第十一章基于靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)的藥物分子設(shè)計(jì)

當(dāng)前1頁(yè)，總共120頁(yè)?！緦W(xué)習(xí)要求】1.掌握基于靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)、全新藥物設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)虛擬篩選、基于片段藥物設(shè)計(jì)的基本概念。2.熟悉蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)法、分子對(duì)接方法及分類(lèi)、基于片段藥物設(shè)計(jì)的基本思路、基于片段藥物設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)；片段篩選的主要檢測(cè)技術(shù)；片段優(yōu)化的常用方法。3.了解全新藥物設(shè)計(jì)的常用方法、磁共振檢測(cè)技術(shù)的分類(lèi)和原理；SAR-by-NMR的原理和應(yīng)用；Tether和二次Tether技術(shù)的原理；結(jié)晶篩選的研究流程。當(dāng)前2頁(yè)，總共120頁(yè)?；诎悬c(diǎn)結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)是指一般應(yīng)用由X射線衍射、磁共振或分子模擬（同源建模法等）提供的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)信息，來(lái)輔助設(shè)計(jì)具有生物活性的化合物的過(guò)程?；谂潴w結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)是從研究一系列藥物分子對(duì)同一受體的活性出發(fā)，比較它們的結(jié)構(gòu)變化與生物活性之間的關(guān)系，找到對(duì)該受體能發(fā)生結(jié)合并產(chǎn)生活性的最普遍的結(jié)構(gòu)因素，并根據(jù)此結(jié)構(gòu)特征設(shè)計(jì)新的藥物分子。當(dāng)前3頁(yè)，總共120頁(yè)。以靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)為主的藥物設(shè)計(jì)可分為三大類(lèi)全新藥物設(shè)計(jì)：根據(jù)靶點(diǎn)活性位點(diǎn)構(gòu)建配體分子對(duì)接：以靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)來(lái)搜尋配體基于片段的藥物設(shè)計(jì)：根據(jù)靶點(diǎn)活性位置來(lái)構(gòu)建配體片段當(dāng)前4頁(yè)，總共120頁(yè)?；谏锎蠓肿影悬c(diǎn)結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)方法當(dāng)前5頁(yè)，總共120頁(yè)。第一節(jié)

靶蛋白結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)當(dāng)前6頁(yè)，總共120頁(yè)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能研究已成為后基因組時(shí)代最具挑戰(zhàn)性的研究課題。當(dāng)前測(cè)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要方法仍然是X-射線晶體學(xué)方法和多維核磁共振技術(shù)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的測(cè)定速度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于基因組測(cè)序和氨基酸序列的測(cè)定速度，無(wú)法滿(mǎn)足蛋白組學(xué)及其相關(guān)的學(xué)科需要。當(dāng)前7頁(yè)，總共120頁(yè)。（1）目標(biāo)序列與模板序列的比對(duì)；（2）根據(jù)同源蛋白的多重序列比對(duì)結(jié)果，確定同源蛋白的結(jié)構(gòu)保守區(qū)以及相應(yīng)的框架結(jié)構(gòu)；（3）目標(biāo)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)保守區(qū)的主鏈建模；（4）目標(biāo)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變異區(qū)的主鏈建模；（5）側(cè)鏈的安裝和優(yōu)化；（6）對(duì)模建結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和評(píng)估。同源模建的主要步驟當(dāng)前8頁(yè)，總共120頁(yè)。序列比對(duì)序列比對(duì)是同源模建的關(guān)鍵，大多數(shù)的序列比對(duì)方法都是以目標(biāo)蛋白質(zhì)和模板蛋白質(zhì)序列之間的相似性為基礎(chǔ)的，其準(zhǔn)確性可以通過(guò)進(jìn)行多序列比對(duì)得到提高。目前常用的序列比對(duì)程序有FASTA和BLAST等。許多藥物設(shè)計(jì)軟件公司也開(kāi)發(fā)了同源模建法預(yù)測(cè)蛋白的軟件模塊，如Tripos公司的Composer、Accelyrs公司的Homology等。當(dāng)前9頁(yè)，總共120頁(yè)。當(dāng)前10頁(yè)，總共120頁(yè)。