[发明专利]一种用于治疗前列腺癌药物的P38a MAPK信号通路抑制剂的筛选方法

摘要

本发明公开了一种用于治疗前列腺癌药物的P38a MAPK信号通路抑制剂的筛选方法，包括：选择两个小分子数据库Chemdiv和Enamine，分别获取1,425,044和1,969,861个化合物；靶点处理；进行筛选；对所得化合物使用PAINS‑remove进行假阳性筛选：受体蛋白制备；Classifer model分类模型选择；分子对接；人工筛选；对70个中可购买的58个化合物进行P38a MAPK激酶抑制实验得到对P38a有明显抑制效果的化合物。本发明能提高针对P38aMAPK信号通路靶向性、提高对肿瘤杀伤效应，降低副作用和脱靶效应。

主权项

1.一种用于治疗前列腺癌药物的P38a MAPK信号通路抑制剂的筛选方法，包括以下步骤：（1）化合物的获取：选择两个小分子数据库Chemdiv和 Enamine，分别获取1,425,044 和1,969,861 个化合物；（2）靶点处理：对获得的化合物加氢原子、加电荷、并对带电残基进行质子化；（3）进行筛选：用分子量小于500、氢键给体数目小于5、氢键受体数目小于10、脂水分配系数小于5和可旋转键的数量不超过10个的类药性五原则对靶点处理过的化合物进行，两个小分子数据库筛选后分别剩余小分子1064103和1889526个；（4）对以上所得化合物使用PAINS‑remove进行假阳性筛选，筛选后分别剩余小分子995581和1834361个：（5）受体蛋白制备：从PDB数据库(https://www.rcsb.org/）选择3ZS5文件作为MAPK P38α受体蛋白，蛋白质大分子用autodock tools处理，加氢，加电荷，删除水，保留BOG、EDO；（6）Classifer model分类模型选择：从chembl和bindingDB数据库选择数据，参数设置为：p38a亚型化合物、保留人源、活性数据为激酶测试水平，以IC50表示；对选择的数据去重，化合物包含Na⁺、K⁺去掉，去掉活性数据范围不明确化合物；用1uM、5uM、10uM、20uM分别作为截断值来建立基于ECFP_4的贝叶斯模型；选择10uM为活性阈值根据各模型马修斯相关系数（MCC），所得到的值越高，其效果越好，根据测试集结果显示，测试集中效果较好的是LCFP‑12模型、EPFP‑10模型，将LCFP‑12和EPFP‑10模型的小分子定义为具有潜在活性，并将其组成P38aMAPK抑制剂数据库；（7）分子对接：在天河二号超级计算机平台上，使用自建流程（输入参数receptor = /HOME/ huiyuan_fnjiang_1/ WORKSPACE/ ZSF/ virtual_screen/ conf/ protein.pdbqt；center_x = 21.792；center_y = 36.8；center_z = 19.496；size_x = 18；size_y = 26；size_z = 26；num_modes = 9）和AutoDock Vina软件进行分子对接，对接位点选择21.723, 35.246, 15.333˚A，活性口袋定义详细参数x_center = 21.723，y_center = 35.246，z_center = 15.333，x_size = 40，y_size = 40，z_size = 40，最终得到得分前2000的化合物；（8）人工筛选：对前2000 的结果进行人工筛选，通过计算分子的类药性质ADME/T性质的估算，排除那些不具有类药性质的分子，主要分析对接化合物：a)有没有和Phe169和Tyr35形成疏水作用，尤其考察有没有形成堆积作用；b)有没有和p38激酶的Met109形成氢键作用，含额外的氢键Gly100位氨基酸；c)有没有和Ala51、Thr106、Lys53形成疏水相互作用；最终遴选107个化合物做后续的数据处理；进行可溶性、已知生物活性及重复性检测：a)溶解性筛选： DS_ADMET_solubility 等级在2‑4的化合物， 筛选剩余82个；b)重复项：重复的小分子三个，筛选剩余79个；c)已有活性筛选：查询CHEMBL库中，没有发现化合物中有关于MAPK P38α的活性实验，筛选剩余79个；结构相似性聚类：把筛选剩余的79个化合物进行结构上相似性的比较，剔除9个在结构上很相似的化合物，最终剩余70个；（9）对70个中可购买的58个化合物进行P38a MAPK激酶抑制实验：将5μl 10μM浓度的候选化合物与纯化的10μl P38a MAPK混合，在室温反应10分钟，再加入含有羧基荧光素的肽链和三磷酸腺苷，在28℃反应之后加入25μl的终止液，将反应后的液体进行吸光度分析，根据吸光度计算出候选化合物的激酶抑制数据，最终得到对P38a有明显抑制效果的化合物，其中第9号化合物对P38a MAPK的抑制效果最好，其结构通式(I)如下：(I)。