[發明專利]基于虛擬篩選的Imatinib在作為AIBP抑制劑方面的應用

在審

• 申請號: 201911177643.2
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110910949A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 范義輝;孫榮;毛仁芳
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G16B15/20
• 分類號: G16B15/20
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 徐思波

1.基于分子對接與分子動力學模擬篩選的Imatinib作為AIBP抑制劑的應用。

2.根據權利要求1所述的基于分子對接與分子動力學模擬篩選的Imatinib作為AIBP抑制劑的應用，其特征在于，模擬篩選的Imatini抑制AIBP與apoA-Ⅰ的相互作用。

3.根據權利要求1所述的基于分子對接與分子動力學模擬篩選的Imatinib作為AIBP抑制劑的應用，其特征在于，模擬篩選的Imatinib結合于AIBP獨特的Yje_N結構域，抑制AIBP與apoA-Ⅰ的相互作用，進而抑制膽固醇從細胞內流出。

4.一種根據權利要求1所述的基于分子對接與分子動力學模擬篩選的Imatinib作為AIBP抑制劑的方法，其特征在于，包括如下過程：

(1)通過同源模擬得到AIBP蛋白結構：

通過在線數據庫uniprot獲得人源AIBP序列，將序列導入在線同源模擬工具SWISSMODEL進行同源模擬獲得AIBP結構；

(2)ZINC數據庫中下載對接用小分子結構數據集：DrugBank-approved，pH 6～8；

(3)分子對接過程：

(3-1)結合PDB結構中的序列信息及文獻報道的AIBP與apoA-I的結合位點，確定用于分子對接的位點是VVKEKGNAGGSATQFLNLPP；

(3-2)在UCSF chimera中只保留文獻報道的關鍵氨基酸殘基，保存為mol2文件后，代替sphere_selctorrec.sphlig_charged.mol26.0中的配體mol2文件；

(3-3)在受體準備過程中AIBP蛋白通過UCSF Chimera軟件進行H原子和標準電荷的添加；

對接的第一步、基于gird算法的打分，grid打分允許配體根據受體結合口袋的結構對配體做結構改變；

對接的第二步、使用Amber打分算法，Amber打分允許蛋白受體根據配體的結構產生變化；

(3-4)針對步驟(3-3)中的兩種打分結果，打分最低的前100的小分子進行了交集處理；

(3-5)Grid score和amber score交集重復的小分子共有20個，但由于存在同分異構體，一個ZINC ID可能對應不同的小分子，20個交集ZINC ID實際對應的小分子數為50個；

(3-6)根據小分子結合位置的不同，將小分子進行分類，再進行如下標準的篩選：a.刪除沒有結合在非關鍵氨基酸附近位點的小分子；b.刪除供貨信息不全的小分子，將篩選得到的小分子進行分子動力學模擬；

(4)分子動力學模擬：

(4-1)使用GROMACS軟件包進行MD模擬；使用程序pdb2gmx將蛋白質PDB結構文件轉化為拓撲文件，同時，在AMBER99SB力場下使用TIP3P水模型處理受體PDB文件；GeneralAmberforce field參數用于處理選定的配體，后使用parmchk程序來檢查缺少的力場參數并生成額外的力場參數文件；再采用AnteChamberPYthonParserinterfacE工具，獲得配體的參數文件和拓撲文件；(4-2)將模擬過程限定在4面體的盒子中，蛋白質與盒子邊緣的最小距離為0.1nm；后通過添加簡單點電荷水分子將這個盒子進行溶解；再加入了0.15M濃度的NaCl以模擬生理狀態下溶劑的濃度，使該系統達到中性；

(4-3)以每一步相同的方式優化整個系統的能量；在蛋白和配體位置限定的情況下分別進行100ps NVT和100ps NPT平衡；最后以每步0.002ps的時間間隔進行50ns的模擬過程，整個模擬過程是在固定的壓力為1bar、溫度為300K下進行的；在MD模擬的過程中，所有的鍵長通過LINCS算法計算，遠距離的靜電相互作用通過Particle Mesh Ewald方法計算；

(4-4)對MD模擬軌跡文件的分析：通過GROMACS軟件包中的g_rmsd程序進行均方根偏差分析；對每個受體-配體結合體系的50ns軌跡進行RMSD分析；統計相互作用氨基酸的個數，發現有7種小分子的相互作用關鍵氨基酸個數≥2；

(4-5)使用LIGPLOT⁺軟件分析了AIBP結合系統中預先鑒定的關鍵殘基之間的吸引力，該程序使用LIGPLOT算法將在MD模擬過程中生成的3D蛋白-配體復合物壓平成2D圖；

(4-6)通過上述步驟發現Imatinib可以很好地結合在AIBP與apoA-1結合界面，且Imatinib與Gln250在結合口袋外形成氫鍵，從而提高了Imatinib與AIBP的結合親和力。