折疊識(shí)別（foldrecognition）當(dāng)目標(biāo)蛋白質(zhì)找不到已知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)作模板時(shí)，可以采用蛋白質(zhì)折疊識(shí)別方法進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)。折疊識(shí)別法就是總結(jié)出已知的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模式作為目標(biāo)蛋白質(zhì)進(jìn)行匹配的模式，然后經(jīng)過(guò)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)的觀察，總結(jié)出可以區(qū)分正誤結(jié)構(gòu)的平均勢(shì)函數(shù)作為判別標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)選擇最佳的匹配方式。當(dāng)前11頁(yè)，總共120頁(yè)。從頭預(yù)測(cè)（denovoprediction）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)從頭預(yù)測(cè)是一個(gè)尚未成熟的研究領(lǐng)域，但發(fā)展?jié)摿κ志薮蟆Ｒ驗(yàn)樵摲椒ú恍枰廊魏我粋€(gè)目標(biāo)序列的同源蛋白質(zhì)，僅從蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)其高級(jí)結(jié)構(gòu)，一旦從頭預(yù)測(cè)的方法獲得重大突破，將有助于人們理解蛋白質(zhì)折疊的過(guò)程，影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素等基本問(wèn)題。當(dāng)前12頁(yè)，總共120頁(yè)?；钚晕稽c(diǎn)的分析方法通過(guò)探針來(lái)探測(cè)簡(jiǎn)單的分子或碎片如何能夠與生物大分子的活性位點(diǎn)很好地結(jié)合。用于分析的探針可以是一些簡(jiǎn)單的分子或碎片，例如水或苯環(huán)作為探針，通過(guò)分析它們與活性位點(diǎn)的相互作用情況，可以找到這些分子或碎片在活性部位中的可能結(jié)合位置。當(dāng)前13頁(yè)，總共120頁(yè)?；钚晕稽c(diǎn)分析法通常不能直接產(chǎn)生完整的配體分子，但它得到的有關(guān)靶點(diǎn)結(jié)合的信息對(duì)后面的全新藥物設(shè)計(jì)和分子對(duì)接等都有很好的指導(dǎo)意義。代表性的活性位點(diǎn)分析方法的軟件有GRID、MCSS和HINT等相關(guān)程序。當(dāng)前14頁(yè)，總共120頁(yè)。GRIDGRID程序由Goodford研究小組開(kāi)發(fā)，其基本原理是將靶點(diǎn)蛋白的活性部位劃分為有規(guī)則的網(wǎng)格，應(yīng)用分子力場(chǎng)的方法計(jì)算探針?lè)肿樱ㄋ肿踊蚣谆龋┰诓煌母顸c(diǎn)上與受體活性部位的相互作用能，以此解析探針?lè)肿优c靶點(diǎn)活性部位的相互作用情況，發(fā)現(xiàn)最佳作用位點(diǎn)。應(yīng)用GRID程序研究流感病毒的重要靶點(diǎn)神經(jīng)氨酸酶時(shí)，以氨為探針?lè)肿铀褜ど窠?jīng)氨酸酶結(jié)合位點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)用胍基取代抑制劑Neu5Ac2en的4-羥基，得到的化合物扎那米韋（zanamivir）活性大為提高，現(xiàn)已作為抗A型感冒病毒藥物上市。當(dāng)前15頁(yè)，總共120頁(yè)。MCSSMCSS是Karplus課題組發(fā)展的一種活性位點(diǎn)分析方法，其基本思路與GRID方法相似，但處理方式更為細(xì)致、深入。例如GRID方法中僅考慮探針和蛋白質(zhì)的非鍵相互作用，而MCSS法進(jìn)一步包括了探子分子片段的構(gòu)象能；GRID計(jì)算采用系統(tǒng)搜索法將探針?lè)肿悠我来畏旁诿總€(gè)格點(diǎn)上，而MCSS法將探針?lè)肿右远嗫截愋问椒胖迷诨钚钥诖?，利用蒙特卡羅模擬結(jié)合分子力學(xué)進(jìn)行優(yōu)化來(lái)尋找最佳作用位點(diǎn)。當(dāng)前16頁(yè)，總共120頁(yè)。Adlington等應(yīng)用MCSS對(duì)前列腺特異性免疫抗原（PSA）的活性位點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析，以此對(duì)已有的PSA抑制劑進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從而得到了迄今為止活性最高的PSA抑制劑，其IC50為（226±10）nmol/L。當(dāng)前17頁(yè)，總共120頁(yè)。HINTHINT（hydrophobicinteraction）是Kellogg等研究的計(jì)算分子脂水分配系數(shù)及評(píng)價(jià)的程序，目前已商業(yè)化并已有SYBYL和InsightⅡ下的版本。在SYBYL最新版本中，HINT已作為一個(gè)正式模塊推出，并能夠進(jìn)一步計(jì)算和顯示疏水場(chǎng)及兩分子間的疏水相互作用，并為CoMFA計(jì)算提供疏水場(chǎng)值。當(dāng)前18頁(yè)，總共120頁(yè)。第二節(jié)

