本發(fā)明屬于藥物虛擬篩選，尤其涉及一種虛擬篩選抗猴痘病毒藥物的靶點(diǎn)及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、猴痘病毒(mpxv)是一種罕見(jiàn)的人畜共患病，通過(guò)與患病的人類或動(dòng)物接觸而傳播，其感染可導(dǎo)致發(fā)熱、皮疹、淋巴結(jié)腫大等癥狀，嚴(yán)重情況下甚至可能危及生命。

2、傳統(tǒng)的猴痘病毒防治方法主要依賴于疫苗接種和藥物治療。然而，疫苗的研發(fā)和生產(chǎn)需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和資源。隨著科技的飛速發(fā)展，虛擬篩選技術(shù)逐漸成為藥物研發(fā)領(lǐng)域的重要手段。虛擬篩選是一種基于小分子數(shù)據(jù)庫(kù)的化合物篩選計(jì)算方法，可以快速?gòu)膸资綆装偃f(wàn)個(gè)分子中篩選出具有藥用特性的活性化合物，大大減少了實(shí)驗(yàn)篩選化合物的數(shù)量，縮短了研究周期，降低了藥物研發(fā)成本。通過(guò)虛擬篩選，可以在短時(shí)間內(nèi)處理海量的化合物數(shù)據(jù)庫(kù)，大大提高了藥物研發(fā)的效率，降低了實(shí)驗(yàn)成本。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)篩選方法相比，虛擬篩選能夠快速預(yù)測(cè)化合物與靶點(diǎn)的結(jié)合能力、親和力等重要參數(shù)，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究提供有價(jià)值的線索和方向。

3、目前，針對(duì)猴痘病毒的虛擬篩選研究仍處于起步階段?，F(xiàn)有的研究在猴痘病毒靶點(diǎn)的精確解析、虛擬篩選算法的優(yōu)化以及篩選結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性等方面仍存在諸多挑戰(zhàn)。例如，對(duì)于猴痘病毒關(guān)鍵蛋白的結(jié)構(gòu)和功能認(rèn)識(shí)尚不全面，這限制了虛擬篩選的準(zhǔn)確性。

4、因此，開(kāi)發(fā)一種基于特殊藥物靶點(diǎn)及針對(duì)猴痘病毒的虛擬篩選方法，對(duì)于加快猴痘病毒防治藥物的研發(fā)具有重要的意義和迫切的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種虛擬篩選抗猴痘病毒藥物的靶點(diǎn)及其應(yīng)用，確定了mpxv病毒核心蛋白f10的蛋白晶體結(jié)構(gòu)，并通過(guò)虛擬篩選針對(duì)mpxv?f10和vacvnph-i之間的接觸空腔篩選出多種抗猴痘病毒化合物。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

3、一種虛擬篩選抗猴痘病毒藥物的靶點(diǎn)，所述靶點(diǎn)是mpxv?f10與vacv?nph-i進(jìn)行分子對(duì)接形成的蛋白復(fù)合物；所述mpxv?f10的氨基酸序列如seq?id?no.1所示，所述vacvnph-i的氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

4、優(yōu)選的是，所述mpxv?f10與vacv?nph-i分子對(duì)接的步驟如下：

5、mpxv?f10靶點(diǎn)蛋白結(jié)構(gòu)在maestro11.9平臺(tái)進(jìn)行處理，包括去除水和離子、質(zhì)子化、添加丟失的原子、補(bǔ)全缺失基團(tuán)、蛋白能量最小化、能量?jī)?yōu)化，力場(chǎng)選擇為opls3e；所述去除離子時(shí)保留活性位點(diǎn)的ni離子；

