靶向于流感病毒神经氨酸酶新位点的抑制剂研究进展(2)

合位点

Wen等设计并合成在分子对接的基础上，

了一系列扎那米韦衍生物作为第1组神经氨酸酶的选择性抑制剂。在该系列化合物中，化合物7（图4）的活性最好（IC50=2.15μmol·L－1，EC50=0.77μmol·L－1），但是仍低于扎那米韦。分子模拟研究表明，化合物7胍基上的侧链能与150-环产生额外的作用力。然而该作用力却使胍基和活性中心S2区域的氢键作用减弱，这是化合物7活性降低的原因。

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中国药物化学杂志

［15］

第23卷

Rudrawar等设计合成结合多学科的研究，

了化合物8和化合物9（图4），活性结果显示，它们能够选择性地抑制第1组神经氨酸酶。尤其是对奥司他韦具有显著耐药性的H274Y突变N1亚型对这两个化合物依然敏感，且对扎那米韦敏感性下降的Q136K突变型对这两个化合物的敏感性明显增加。从这两个化合物与酶复合物的晶

3位的取代基能够到达体结构可以发现，两者C-150-空腔，并且能够将150-环锁定为开环状态。

Li等［16］人解析了2009年大流行的H1N1流感病毒的神经氨酸酶结构，发现该酶没有150-空腔结构。然而值得注意的是，在活性测试中该神经氨酸酶对化合物8和化合物9的敏感度和其他几种参与测试的N1亚型神经氨酸酶相近。根据此结Rudrawar等［15］认为2009大流行的H1N1神经果，

氨酸酶也具有150-空腔结构，该空腔在与合适的抑制剂结合时会一定程度上暴露出来。

奥司他韦与N1亚型神经氨酸酶的共结晶显奥司他韦的氨基离150-空腔很近，可以作为第示，

1组神经氨酸酶特异性抑制剂设计时的修饰位

Mohan空腔产生新的作用力，点。为了与150-等设计了一系列含有三唑环的奥司他韦类似物

10（图4）。三唑环C-4'位的取代基（R）是可与

150-空腔作用的基团，而三唑环则作为一个接头将取代基与中心骨架连接起来。该系列化合物对N1

－1

亚型神经氨酸酶的抑制常数在72nmol·L至11μmol·L－1之间。化合物11（图4）在该系列化合物中活性最好，但它对N2亚型神经氨酸酶的抑制活性仅为N1亚型抑制活性的1/37。这表明该系列化合物确实能够同时与第1组神经氨酸酶的活性中心及150-空腔作用，选择性抑制第1组神经氨

酸酶。

Chavas等［18］报道以神经氨酸酶为靶点的抗流感病毒药物可能也会对人类神经氨酸酶产生作

［19］

用。但Albohy等发现，该系列化合物对人类神经氨酸酶NEU3和NEU4没有抑制活性，只选择性抑制流感病毒神经氨酸酶。因此，通过在传统结构母核上引入取代基与150-空腔形成新的作

可以有效提高抑制剂对流感病毒神经氨酸用力，酶的选择性

。

［17］

Figure4Structuresofcompounds7－11

2.2分子

通过基于结构的虚拟筛选技术发现新化学

Arg156的胍基侧链产生氢键作用。根据这4个

Mitrasinovic又设计了化化合物与酶对接的结果，

合物13和14（图5），其X侧链都能与Arg156的

与之前54个化合物相比，它们有胍基形成氢键，

对酶有更高的亲和力。更低的结合自由能，

为了设计更有效的N1亚型神经氨酸酶抑制Park等［22］在奥司他韦的C-3位上引入了适当剂，

体积和电性的取代基来占据150-空腔，并通过分子动力模拟计算了新设计化合物的结合自由能。所有新设计化合物的结合自由能均低于奥司他

3位上引入的取代基可增强化合物韦，表明在C-与N1亚型神经氨酸酶的结合能力。此外，他们

还应用Lipinski五原则（化合物的分子量不超过500；logP不超过5；氢键供体不超过5个；氢键受体不超过10个）等进一步预测了该系列化合物的生物利用度。根据靶点亲和力及生物利用度的

