论文部分内容阅读
昆虫属于变态发育类型的节肢动物,其幼虫在生长过程中要经历多次蜕皮过程,才能完全发育成成虫。昆虫蜕皮发育过程中涉及几丁质的大量合成与降解,因此昆虫几丁质降解系统中的几丁质内切酶和β-N-乙酰己糖胺酶可以作为理想的昆虫杀虫剂靶标。根据已知几丁质降解酶的晶体结构信息,可以通过计算机辅助药物设计的方法分别针对β-N-乙酰己糖胺酶和几丁质内切酶,筛选具有靶标酶抑制活性的先导小分子化合物,引导新型昆虫生长调节剂的研发。已知玉米螟几丁质外切酶即β-N-乙酰己糖胺酶分别于三个小分子抑制剂TMG-chitotriomycin、 PUGNAc和NGT结合的晶体结构：(1)采取基于受体结构的分子对接方法,选择ZINC、 SPECS、 Enamine、 MOE和Maybridge为小分子数据库,使用GOLD、 FlexX和Vina软件经过三轮分子对接,筛选打分较高的化合物并购买。通过实验验证购买化合物活性,在抑制剂浓度为250μmol/L时,发现了两个来源于SPECS公司的抑制活性相对较高的小分子化合物:AK-968/11987282,抑制活性64%, AL-281/40711501,抑制活性54%；(2)采取基于配体的分子叠合方法,以具代表性抑制剂PUGNAc为叠合模板,选择ZINC和TOPSCIENCE数据库,使用Surflex-sim软件进行分子叠合操作,筛选与模板叠合程度较高的化合物。几丁质内切酶晶体结构已知,但不包含配体信息：(1)搜索几丁质内切酶的同源蛋白并叠合,根据同源蛋白配体的结合腔推测亚洲玉米螟几丁质内切酶的活性腔；(2)几丁质内切酶与外切酶结构相似,且催化机理完全相同,差异主要在于活性口袋的形状及大小。因此,对在几丁质外切酶抑制剂筛选中购买的化合物,同时验证了其几丁质内切酶活性,发现了5个来源于Enamine公司的具有几丁质内切酶抑制活性的化合物。这5个化合物为结构类似物,根据其共同子结构,采取子结构搜索的方法。以TOPSCIENCE和ZINC数据库为搜索对象,使用Pipeline Pilot软件的子结构搜索流程进行子结构搜索操作。对搜索到的化合物选择性购买,并进行酶抑制活性验证实验,最后发现了一个抑制活性相对较高的小分子。