[发明专利]一种靶向RalA-GDP蛋白的药物的虚拟筛选方法

说明书

本发明为一种靶向RalA‑GDP蛋白的药物的虚拟筛选方法。本发明提供了一种靶向RalA‑GDP蛋白的药物的虚拟筛选方法，包括以下步骤：(1)RalA‑GDP蛋白结构的准备：从Protein Data Bank数据库中获取RalA‑GDP的晶体结构，去除多余结构，只保留RalA‑GDP部分，并进行结构优化；(2)设定活性口袋：在RalA‑GDP蛋白的Switch2和α2螺旋以及α3螺旋的一面附近找到一个可供容纳小分子的结合口袋，以该结合口袋作为活性位点；(3)建立待筛选的化合物库：从ZINC化合物库中下载需要的小分子库，并对化合物库中的小分子进行优化处理；(4)化合物筛选：使用Discovery Studio软件中的Dock Ligands(LibDock)模块对受体和小分子配体进行对接，对最后的对接结果进行分析，筛选出候选化合物。本发明提供的虚拟筛选方法具有快速、高效、低成本等优点，可缩短药物研发周期，降低盲目性与研发成本。

技术领域

本发明属于计算机辅助药物设计领域，具体涉及一种靶向RalA-GDP蛋白的药物的虚拟筛选方法，尤其涉及以RalA-GDP蛋白为靶点的小分子抑制剂的虚拟筛选方法的建立。

背景技术

RAS基因是人类肿瘤发生发展中最常见的癌基因，其主要分为3个亚型，分别为KRAS、NRAS和HRAS，在肿瘤细胞中，尤其是胰腺癌、肺癌和结直肠癌中经常可以发现这些基因的突变，这与肿瘤的发生发展以及转移有着密不可分的关系。RAS蛋白属于小G蛋白超家族的一员，本身带有较弱的GTP酶活性。在细胞内，RAS蛋白主要存在两种状态，即与GDP结合的失活状态和与GTP结合的激活状态，RAS蛋白在两种状态间不断循环，当RAS蛋白处于激活状态，其可以与下游效应蛋白相结合去激活下游信号通路从而发挥其促进细胞增殖，生长和转移的相关作用，而当RAS蛋白处于失活状态时，其下游信号通路便会被关闭，因此RAS蛋白被很形象地比喻为细胞内的一个二元开关。自1982年RAS蛋白被发现以来，迄今已经有30多年的时间，人们尝试了多种策略来靶向RAS，但是都没有取得显著的成效，这其中包括了直接靶向RAS蛋白的活性位点，靶向RAS蛋白的膜定位，靶向RAS蛋白的上游信号通路及激活RAS的相关蛋白，还靶向了RAS的相关效应器及下游信号通路中的相关蛋白激酶，在这些策略中，效果相对较好的就是靶向RAS的效应器及下游相关信号通路。而RAS下游的两条传统信号通路RAS-RAF-MEK-ERK和PI3K-AKT-mTOR已经被报道了多次，并且也取得了一些成果，但是这仍然没有解决靶向RAS的这个难题。于是人们开始将目光转移向一条相对新颖的RAS下游信号通路，即Ral小G蛋白所介导的RAS下游信号通路。

Ral蛋白是RAS小G蛋白超家族的一员，其在结构和氨基酸序列上与RAS蛋白具有高度的同源性，其与RAS的氨基酸序列相似性大于50％，因此Ral蛋白又名RAS-like蛋白。与RAS相同，Ral在细胞内也是在与GDP结合的失活状态和与GTP结合的激活状态之间循环，分别受Ral特异性鸟苷交换因子(RalGEF)和Ral-GTP酶激活蛋白(RalGAP)调控，其中RalGEF的主要作用是将GDP从Ral上脱离下来，因为细胞内GTP的浓度是GDP的10倍，而且Ral蛋白对GTP和GDP具有相似的亲和力，因此Ral蛋白会优先结合GTP从而被激活，而RalGAP的作用则恰恰相反，其可以促进GTP的水解，从而使Ral蛋白重新回到GDP结合的失活状态。

Ral蛋白有两个主要亚型，分别为RalA和RalB，两者之间的氨基酸序列的相似性达到了82％，但是这两者在驱动肿瘤的发生发展和转移过程中却发挥着不同的作用。Ral蛋白作为RAS驱动的肿瘤转化的介导因子之一，靶向Ral蛋白与其下游效应器之间的蛋白蛋白相互作用是一个非常新颖且具有重大意义的思路。