分子對(duì)接與虛擬篩選當(dāng)前19頁(yè)，總共120頁(yè)。分子對(duì)接（moleculardocking）是通過(guò)研究小分子配體與靶點(diǎn)生物大分子相互作用，預(yù)測(cè)其結(jié)合模式和親和力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)的一種重要方法。根據(jù)配體與靶點(diǎn)作用的“鎖鑰原理”，分子對(duì)接可以有效地確定與靶受體活性部位空間和電性特征互補(bǔ)匹配的小分子化合物。一、分子對(duì)接當(dāng)前20頁(yè)，總共120頁(yè)。分子對(duì)接方法的分類(lèi)根據(jù)對(duì)接過(guò)程中是否考慮研究體系的構(gòu)象變化，可將分子對(duì)接方法分為以下三類(lèi)：剛性對(duì)接、半柔性對(duì)接和柔性對(duì)接。①剛性對(duì)接是指研究體系的構(gòu)象在對(duì)接過(guò)程中不發(fā)生變化；②半柔性對(duì)接是指在對(duì)接過(guò)程中研究體系中的配體構(gòu)象允許在一定范圍內(nèi)變化；③柔性對(duì)接是指研究體系在對(duì)接過(guò)程中構(gòu)象可以自由變化。當(dāng)前21頁(yè)，總共120頁(yè)。根據(jù)對(duì)接時(shí)配體分子的形式還可以將分子對(duì)接方法分為兩種基本類(lèi)型，即整體分子對(duì)接法和片段對(duì)接法。整體分子對(duì)接法是運(yùn)用特定搜索算法考察配體分子在靶點(diǎn)結(jié)合部位，根據(jù)評(píng)分函數(shù)找出最優(yōu)結(jié)合方式。片段對(duì)接法是將配體分子視為若干片段結(jié)構(gòu)的集合，先將其中一個(gè)或幾個(gè)基本片段放入結(jié)合空腔，然后在活性部位構(gòu)建分子的其余部分，最終得到理論上最優(yōu)的結(jié)合方式。當(dāng)前22頁(yè)，總共120頁(yè)。1.DOCK（1）應(yīng)用程序產(chǎn)生一個(gè)填充靶點(diǎn)分子表面的口袋或凹槽的球集,整理成假定結(jié)合位點(diǎn)。（2）在假定結(jié)合位點(diǎn)上，應(yīng)用一組球集表示配體，按照匹配原則確定配體與靶點(diǎn)的作用位點(diǎn)。（3）評(píng)價(jià)打分，DOCK支持多種評(píng)分函數(shù)，可以評(píng)價(jià)靶點(diǎn)活性部位與配體幾何形狀互補(bǔ)性、范德華作用和靜電作用等。有代表性的分子對(duì)接軟件當(dāng)前23頁(yè)，總共120頁(yè)。2.FlexX第一步是選擇配體的一個(gè)連接基團(tuán)，稱(chēng)為核心基團(tuán)；第二步是將核心基團(tuán)放置于活性部位，此時(shí)不考慮配體的其他部分；最后一步稱(chēng)為構(gòu)造，通過(guò)在已放置好的核心基團(tuán)上逐步增加其他基團(tuán)，構(gòu)造出完整的配體分子。當(dāng)前24頁(yè)，總共120頁(yè)。3.Affinity第一步是應(yīng)用蒙特卡羅或模擬退火法計(jì)算確定配體分子在靶點(diǎn)活性口袋的可能結(jié)合位置；第二步是通過(guò)分子力學(xué)或分子動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)行細(xì)致對(duì)接。當(dāng)前25頁(yè)，總共120頁(yè)。DOCK分子對(duì)接步驟對(duì)配體和靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)分別加氫原子、力場(chǎng)參數(shù)和電荷計(jì)算蛋白溶劑表面當(dāng)前26頁(yè)，總共120頁(yè)。結(jié)合部位模擬計(jì)算結(jié)合部分能量網(wǎng)格當(dāng)前27頁(yè)，總共120頁(yè)。打分評(píng)價(jià)尋找最佳匹配位置當(dāng)前28頁(yè)，總共120頁(yè)。分子對(duì)接應(yīng)用舉例通過(guò)對(duì)HIV-1蛋白酶與天門(mén)冬氨酸蛋白酶的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，并借助X-衍射波譜的結(jié)果，人們獲得了高精確度（1.8nm）的HIV-1蛋白酶的三維結(jié)構(gòu)，并建立起該酶的結(jié)構(gòu)模型。隨后，Desjarlais等人根據(jù)其晶體結(jié)構(gòu)中的酶活性部位，利用DOCK程序?qū)蚓w數(shù)據(jù)庫(kù)中的10000個(gè)分子與之進(jìn)行分子對(duì)接，按照打分?jǐn)?shù)值的高低排列。當(dāng)前29頁(yè)，總共120頁(yè)。然后對(duì)打分值最高的200個(gè)化合物進(jìn)行嚴(yán)格篩選，評(píng)價(jià)這些分子能否與酶的Asp25發(fā)生相互作用。最后發(fā)現(xiàn)溴哌醇具有較好的結(jié)合作用，經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，其Ki值為100mol/L，且選擇性很高。溴哌醇當(dāng)前30頁(yè)，總共120頁(yè)。高通量篩選的缺陷傳統(tǒng)的高通量篩選遇到許多問(wèn)題，一方面是藥理測(cè)試假陽(yáng)性結(jié)果，另一方面是化合物樣品來(lái)源短缺。盡管已報(bào)道的化合物數(shù)量非常龐大，但實(shí)際制藥公司和有關(guān)研究機(jī)構(gòu)現(xiàn)有的樣品庫(kù)卻數(shù)量有限，這種情況在我國(guó)表現(xiàn)更為突出。當(dāng)前31頁(yè)，總共120頁(yè)。二、計(jì)算機(jī)虛擬篩選技術(shù)利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)虛擬篩選技術(shù)可以有效克服上述困難，它利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力，根據(jù)某個(gè)靶標(biāo)的相關(guān)信息，利用三維藥效團(tuán)搜索或分子對(duì)接的方法，對(duì)商業(yè)化的化合物樣品庫(kù)進(jìn)行虛擬篩選以尋找可能的活性化合物，發(fā)現(xiàn)潛在的活性分子后，可以向公司或有關(guān)機(jī)構(gòu)定購(gòu)，然后進(jìn)行藥理測(cè)試。與傳統(tǒng)的高通量篩選技術(shù)相比，虛擬篩選不存在樣品的限制，其成本也遠(yuǎn)低于高通量篩選。當(dāng)前32頁(yè)，總共120頁(yè)。小分子三維數(shù)據(jù)庫(kù)

