丝氨酸蛋白酶是一类在各种疾病中发挥多重作用的生物学上非常重要的蛋白质家族(如癌症增殖、自身免疫性疾病和过敏)。它们在人类中的主要功能是协调消化过程,然而丝氨酸蛋白酶也参与其他过程,如炎症、血液凝固以及原核生物和真核生物的免疫系统功能。
丝氨酸蛋白酶具有独特的结构,由两个β-桶状结构域组成,它们在催化活性位点处交汇,并可根据其底物特异性进一步分类为胰蛋白酶样(带正电荷的残基Lys/Arg)、弹性蛋白酶样(小的疏水残基Ala、Val、Gly)或胰凝乳蛋白酶样(大的疏水残基Phe/Tyr/Trp)。这些酶的特征在于由三个残基(Ser195、His57和Asp102,胰凝乳蛋白酶编号系统)组成的催化三联体,负责酰胺键的水解。
Life Chemicals为药物发现项目设计了两个专用的丝氨酸蛋白酶筛选库:
1. 基于2D 相似性的丝氨酸蛋白酶专注库(4,400个化合物);
2. 基于受体的虚拟筛选的丝氨酸蛋白酶靶向库(6,500个化合物)。
2D相似性的丝氨酸蛋白酶聚焦库
Life Chemicals的丝氨酸蛋白酶聚焦库包含了4,400种类药的筛选化合物,它们是已经确定了活性的已知丝氨酸蛋白酶抑制剂的小分子类似物。为了设计这个库,使用了2D指纹相似性搜索方法。首先,使用来自专利和文献的数据,收集了与丝氨酸蛋白酶相关的26,000种生物活性化合物的参考数据库。然后,使用MDL公共密钥和85%的Tanimoto相似性阈值,从Life Chemicals库存的高通量筛选化合物库中搜索与参考数据库中的化合物相似的化合物。
关键特点:
基于受体的虚拟筛选的丝氨酸蛋白酶靶向库
丝氨酸蛋白酶中最重要的代表之一是亚硝基酸蛋白酶,因为这些由真菌分泌的细胞外蛋白酶可能作为毒力因子。这些分泌的酶可能在病原体建立中起着核心作用。尽管亚硝基酸蛋白酶在致病真菌中广泛存在,但这类蛋白酶在真核生物中也是普遍存在的,并且是一个新颖且有趣的药物开发靶点。因此,Life Chemicals设计了一个基于受体的潜在亚硝基酸蛋白酶抑制剂库。使用Schrödinger软件建立了一个虚拟筛选工作流程,同时从参考晶体结构中提取了配体。从不同选择的丝氨酸蛋白酶抑制剂的参考集合和Life Chemicals的高通量筛选化合物库中的化合物经过了内部结构过滤,并在酶的活性位点进行了对接。筛选结果约有2,000种化合物,然后通过对受体-配体复合物和化合物多样性的手动评估进一步缩小