磷酸二酯酶(PDE)是一类能够降解第二信使分子cAMP和cGMP中的磷酸二酯键以终止信号转导的酶家族。它是药物发现项目中寻找有效且选择性治疗中枢神经系统退行性疾病的有吸引力的药物靶点。
双cAMP/cGMP磷酸二酯酶在纹状体中型多棘神经元中高表达,而在大脑其他部位和其他组织中其表达水平非常低。研究发现,磷酸二酯酶抑制剂,例如PDE10,可能潜在地治疗精神疾病和神经系统疾病,包括精神分裂症、妄想症、焦虑症、阿尔茨海默病、运动障碍如帕金森病和亨廷顿病。然而,当前药物对这些疾病中导致严重残疾的认知功能障碍并未显著改善。
Life Chemicals通过结合不同的计算方法,开发了一种独特的计算机模拟搜索潜在磷酸二酯酶PDE10抑制剂的方法,最终筛选出1400个小分子筛选化合物。
库设计
在第一阶段,从蛋白质数据库(Protein Data Bank)获取了所有与小分子磷酸二酯酶抑制剂(除片段外)结合的PDE10的X射线结构。然后,在进行多样性分析并丢弃最相似的结构后,生成了42个3D药效团模型,并对其与Life Chemicals HTS化合物库进行了筛选。除了配体特征外,这些模型还包括PDE10A活性位点的边界。
通过应用12个药效团假设,大约有10,000个虚拟筛选命中化合物被发现,并进入第二阶段 - 分子对接。对接(Glide,Schrödinger)是基于3个构象不同的PDE10A结构进行的。在对接和手动检查复合物之后,选出了1,450个评分最高且结构多样的潜在磷酸二酯酶PDE10抑制剂,并构建了PDE10专注的筛选化合物库。该库符合Lipinski五规则,并且不包含PAINS、有毒和反应性化合物。