劍橋結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)（Cambridgestructuraldatabase，CSD）是由劍橋大學(xué)的劍橋晶體數(shù)據(jù)中心（Cambridgecrystallographicdatacentre）提供的有關(guān)有機(jī)小分子晶體結(jié)構(gòu)信息的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。在CSD中，所有這些晶體結(jié)構(gòu)都是通過(guò)X-射線或中子散射實(shí)驗(yàn)技術(shù)獲得。目前，CSD包含超過(guò)25700個(gè)有機(jī)化合物、金屬有機(jī)化合物以及金屬配合物的晶體結(jié)構(gòu)信息，其中約有89%的分子有明確的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。劍橋結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)前33頁(yè)，總共120頁(yè)。國(guó)家癌癥研究所數(shù)據(jù)庫(kù)到2000年為止，國(guó)家癌癥研究所數(shù)據(jù)庫(kù)（nationalcancerinstitutedatabase，NCI數(shù)據(jù)庫(kù)）共收集了約500000個(gè)化合物。盡管很多學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、政府部門(mén)及一些非營(yíng)利組織提交測(cè)試的化合物沒(méi)有任何限制條件，但是企業(yè)研究所通常要求對(duì)它們提供的化合物結(jié)構(gòu)和測(cè)試結(jié)果遵守保密協(xié)議。NCI數(shù)據(jù)庫(kù)中近一半的保密化合物公眾無(wú)法獲得。NCI數(shù)據(jù)庫(kù)最大的特點(diǎn)是擁有與之相配套的對(duì)公眾開(kāi)放的實(shí)物庫(kù)。一般情況下，在NCI數(shù)據(jù)庫(kù)中始終有約60%的化合物實(shí)物儲(chǔ)備。當(dāng)前34頁(yè)，總共120頁(yè)。ACD-3D數(shù)據(jù)庫(kù)ACD-3D數(shù)據(jù)庫(kù)是MDL數(shù)據(jù)庫(kù)的一種，是用戶(hù)檢索化學(xué)品供應(yīng)商和價(jià)格信息的一種有效途徑。目前，ACD-3D包含從世界范圍內(nèi)的651種化學(xué)品目錄中收錄的將近40萬(wàn)個(gè)化合物的信息，其中約33萬(wàn)個(gè)具有三維結(jié)構(gòu)，是目前世界上最大的可獲取的商業(yè)化學(xué)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)每半年更新一次。數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息包含化學(xué)品的純度、類(lèi)型、等級(jí)、劑量和可比價(jià)格等。當(dāng)前35頁(yè)，總共120頁(yè)。2003年MDL公司為了迎合高通量篩選而開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)庫(kù)availablechemicalsdirectory3D-screening（ACD-SC）。該庫(kù)的數(shù)據(jù)主要來(lái)自于42個(gè)商業(yè)化學(xué)品供應(yīng)商的產(chǎn)品目錄。這一數(shù)據(jù)庫(kù)提供了化學(xué)品供應(yīng)商所能夠提供的超過(guò)200萬(wàn)個(gè)化合物的三維結(jié)構(gòu)及相關(guān)信息。ACD-SC可以說(shuō)是ACD-3D的擴(kuò)展，而且所有的化合物都可以找到相關(guān)購(gòu)買(mǎi)信息。當(dāng)前36頁(yè)，總共120頁(yè)。MDLdrugdatareport3D（MDDR-3D）MDDR數(shù)據(jù)庫(kù)是MDL數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品中的一種。它的數(shù)據(jù)來(lái)源包括1988年以來(lái)11個(gè)國(guó)際專(zhuān)利部門(mén)的資料以及1500種期刊和300種會(huì)議論文中出現(xiàn)的約100000種與生物研究相關(guān)的化合物及其衍生物。該數(shù)據(jù)庫(kù)每月更新一次，每年化合物增長(zhǎng)規(guī)模在10000種左右。數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄信息的特點(diǎn)是包括生物活性和藥理性質(zhì)方面的數(shù)據(jù)。當(dāng)前37頁(yè)，總共120頁(yè)。虛擬篩選的策略基于分子對(duì)接的虛擬篩選流程圖當(dāng)前38頁(yè)，總共120頁(yè)。