6、獲取mpxv?f10與vacv?nph-i蛋白復(fù)合物：選擇6rfl晶體結(jié)構(gòu)，利用pymol2.1進(jìn)行疊合并保留目標(biāo)蛋白以獲得多聚體；利用minimization模塊進(jìn)行優(yōu)化以解決剛性對(duì)接存在的空間結(jié)構(gòu)不合理的接觸；能量最小化的力場(chǎng)選擇為opls3e，溶劑化模型選擇水分子，優(yōu)化方法分為最陡下降法和共軛梯度法，最大迭代次數(shù)均為5000次；

7、所述蛋白復(fù)合物使用protein?preparation?wizard進(jìn)行處理，通過(guò)opls3力場(chǎng)為蛋白結(jié)構(gòu)添加鍵階和氫原子；prime用于修復(fù)蛋白質(zhì)中缺失的殘基或原子；使用propka檢查蛋白質(zhì)中可電離基團(tuán)的質(zhì)子化狀態(tài)；通過(guò)重新定向羥基鍵、硫醇基團(tuán)和酰胺基團(tuán)，優(yōu)化氫鍵；

8、系統(tǒng)通過(guò)約束最小化在opls3e力場(chǎng)下進(jìn)行預(yù)處理、優(yōu)化和最小化，rmsd收斂值為根據(jù)蛋白與蛋白相互作用確定對(duì)接位點(diǎn)并作為盒子的質(zhì)心。

9、更優(yōu)選的是，所述對(duì)接位點(diǎn)為mpxv?f10蛋白的glu-80，arg-14、val-117，leu-82，pro-81和leu-83。

10、本發(fā)明還提供了所述靶點(diǎn)在篩選抗猴痘病毒藥物中的應(yīng)用。

11、本發(fā)明還提供了一種抗猴痘病毒藥物的虛擬篩選方法，將待篩選化合物對(duì)接至所述靶點(diǎn)相互作用界面上的結(jié)合口袋，進(jìn)行對(duì)接打分排序篩選，從中篩選出抗猴痘病毒化合物。

12、優(yōu)選的是，所述待篩選化合物來(lái)源于apexbio及selleck化合物實(shí)體庫(kù)，處理步驟如下：

13、利用修改的lipinski類藥五規(guī)則對(duì)篩選的化合物進(jìn)行剔除，設(shè)定條件為:分子量<850；氫鍵供體數(shù)<15；氫鍵受體數(shù)<15；脂水分西系數(shù)<5；可旋轉(zhuǎn)鍵的數(shù)量≤10；

14、利用maestro11.9平臺(tái)中的ligpre模塊對(duì)所述化合物進(jìn)行質(zhì)子化并進(jìn)行能量最小化優(yōu)化轉(zhuǎn)換為最小化的三維結(jié)構(gòu)，另外選擇生成互變異構(gòu)體，生成的最大構(gòu)象數(shù)設(shè)定為32，每個(gè)配體保留指定的手性，選用力場(chǎng)為opls3e。

15、優(yōu)選的是，所述待篩選化合物按ligpre模塊的默認(rèn)設(shè)置制備，用于后期分子對(duì)接。

16、優(yōu)選的是，所述虛擬篩選的處理和優(yōu)化由maestro軟件中的glide模塊完成，導(dǎo)入所述蛋白復(fù)合物，以在蛋白復(fù)合物網(wǎng)格生成中指定合適的位置，確定對(duì)接位點(diǎn)glu-80，arg-14，val-117，leu-82，pro-81，leu-83并作為盒子的質(zhì)心。

17、優(yōu)選的是，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接方法對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行篩選，再利用超精度對(duì)接方法篩選出標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接方法確定的得分較高的前配體。

18、優(yōu)選的是，所述打分排序篩選包括：根據(jù)所述對(duì)接后數(shù)據(jù)的能量打分，篩選出排名靠前的化合物，通過(guò)結(jié)合能打分及活性位點(diǎn)的關(guān)鍵殘基的評(píng)估方法篩選出抗猴痘病毒化合物。。

19、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

20、本發(fā)明對(duì)收獲高質(zhì)量的f10核心蛋白晶體后進(jìn)行x射線衍射，獲得衍射數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，最終得到高分辨率的3d蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

