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基于结构和药效团特征的人类腺苷受体拮抗剂选择性比较
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]北京大学药学院,天然药物及仿生药物国家重点实验室,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金(21272017); 教育部博士点基金(20090001120049)资助项目
中文摘要:

腺苷受体是重要的治疗靶标,选择性腺苷受体拮抗剂具有广泛的临床应用前景.本文通过同源模建构建了腺苷A1、A2B和A3受体的结构,采用Ligand Scout 3.12软件分别构建了腺苷受体四种亚型的拮抗剂药效团模型.然后利用Schr?dinger程序中的Induced Fit Docking模块完成受体-拮抗剂结合模式的预测,并与药效团结果进行比对.结果发现,由于结合口袋部位的残基在家族间高度保守,模建得到的各个亚型受体的初始结构活性口袋部位极为相似,无法用于亚型选择性拮抗剂的识别.而腺苷受体四种亚型拮抗剂药效团的药效特征与空间排布都不同,并与以前突变实验信息相吻合.研究结果说明,结合口袋部位的优化是模建中的关键步骤,基于配体的药效团模型所包含的一系列药效特征元素如氢键受体、氢键供体、疏水基团、芳环中心,可以很好地表征受体结合部位氢键、疏水空腔的位置及其方向.本文研究结果可以为进一步的优化同源模建结果,寻找新型的人类腺苷受体选择性拮抗剂提供理论依据.

英文摘要:

Adenosine receptors(ARs) are crucial therapeutic targets, and selective adenosine receptor antagonists are promising for numerous therapeutic applications. In this study, three dimensional models of human adenosine A1, A2 B, and A3 receptors(A1AR, A2 BAR, A3 AR, respectively) were generated by homology modeling. In addition, pharmacophore models of the antagonists of four human adenosine receptor subtypes were developed using the Ligand Scout 3.12 program. Furthermore, Induced Fit Docking module of Schr?dinger program was implemented to investigate receptor–ligand interactions. The results show that because of the subfamily-wide conservation of the core pocket residues, the ligand binding pockets of the three raw AR homology models are extremely similar, which poses challenges for subtype selective ligand recognition. However, the pharmacophore models of the four AR subtypes differ in pharmacophore features and spatial configuration, which are also consistent with previous site-directed mutagenesis studies. This indicates that binding site optimization is a crucial step in model generation, and the distributions for a set of pharmacophore features in ligand-based pharmacophore, including hydrogen bond acceptors, hydrogen bond donors, hydrophobic centroids, and aromatic rings, can reflect the position and direction characterization of hydrogen bonds and hydrophobic cavities, which aid identification and characterization of binding sites. This study may provide a significant theoretical foundation for further raw model optimization in homology modeling and discovery of novel selective human adenosine receptor antagonists.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781