雜，既有栽培條件的復雜性，也有煙葉烘烤過程的復雜性，但從烤煙過程中的分子層面來看，烘烤過程中發生的酶促棕色化反應是發生掛灰的根本原因。在多酚氧化酶的作用下，煙葉中的多酚類物質經氧化產生淡紅色至黑褐色的醌類物質，使煙葉顏色由黃轉變為不同程度的褐色，從而導致烤煙掛灰。

因此，研發能抑制多酚氧化酶的抑制劑可以顯著降低烤煙掛灰的發生。傳統的抑制劑研發方法主要依賴大量的合成及生物活性測試，成本很高。特別注意的是，用于煙草的抑制劑分子有可能會被攝入人體，所以對抑制劑分子的安全性要求也很高。綜上，研發一種能解決上述問題的技術是非常必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多酚氧化酶抑制劑的虛擬篩選方法。

本發明的目的是這樣實現的，包括以下步驟：

S1、 訓練預測模型：以多酚氧化酶抑制劑的生物活性數據為訓練集，利用實現了支持向量機算法的libsvm程序，訓練得到多酚氧化酶抑制劑的預測模型；

S2、準備篩選數據庫：從數據庫中獲得已上市藥物化合物數據，并計算每個藥物化合物分子的分子描述符；

S3、用預測模型對數據進行篩選：用S1步驟中訓練得到的預測模型對S2步驟中準備好的化合物數據庫進行篩選，得到潛在的多酚氧化酶抑制劑；

S4、多酚氧化酶抑制劑預篩選：先將潛在的多酚氧化酶抑制劑進行預篩選，篩除帶負電荷的抑制劑；

S5、將經過預篩選的多酚氧化酶抑制劑進行生物活性實驗測量IC₅₀值，最終得到篩選出的多酚氧化酶抑制劑。

與現有技術相比，本發明具有以下技術效果：

1、本發明利用支持向量機算法的機器學習方法開展多酚氧化酶抑制劑的虛擬篩選，速度快、效率高，極大的降低了研發成本。

2、本發明在虛擬篩選的基礎上結合實際篩選，篩除帶負電荷的抑制劑并優選對銅離子有親和性的同時使分子為電中性的抑制劑，進一步縮小需要做生物活性實驗的潛在多酚氧化酶抑制劑的范圍，大大縮短篩選周期，降低成本，提高篩選準確性。

3、本發明以已上市藥物作為篩選數據庫，是老藥新用在烤煙領域的應用，保障了多酚氧化酶抑制劑的使用對人體的安全性。

4、本發明能夠快速篩選出適用于烤煙領域的多酚氧化酶抑制劑，針對性強，有效解決現有烤煙在烘烤過程中容易出現掛灰煙的問題。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的說明，但不以任何方式對本發明加以限制，基于本發明教導所作的任何變換或替換，均屬于本發明的保護范圍。

本發明所述的多酚氧化酶抑制劑的虛擬篩選方法，包括以下步驟：

S1、訓練預測模型：以多酚氧化酶抑制劑的生物活性數據為訓練集，利用實現了支持向量機算法的libsvm程序，訓練得到多酚氧化酶抑制劑的預測模型；