Du等［20］通过分析H5N1禽流感病毒神经氨酸酶的晶体结构，以奥司他韦为骨架，设计了一系X分别代表氨列新型衍生物（12）（图5）。其中，

R代表18种不同的侧基、胍基和N-甲基胍基，

链。对该系列所有54个化合物进行对接打分后，选出了6个具有较高结合力和优势构象的化合物。这6个化合物有望成为抑制H5N1禽流感病毒（尤其是耐奥司他韦的H5N1病毒）的有效抑制剂。

Mitrasinovic等［21］使用两种不同的计随后，

E3.0.1）对这算方法（ArgusLab4.0.1和FlexX-54个奥司他韦类似物进行了柔性对接，并得到了

4个具有较低结合自由能的化合物。但是这4个化合物的X侧链都没有与位于150-空腔底部的

第2期蒋鑫等：靶向于流感病毒神经氨酸酶新位点的抑制剂研究进展

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综合评价，化合物15（图5）有望成为一个新型的H5N1禽流感病毒神经氨酸酶抑制剂。

Li等［23］把1000多个FDA批准的药物分子与N1亚型的开环构象进行了对接，然后筛选出了12个药物分子，这些药物分子都含有能够占据150-空腔的化学片段。将这些片段连接到奥司他他们设计了30个新化合物。在韦的骨架上之后，

对这些新化合物进行分子对接和分子动力学模拟

后发现，大部分化合物的结合能力接近或高于奥司他韦。化合物16～18（图5）都具有一个能占据150-空腔的取代呋喃环结构，它们的亲和力高于奥司他韦，能够与呈开环构象的N1亚型形成紧密的复合物，有希望成为一类新的N1亚型抑制剂。Wang等［24］通过筛选一个来源于NCI数据库（美国国家癌症研究所数据库）和ZINC数据库（由可购买到的化合物组成，用于虚拟筛选的免费数据库）的分子碎片库发现了一个适合150-空

N、O）将腔的分子碎片。用不同的连接原子（C、奥司他韦骨架和筛选出的碎片连接得到了化合物

19～21（图5）。分子对接结果显示，化合物19～21中的奥司他韦骨架保持了和奥司他韦类似的作用力，化合物中的碎片部分则与150-空腔形成

了氢键和疏水作用，因此，这3个化合物的亲和力

都大于奥司他韦。

［25］

化合物22和23（图5）是由D'Ursi等通过虚拟筛选得到的骨架新颖的化合物，两者的A

B环都能占据奥司他韦在活性中心的相应位置，环能很深的嵌入150-空腔，链状的接头则与Glu119和Asp151形成了氢键作用。D'Ursi等将

B环和链状接头连接在奥司他韦的C-6位上，设计了化合物24和25（图5）。对接研究结果显示，这两个化合物的奥司他韦部分位于酶的活性中

B环能够占据150-心，空腔，接头也能与Glu119和Asp151形成氢键，且二者的结合能力也比原来的化合物有所增强。

化合物26（图5）是从约230000个化合物中筛选得到的，它能明显地抑制H5N1和H1N1流感病毒的复制。虽然其酶活性不如奥司他韦，但它对奥司他韦具有协同效应。分子对接显示，化合物26能与N1亚型神经氨酸酶的开环构象相150-并与V116、环的R156和430-环的结合，T439等“热点”氨基酸残基形成氢键。而且它的因此它也许能和奥司结合模式与奥司他韦不同，

［26］

他韦或者扎那米韦同时结合于神经氨酸酶。

Figure5Structuresofcompounds12－26

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中国药物化学杂志第23卷

ContinuedFigure5

为了发现能与150-空腔结合的H5N1禽流感Rungrotmongkol等［27］运病毒神经氨酸酶抑制剂，

用计算机辅助组合化学方法设计了奥司他韦类似

物的虚拟化合物库，并通过一系列的虚拟筛选过程，在该化合物库中获得了含有84个化合物的组

·L－1，它们的IC50值均低于1nmol可进行合子集，

快速合成并测试酶抑制活性。

单纯使用受体的晶体结构进行虚拟筛选常忽

略了受体活性中心的动态变化。在充分 …… 此处隐藏：3229字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……