小分子數(shù)據(jù)庫(kù)準(zhǔn)備蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備二維分子數(shù)據(jù)庫(kù)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)原子／鍵類(lèi)歸屬三維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化原子化／電荷歸屬結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化構(gòu)象產(chǎn)生數(shù)據(jù)歸屬結(jié)合位點(diǎn)確定網(wǎng)格構(gòu)造分子對(duì)接打分評(píng)價(jià)／選分子類(lèi)藥性判斷侯選分子虛擬篩選后續(xù)分析當(dāng)前39頁(yè)，總共120頁(yè)。高通量篩選和虛擬篩選方法的比較方法測(cè)試化合物數(shù)量IC50<100mol/L命中數(shù)量IC50<10mol/L命中數(shù)量命中率（%）高通量篩選40000008560.021基于分子對(duì)接的虛擬篩選3651272134.8Doman等以2型糖尿病的靶點(diǎn)——蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B（PTP1B）抑制劑的發(fā)現(xiàn)為例，比較了高通量篩選和虛擬篩選方法。經(jīng)過(guò)虛擬篩選后再進(jìn)行生物學(xué)測(cè)試，其“命中率”比隨機(jī)的高通量篩選提高了1700倍。當(dāng)前40頁(yè)，總共120頁(yè)。舉例：雌激素受體調(diào)節(jié)劑英國(guó)Protherics分子設(shè)計(jì)公司發(fā)展了虛擬篩選方法DockCrunch，以雌激素受體三維結(jié)構(gòu)為靶標(biāo)，篩選了含有100多萬(wàn)個(gè)化合物的MDL/ACD-SC數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)虛擬篩選結(jié)果，購(gòu)買(mǎi)了37個(gè)化合物。藥理測(cè)試顯示，結(jié)合常數(shù)Ki小于100nmol/L的化合物有14個(gè)，有兩個(gè)化合物活性在nmol/L級(jí)別。當(dāng)前41頁(yè)，總共120頁(yè)。這些研究結(jié)果表明，與隨機(jī)篩選相比，虛擬篩選可以成百上千倍地提高篩選效率。因此，用虛擬篩選方法進(jìn)行創(chuàng)新藥物研究無(wú)論是在提高新藥研究與開(kāi)發(fā)的效率，還是在獲得新結(jié)構(gòu)活性化合物的速度方面，均具有十分重要的意義。當(dāng)前42頁(yè)，總共120頁(yè)。三、反向分子對(duì)接2001年反向分子對(duì)接（inversedocking）概念的提出，無(wú)疑為藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)掀起了一場(chǎng)新的革命。繼INVDOCK軟件后，TarFis-Dock、PharmMapper等免費(fèi)在線服務(wù)器為人們所熟知并逐漸得到認(rèn)可。其方便快捷的預(yù)測(cè)功能為藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)提供了至關(guān)重要的作用，是藥物研究與開(kāi)發(fā)中不可或缺的重要工具。當(dāng)前43頁(yè)，總共120頁(yè)。反向分子對(duì)接是將一個(gè)生物學(xué)活性已知的化合物與給定蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有結(jié)合位點(diǎn)的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)接，對(duì)于能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)接的蛋白質(zhì)，再進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法來(lái)驗(yàn)證其作為該活性已知化合物作用靶點(diǎn)的可能性。該技術(shù)能夠高效、大規(guī)模進(jìn)行靶點(diǎn)的確定和驗(yàn)證，預(yù)測(cè)與毒性相關(guān)的靶點(diǎn)。當(dāng)前44頁(yè)，總共120頁(yè)。根據(jù)配體-靶點(diǎn)之間的匹配程度，反向分子對(duì)接可分為藥效團(tuán)模型法（pharmacophore）、配體相似法（ligandsimilarity）和結(jié)合位點(diǎn)相似法（sitesimilarity）等。當(dāng)前45頁(yè)，總共120頁(yè)。反向分子對(duì)接流程示意圖

當(dāng)前46頁(yè)，總共120頁(yè)。第三節(jié)

全新藥物設(shè)計(jì)當(dāng)前47頁(yè)，總共120頁(yè)。全新藥物設(shè)計(jì)也稱(chēng)為從頭設(shè)計(jì)，它是根據(jù)靶點(diǎn)活性部位的形狀和性質(zhì)要求，通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)構(gòu)建出結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)互補(bǔ)的新配體分子。利用全新藥物設(shè)計(jì)的方法通常能夠在分子設(shè)計(jì)中引入一些新的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而幫助研究者突破原有的思想束縛，提出全新的先導(dǎo)結(jié)構(gòu)；但一般所設(shè)計(jì)的化合物通常需要研究者通過(guò)化學(xué)合成得到，因此設(shè)計(jì)人員一般也應(yīng)具有很好的有機(jī)化學(xué)和藥物合成背景。當(dāng)前48頁(yè)，總共120頁(yè)。