專利名稱：一種以cdk1為靶點的抗癌藥物的篩選方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用虛擬篩選技術結合體外生物活性檢測進行藥物篩選的方法，具體涉及以CDKl為靶點的抑制劑的虛擬篩選模型及體外測試模型的建立方法，并應用該方法獲得了 5個具有CDKl抑制活性的化合物，可進一步開發(fā)成為新型抗癌藥物。
背景技術：
惡性腫瘤(又稱癌癥)是目前威脅人類健康的重大疾病，也是患病率和致死率最高的疾病之一，世界各國均投入了大量人力物力進行研究。不過當前臨床上癌癥的治療主要依賴細胞毒性藥物，該類藥物存在著毒副作用大、選擇性差、易產(chǎn)生耐受等缺點，限制了其臨床應用。因此，開發(fā)低毒、高效的新型抗腫瘤藥物已成為當前藥物研究的重要任務。近年來人們研究發(fā)現(xiàn)，多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展都與細胞周期調節(jié)機制的紊亂有密切關系，因此腫瘤也被認為是一種細胞周期疾病。二十世紀七十年代后，美國和英國的三名科學家先后發(fā)現(xiàn)了細胞周期蛋白依賴性激酶(Cyclin-D印endent Kinases, CDK)和細胞周期蛋白(Cyclins)在細胞周期調控中的重要作用，因而獲得了 2001年諾貝爾生理學 / 醫(yī)學獎(Nobel Prize in Physiology or Medicine :Cycling Toward Stockholm,參見 Baiter,Μ. , et al. Sci. ,2001,294,502)。隨著人們對細胞周期調控機制的研究不斷取得重大進展，特別是揭示了 CDK在細胞周期調控中的核心地位，近年來CDK抑制劑已成為當前抗癌藥物的研究熱點。⑶K是一類絲氨酸/蘇氨酸激酶，具有較短的N末端(β -折疊)和較長的C末端 (α -螺旋)，其ATP結合口袋位于N末端和C末端之間。CDK在細胞周期的各個階段發(fā)揮作用，促使細胞進行有序的增殖(Ubiquitin ligases :cell_cycle control and cancer,參見 Nakayama, K. I.，etal. Nat. Rev. Cancer，2006，6，369)。與其他激酶不同的是，CDK 必須與相應的Cyclins形成二聚體絡合物才能發(fā)揮作用，并通過Cyclins的周期性表達和降解， 推動細胞周期各時相的有序進行，引起細胞生長、增殖。此外，CDK還可與CDK抑制因子結合，阻斷細胞分裂。人體中已經(jīng)確認有13個CDK成員(CDK1 13)，與其相對應的有12個 Cyclins (A L)。目前認為，在細胞周期中起調節(jié)作用的主要是⑶Kl 4、6和7，這些⑶K 成員與Cyclins的聚合物在細胞周期各階段中發(fā)揮的作用(見

圖1)。細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑(Cyclin-D印endent Kinases Inhibitor, CDKI) 通過與ATP競爭性結合CDK的ATP結合區(qū)域發(fā)揮作用，可有效的阻止細胞增殖或促進細胞凋亡。CDK抑制劑的研究已有十多年的歷史，目前已有多個CDK抑制劑進入了臨床研究階段。傳統(tǒng)的藥物篩選方法，無論是隨機篩選還是高通量篩選，都存在著成本巨大、成功率低的缺點。今年來，隨著計算機模擬技術的發(fā)展以及各種基礎算法的提出，運用模擬技術進行藥物虛擬篩選已經(jīng)成為現(xiàn)實。因此，建立一套針對抗腫瘤靶點CDK的高效、快速篩選機制對于新型抗腫瘤藥物的研發(fā)具有重要意義。

發(fā)明內容
