论文部分内容阅读
本文首先应用分子动力学模拟及MM-PBSA方法分别研究了Sa Fts Z-GDP二元复合物和3MBA类衍生物存在时三元复合物体系的RMSD、RMSF、关键残基质心距、蛋白二级结构、活性口袋体积以及相对结合自由能随模拟时间的变化规律。其次运用Ligbuilder V2.0软件,设计出一系列靶向作用于Fts Z的化合物,之后借助于FAF-Drug2进行ADME/T预测,采用分子对接进行结合能评价,筛选出18个具有潜在成药性且结合能较低的小分子。选取具有代表性的小分子(02-49、09-32、146-75和已报道抑制剂3MBA、9PC)构建Sa Fts Z-GDP-配体三元复合物体系,进行10 ns的分子动力学模拟。最后基于Sa Fts Z蛋白T7Loop区活性口袋对Specs数据库进行虚拟筛选,借助FAF-Drug2进行ADME/T预测,采用Vina、Dock、Auto Dock三种分子对接进行结合能评价,筛选得到50个具有潜在成药性且结合能较低的小分子,购买了其中25个小分子进行抗菌活性测试。分子动力学模拟研究表明:Sa Fts Z-GDP二元复合物体系稳定性较差,T7Loop区域残基波动较大,蛋白的二级结构变化也比较明显,活性口袋体积急剧减小,底物通道显著变窄且不稳定。而引入抑制剂PC190723、Compound 1后的三元复合物体系与上述二元复合物有较大不同,这些抑制剂与T7Loop区周围残基形成了关键的氢键和疏水作用,从而使其与Fts Z蛋白紧密结合,体系稳定性较好。在Sa Fts Z-GDP-3MBA体系中,配体3MBA仅能与活性口袋中部分残基形成疏水作用,导致配体与Fts Z的亲和力很弱,配体不能很好的存在于活性口袋中,使3MBA的抗菌活性显著低于PC190723、Compound1。全新药物设计研究结果表明:通过全新药物设计得到18个具有潜在成药性且结合能较低的小分子,能够与活性口袋周围残基形成关键的氢键及疏水作用,是潜在的Fts Z抑制剂。采用美国临床委员会标准(NCCLS)测试了虚拟筛选出的25个化合物对四种菌株的抗菌活性,测试结果表明:所有化合物对金黄色葡萄球菌,白色念球菌,大肠杆菌均显示较强的抗菌活性,MIC范围分别为1-64μg·m L-1,4-64μg·m L-1,4-256μg·m L-1。所有化合物显示较弱的抗枯草芽孢杆菌活性,MIC范围为16-256μg·m L-1。在抗金黄色葡萄球菌的生物活性研究中化合物1,20(MIC=1μg·m L-1)显示出最强的抗菌活性。研究结果为针对Fts Z抑制剂的药物设计提供了参考依据。