全新藥物設(shè)計(jì)的分類(lèi)根據(jù)基本構(gòu)建模塊的產(chǎn)生方法不同，全新藥物設(shè)計(jì)方法又進(jìn)一步可細(xì)分為模板定位法、原子生長(zhǎng)法、分子碎片法等，其中分子碎片法目前應(yīng)用最為廣泛。當(dāng)前49頁(yè)，總共120頁(yè)。模板定位法模版定位法是指在靶點(diǎn)活性部位用模板構(gòu)建出一個(gè)形狀互補(bǔ)的圖形骨架，然后再根據(jù)其他性質(zhì)如靜電、疏水和氫鍵性質(zhì)，把圖形骨架轉(zhuǎn)化為一個(gè)個(gè)具體分子。當(dāng)前50頁(yè)，總共120頁(yè)。模板定位法設(shè)計(jì)配體示意圖當(dāng)前51頁(yè)，總共120頁(yè)。原子生長(zhǎng)法原子生長(zhǎng)法是指在靶點(diǎn)活性部位根據(jù)靜電、疏水和氫鍵相互作用，逐個(gè)添加原子，最終生長(zhǎng)出與靶點(diǎn)活性部位性質(zhì)、形狀互補(bǔ)的分子。原子生長(zhǎng)法已發(fā)展成兩種類(lèi)型，第一種是從種子原子開(kāi)始生長(zhǎng)原子，該種子原子為靶點(diǎn)活性部位易形成氫鍵的原子，一般以氧、氮等作用起始原子起點(diǎn)；第二種類(lèi)型是從起始結(jié)構(gòu)開(kāi)始生長(zhǎng)原子，該起始結(jié)構(gòu)可以是已知的底物或底物的一部分，它預(yù)先對(duì)接在靶點(diǎn)活性部位上。當(dāng)前52頁(yè)，總共120頁(yè)。當(dāng)前53頁(yè)，總共120頁(yè)。分子碎片法分子碎片法是指在靶點(diǎn)分子的活性部位，根據(jù)靜電、疏水和氫鍵相互作用，以碎片為模板，逐步生長(zhǎng)出性質(zhì)與形狀互補(bǔ)的分子。這里指的碎片，是由單一官能團(tuán)，如羥基、羰基或苯環(huán)所構(gòu)成。分子碎片法又分為碎片連接法與碎片生長(zhǎng)法兩種。當(dāng)前54頁(yè)，總共120頁(yè)。當(dāng)前55頁(yè)，總共120頁(yè)。分子碎片法進(jìn)行藥物設(shè)計(jì)的幾種連接方式：當(dāng)前56頁(yè)，總共120頁(yè)。應(yīng)用舉例：FKBP-12配體的發(fā)現(xiàn)當(dāng)前57頁(yè)，總共120頁(yè)。AgourooPharrnaoeutioals公司利用LUDI進(jìn)行了FKBP-12配體的設(shè)計(jì)工作，以FKBP-FKSO6復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)作為起點(diǎn)，把FKS06從復(fù)合物中刪除，采用LUDI程序來(lái)尋找和FRBP的活性位點(diǎn)能形成匹配的分子片段。從LUDI計(jì)算所給出的多種可能的分子片段中發(fā)現(xiàn)a能夠很好地填充部分活性口袋，并和受體形成好的幾何匹配和能量匹配。進(jìn)一步的研究表明，配體分子的亞甲基上引入酮基（化合物b）后能與Ile56的氨基形成氫鍵。當(dāng)前58頁(yè)，總共120頁(yè)。在此基礎(chǔ)上，再一次利用LUDI對(duì)配體分子進(jìn)行生長(zhǎng)。發(fā)現(xiàn)通過(guò)一個(gè)橋原子在化合物b的側(cè)鏈上連接芳香環(huán)有利于提高活性。經(jīng)反復(fù)比較，LUDI的計(jì)算結(jié)果顯示在芳香環(huán)的間位連上一個(gè)酚羥基能夠和靶點(diǎn)Asp37形成靜電相互作用，有利于提高活性。研究人員合成了化合物c。生物活性測(cè)試結(jié)果表明，該化合物具有較好的活性，Ki＝16mol/L；而芳香環(huán)間位沒(méi)有酚羥基取代的化合物d的Ki值僅為116mol/L。當(dāng)前59頁(yè)，總共120頁(yè)。

第四節(jié)

基于片段的藥物分子設(shè)計(jì)當(dāng)前60頁(yè)，總共120頁(yè)。一、基于片段的分子設(shè)計(jì)原理與方法基于片段的藥物設(shè)計(jì)（fragment-baseddrugdesign，F(xiàn)BDD）是一種將隨機(jī)篩選和基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合的藥物發(fā)現(xiàn)新方法?；谄蔚乃幬镌O(shè)計(jì)方法首先篩選得到低分子量和低親和力的片段，然后基于藥靶結(jié)構(gòu)信息將片段進(jìn)行優(yōu)化或連接，得到與藥靶親和力高并且類(lèi)藥性強(qiáng)的新分子。當(dāng)前61頁(yè)，總共120頁(yè)?；谄蔚乃幬镌O(shè)計(jì)是為了克服傳統(tǒng)高通量篩選的缺陷而逐步發(fā)展起來(lái)的藥物發(fā)現(xiàn)新方法。缺點(diǎn)：高通量篩選盲目性大，命中率很低，對(duì)于部分藥物靶點(diǎn)很難篩選得到理想的化合物，而且命中化合物的類(lèi)藥性比較差。高通量得到的活性化合物的各個(gè)片段往往不能與靶蛋白的活性口袋很好地結(jié)合，而且對(duì)其中的單個(gè)片段的優(yōu)化往往會(huì)影響整個(gè)分子，甚至是與靶點(diǎn)結(jié)合位置的改變。當(dāng)前62頁(yè)，總共120頁(yè)。高通量篩選和基于片段藥物設(shè)計(jì)比較當(dāng)前63頁(yè)，總共120頁(yè)。一般來(lái)說(shuō)，基于片段分子的設(shè)計(jì)研究可以分成三個(gè)階段：片段篩選、片段與藥靶復(fù)合物的結(jié)構(gòu)確證和基于片段構(gòu)建新分子。1.片段庫(kù)的建立

一個(gè)高質(zhì)量的片段庫(kù)是進(jìn)行基于片段藥物設(shè)計(jì)的前提條件。構(gòu)建片段庫(kù)需要考慮三個(gè)因素：庫(kù)容量、化學(xué)結(jié)構(gòu)多樣性和類(lèi)藥性。當(dāng)前64頁(yè)，總共120頁(yè)。2.結(jié)構(gòu)信息的確定