21、由于猴痘病毒(mpxv)與痘苗病毒(vacv)具有保守性，所以本發(fā)明將mpxv?f10與vacv?nph-i對(duì)接，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)蛋白的結(jié)合位點(diǎn)形成一個(gè)空腔，部分氨基酸形成較強(qiáng)的靜電相互作用和疏水相互作用，這些相互作用在篩選中也將發(fā)揮重要作用，在ntp和rna位點(diǎn)有良好的結(jié)合參數(shù)。

22、本發(fā)明通過(guò)虛擬篩選針對(duì)mpxv?f10和vacv?nph-i之間的位點(diǎn)篩選出了幾種化合物，上述化合物與f10和nph-i的蛋白復(fù)合體存在很好的結(jié)合作用且匹配度高，是潛在的有活性的抑制劑。

技術(shù)特征：

1.一種虛擬篩選抗猴痘病毒藥物的靶點(diǎn)，其特征在于，所述靶點(diǎn)是mpxv?f10與vacvnph-i進(jìn)行分子對(duì)接形成的蛋白復(fù)合物；所述mpxvf10的氨基酸序列如seq?id?no.1所示，所述vacvnph-i的氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靶點(diǎn)，其特征在于，所述mpxvf10與vacvnph-i分子對(duì)接的步驟如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靶點(diǎn)，其特征在于，所述對(duì)接位點(diǎn)為mpxv?f10蛋白的glu-80，arg-14、val-117，leu-82，pro-81和leu-83。

4.權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述靶點(diǎn)在篩選抗猴痘病毒藥物中的應(yīng)用。

5.一種抗猴痘病毒藥物的虛擬篩選方法，其特征在于，將待篩選化合物對(duì)接至權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述靶點(diǎn)相互作用界面上的結(jié)合口袋，進(jìn)行對(duì)接打分排序篩選，從中篩選出抗猴痘病毒化合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的虛擬篩選方法，其特征在于，所述待篩選化合物來(lái)源于apexbio及selleck化合物實(shí)體庫(kù)，如下步驟處理用于后期分子對(duì)接：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的虛擬篩選方法，其特征在于，所述虛擬篩選的處理和優(yōu)化由maestro軟件中的glide模塊完成，導(dǎo)入所述蛋白復(fù)合物，以在蛋白復(fù)合物網(wǎng)格生成中指定合適的位置，確定對(duì)接位點(diǎn)glu-80，arg-14，val-117，leu-82，pro-81，leu-83并作為盒子的質(zhì)心。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的虛擬篩選方法，其特征在于，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接方法對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行篩選，再利用超精度對(duì)接方法篩選出標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接方法確定的得分較高的前配體。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的虛擬篩選方法，其特征在于，所述打分排序篩選包括：根據(jù)所述對(duì)接后數(shù)據(jù)的能量打分，篩選出排名靠前的化合物，通過(guò)結(jié)合能打分及活性位點(diǎn)的關(guān)鍵殘基的評(píng)估方法篩選出抗猴痘病毒化合物。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種虛擬篩選抗猴痘病毒藥物的靶點(diǎn)及其應(yīng)用，屬于藥物虛擬篩選技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的靶點(diǎn)是MPXV?F10與VACV?NPH?I進(jìn)行分子對(duì)接形成的蛋白復(fù)合物；所述MPXV?F10的氨基酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，所述VACVNPH?I的氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示。本發(fā)明確定了MPXV病毒核心蛋白F10的晶體結(jié)構(gòu)，并通過(guò)虛擬篩選針對(duì)MPXV?F10和VACV?NPH?I之間的接觸空腔篩選出多種抗猴痘病毒化合物。

技術(shù)研發(fā)人員：趙蓉,王德平,王玉蘭,蔣芳穎,周鑫,曹濟(jì)民
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山西醫(yī)科大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23