概述針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明公開了一種以CDKl為靶點的抗癌藥物的篩選方法， 其目的在于建立一種以CDKl為靶點的新型抗癌藥物的篩選方法并應用該方法篩選出具有 CDKl抑制活性的先導化合物，以彌補現(xiàn)有技術的不足。本發(fā)明的構思為首先運用計算機模擬技術，建立CDKl抑制劑的虛擬篩選模型； 再通過建立CDKl抑制劑的體外活性篩選模型，對虛擬篩選陽性化合物進行二次篩選，最終得到對CDKl有抑制活性的化合物。詳述本發(fā)明的技術方案，一種以CDKl為靶點的抗癌藥物的篩選方法，其步驟如下IKDKl蛋白三維結構的獲取、分析及處理；2)小分子數(shù)據(jù)庫的構建；3)計算機虛擬篩選系統(tǒng)的建立；4)生物活性篩選；通過兩輪篩選共獲得了 5個具有CDKl抑制活性的化合物；該化合物具有以下特征化合物-1HiI^ ^ :N-(2,4-dichlorophenyl)-5-((3,5-dimethyl-lH-pyrazol-l-yl) methyl) furan-2-carboxamide 化合物結構
權利要求
1. 一種以CDKl為靶點的抗癌藥物的篩選方法，其步驟如下 IKDKl蛋白三維結構的獲取、分析及處理；2)小分子數(shù)據(jù)庫的構建；3)計算機虛擬篩選系統(tǒng)的建立；4)生物活性篩選；通過兩輪篩選共獲得了 5個具有CDKl抑制活性的化合物； 該化合物具有以下特征 化合物 英文名稱:N- (2,4-dichlorophenyl) -5- ((3, 5-dimethyl-lH-pyrazol-l-yl)methyl) furan-2-carboxamide
2.如權利要求1所述的一種以CDKl為靶點的抗癌藥物的篩選方法，其特征在于，所述的步驟1)CDK1蛋白三維結構的獲取、分析及處理采用前期通過同源模建獲得的CDKl三維結構，并運用SiteID (SYBYL7. 3，Tripos Inc.)確定活性位點。
3.如權利要求1所述的一種以CDKl為靶點的抗癌藥物的篩選方法，其特征在于，所述的步驟2、小分子數(shù)據(jù)庫的構建小分子結構從ZINC數(shù)據(jù)庫中獲取，類藥性篩選依靠里賓斯基五規(guī)則；通過篩選的小分子結構利用ConcorcKSTOn^. 3，Tripos Inc.)進行三維結構轉化，并對小分子添加 Gasteiger-Hiickel 電荷。
4.如權利要求1所述的一種以CDKl為靶點的抗癌藥物的篩選方法，其特征在于，所述的步驟幻計算機虛擬篩選系統(tǒng)的建立為了提高虛擬篩選模型構象搜索的速度以及打分排序的可信性，上述方法步驟3) 采用基于遺傳算法的分子對接軟件GolcKDiscovery Mudio)，同時使用CScordSTOl， Tripos he.)對打分結果進行一致性分析，即使用 Chem Score,D Score,PMF Score,Total Score, D Score等五種打分函數(shù)對虛擬篩選結果進行二次打分，并進行綜合評價。
5.如權利要求1所述的一種以CDKl為靶點的抗癌藥物的篩選方法，其特征在于，所述步驟幻置于步驟1)到步驟4)之間的任何一個步驟之前。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以CDK1為靶點的新型抗癌藥物的篩選方法，包括以下步驟1)CDK1蛋白三維結構的獲取、分析及處理；2)小分子數(shù)據(jù)庫的構建；3)計算機虛擬篩選系統(tǒng)的建立；4)生物活性篩選。同時應用本發(fā)明確定了5個具有CDK1抑制活性的新型先導化合物。本發(fā)明涉及的CDK1抑制劑的篩選方法，快速、經(jīng)濟、高效的發(fā)現(xiàn)了新型抗癌先導化合物，縮短了藥物研發(fā)周期。
文檔編號A61K31/341GK102270281SQ20111014623
公開日2011年12月7日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權日2011年6月1日
發(fā)明者侯旭奔, 方浩, 李敏勇 申請人:山東大學