確定片段與藥靶結(jié)合的結(jié)構(gòu)信息對(duì)指導(dǎo)片段轉(zhuǎn)化為先導(dǎo)化合物過(guò)程起到至關(guān)重要的作用。3.基于片段構(gòu)建新分子

基于片段分子設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)就是要發(fā)現(xiàn)高活性的先導(dǎo)化合物甚至是候選藥物，這就需要利用藥靶活性位點(diǎn)與片段相互作用的結(jié)構(gòu)信息，在片段基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)計(jì)新的分子，以提高生物活性。當(dāng)前65頁(yè)，總共120頁(yè)。二、活性片段的檢測(cè)技術(shù)（一）磁共振技術(shù)利用NMR進(jìn)行藥物篩選的基本原理在于配體與生物大分子結(jié)合后，許多NMR參數(shù)（如化學(xué)位移等）會(huì)發(fā)生改變，通過(guò)檢測(cè)并分析這些數(shù)據(jù)，可以來(lái)判定配體是否與靶點(diǎn)結(jié)合、結(jié)合的強(qiáng)弱以及結(jié)合的模式。NMR篩選片段的方法一般可分為兩種：檢測(cè)配體的篩選（liganddetectionbasedscreening，LDBS）和檢測(cè)靶點(diǎn)的篩選（targetdetectionbasedscreening，TDBS）。當(dāng)前66頁(yè)，總共120頁(yè)。1.檢測(cè)配體的篩選LDBS法的原理是化合物在強(qiáng)磁場(chǎng)輻射下，核躍遷為激發(fā)態(tài)，然后緩慢回復(fù)到基態(tài)并釋放出相應(yīng)的能量，不同的核恢復(fù)到基態(tài)的時(shí)間不同，這個(gè)時(shí)間叫弛豫時(shí)間（relaxationtime）。弛豫時(shí)間的長(zhǎng)短與分子大小成反比，小分子的化合物弛豫時(shí)間長(zhǎng)，大分子的靶蛋白弛豫時(shí)間短，當(dāng)藥物與靶蛋白結(jié)合后就變成大分子，弛豫時(shí)間就會(huì)變短。當(dāng)前67頁(yè)，總共120頁(yè)。用LDBS法進(jìn)行化合物活性篩選時(shí)，首先用普通條件測(cè)定小分子化合物的NMR譜，然后向小分子化合物中加入靶蛋白，向磁共振儀引入一個(gè)適當(dāng)?shù)难訒r(shí)使靶蛋白分子不能被檢測(cè)到，在這種條件下再檢測(cè)一次。當(dāng)前68頁(yè)，總共120頁(yè)。如化合物未與靶蛋白結(jié)合，它的NMR譜仍可以被檢測(cè)到；如化合物與靶蛋白結(jié)合，就會(huì)成為蛋白的一部分，其核的弛豫時(shí)間就會(huì)縮短而無(wú)法檢測(cè)到它的NMR譜。根據(jù)加入靶蛋白前后NMR譜的差異可計(jì)算出化合物與靶蛋白的結(jié)合率。這種篩選方法不僅可篩選純化合物，而且還可篩選混合物，不管是天然提取的還是組合化學(xué)合成的多組分樣品都可不經(jīng)分離直接進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)前69頁(yè)，總共120頁(yè)。報(bào)告配體篩選方法（reporterligandscreening）可在一定程度上克服LDBS方法的缺陷。該方法的原理是在篩選樣品中加入一個(gè)已知能與藥靶某一區(qū)域具有弱結(jié)合的分子，稱(chēng)為報(bào)告配體或探針。篩選樣品中的片段分子可競(jìng)爭(zhēng)性地與報(bào)告配體結(jié)合藥靶，親和力高于報(bào)告配體的片段分子被檢測(cè)出來(lái)。這種方法篩選得到片段與報(bào)告配體結(jié)合到藥靶相同的區(qū)域，避免檢測(cè)到與藥靶的非功能區(qū)域結(jié)合的片段，有效降低了假陽(yáng)性，具有特異性高的特點(diǎn)。當(dāng)前70頁(yè)，總共120頁(yè)。2.檢測(cè)靶點(diǎn)的篩選TDBS法的原理是當(dāng)小分子與靶蛋白結(jié)合后，會(huì)改變蛋白質(zhì)結(jié)合位點(diǎn)的局部化學(xué)環(huán)境，通過(guò)15N標(biāo)記蛋白的二維N15和H1異核單量子相關(guān)譜（2Dheteronuclearsinglequantumcorrelationspectra，HSQC），可以找出各酰胺信號(hào)15N或1H的化學(xué)位移變化。采用TDBS法的先決條件是必須知道靶蛋白的結(jié)構(gòu)，要求靶蛋白需進(jìn)行15N標(biāo)記，這樣才能保證靶蛋白NMR譜能準(zhǔn)確識(shí)別每個(gè)酰胺結(jié)合位點(diǎn)的特征峰。當(dāng)前71頁(yè)，總共120頁(yè)。TDBS法不僅可用于校正高通量篩選的假陽(yáng)性結(jié)果，確保測(cè)試化合物結(jié)合在準(zhǔn)確的部位；還可指導(dǎo)新化合物的設(shè)計(jì)，即把相鄰的幾個(gè)結(jié)合于靶蛋白活性位點(diǎn)亞區(qū)域的低親和性配體片段，通過(guò)優(yōu)化組裝連接，就可設(shè)計(jì)得到所期望的高親和性配體。另外TDBS法還可用于功能未知的新靶蛋白的篩選。當(dāng)前72頁(yè)，總共120頁(yè)。TDBS法的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度高、特異性強(qiáng)，可獲得靶蛋白結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)信息。但是，TDBS法在技術(shù)上還有很大的局限性，目前它僅適用于分子量小于40000的靶蛋白，靶蛋白要進(jìn)行N15標(biāo)記，而且要能制備200mg以上的量，因此其應(yīng)用受到一定限制。當(dāng)前73頁(yè)，總共120頁(yè)。3.磁共振構(gòu)效關(guān)系研究法

SAR-by-NMR法由Fesik小組提出，是目前應(yīng)用最廣的NMR篩選方法。首先，通過(guò)二維15N-HSQC譜中15N或1H的化學(xué)位移的變化來(lái)檢測(cè)是否有小分子與靶蛋白結(jié)合。然后通過(guò)對(duì)作用于每個(gè)亞區(qū)域的片段進(jìn)行優(yōu)化和重新組裝便得到所期望的高親和性配體。當(dāng)前74頁(yè)，總共120頁(yè)。Shuker等采用SAR-by-NMR法發(fā)現(xiàn)了親和力達(dá)nmol級(jí)的FK506蛋白抑制劑。SAR-by-NMR發(fā)現(xiàn)FK506蛋白抑制劑

當(dāng)前75頁(yè)，總共120頁(yè)。（二）質(zhì)譜技術(shù)質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)分為非共價(jià)結(jié)合方法和共價(jià)結(jié)合方法。電噴霧電離質(zhì)譜是非共價(jià)結(jié)合檢測(cè)的代表方法，Tether技術(shù)是共價(jià)結(jié)合檢測(cè)的代表方法。當(dāng)前76頁(yè)，總共120頁(yè)。1.電噴霧電離質(zhì)譜方法

（1）電噴霧電離質(zhì)譜方法的原理非共價(jià)結(jié)合方法指活性片段和靶蛋白之間靠氫鍵、范德華力、疏水作用等弱結(jié)合力形成片段-靶蛋白復(fù)合物，一般借助電噴霧電離質(zhì)譜（electrosprayionizationmassspectrometry，ESI-MS）進(jìn)行分析和檢測(cè)。當(dāng)前77頁(yè)，總共120頁(yè)。（2）電噴霧電離質(zhì)譜方法的應(yīng)用細(xì)菌23SrRNA的U1061A功能域是一個(gè)抗菌靶點(diǎn)，Criffey等采用SAR-by-MS成功發(fā)現(xiàn)了高親和力的配體。當(dāng)前78頁(yè)，總共120頁(yè)。SAR-by-MS方法發(fā)現(xiàn)細(xì)菌U1061A功能域配體當(dāng)前79頁(yè)，總共120頁(yè)。2.Tether方法（1）Tether技術(shù)的原理Tether技術(shù)的原理是靶蛋白的半胱氨酸殘基巰基與連有二硫鍵側(cè)鏈的片段形成新的二硫鍵。Tether技術(shù)由Sunesis公司發(fā)明，它是借助質(zhì)譜識(shí)別片段來(lái)指導(dǎo)藥物設(shè)計(jì)。Tether技術(shù)不僅能檢測(cè)片段和靶蛋白是否結(jié)合，而且能夠檢測(cè)是否結(jié)合在特定的位點(diǎn)。當(dāng)前80頁(yè)，總共120頁(yè)。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)用Tether方法篩選的含有二硫鍵片段由三個(gè)部分組成：片段母體、連接基團(tuán)和離去基團(tuán)（一般為2-巰基乙胺）。Tether方法的原理當(dāng)前81頁(yè)，總共120頁(yè)。此外，通過(guò)二次Tether技術(shù)檢測(cè)識(shí)別連接毗鄰位點(diǎn)的活性片段，然后將連接兩個(gè)片段的二硫鍵以合適的連接子替換，就能得到高活性的化合物。二次Tether方法的原理當(dāng)前82頁(yè)，總共120頁(yè)。（2）Tether技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：片段與藥靶之間形成了穩(wěn)定并且可逆的二硫鍵，通過(guò)熱力學(xué)平衡原理，用質(zhì)譜快速檢測(cè)得到與藥靶具有較好契合的片段，降低了假陽(yáng)性率。片段與藥靶形成二硫鍵后有利于開(kāi)展分子模擬研究或者測(cè)定復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)，從而精確定位片段在藥靶活性位點(diǎn)的位置，指導(dǎo)片段的優(yōu)化或者連接。當(dāng)前83頁(yè)，總共120頁(yè)。缺點(diǎn)：需要用定點(diǎn)突變的技術(shù)在藥靶活性位點(diǎn)引入半胱氨酸殘基，增加了實(shí)驗(yàn)難度。當(dāng)前84頁(yè)，總共120頁(yè)。（3）Tether技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例——β-淀粉樣前體蛋白裂解酶-1抑制劑的發(fā)現(xiàn)β-淀粉樣前體蛋白裂解酶-1（β-amyloidprecursorproteincleavageenzyme，BACE-1）是治療老年癡呆癥的重要靶點(diǎn)。當(dāng)前85頁(yè)，總共120頁(yè)。（4）二次Tether方法的原理及應(yīng)用二次Tether方法（tetheringwithextenders）的原理是用一個(gè)已知的活性片段對(duì)靶蛋白進(jìn)行共價(jià)修飾，然后將片段潛在的另一個(gè)巰基游離出來(lái)，用Tether方法去結(jié)合新的片段。當(dāng)前86頁(yè)，總共120頁(yè)。在起始階段對(duì)靶蛋白共價(jià)結(jié)合的活性片段可以是由Tether方法篩選得到，也可以是通過(guò)其他手段發(fā)現(xiàn)的，一般具有中度的親和力。然后，將片段脫保護(hù)，游離出巰基，再次用前述的Tether方法篩選含有二硫鍵的片段庫(kù)，通過(guò)形成新的二硫鍵來(lái)識(shí)別得到結(jié)合在藥靶毗鄰位點(diǎn)的第二個(gè)活性片段。最后，將連接兩個(gè)片段的二硫鍵以合適的連接子替換，就能得到了高活性的化合物。當(dāng)前87頁(yè)，總共120頁(yè)。利用二次Tether方法發(fā)現(xiàn)高活性的半胱氨酸蛋白酶-3（caspase-3）抑制劑。當(dāng)前88頁(yè)，總共120頁(yè)。3.X-射線單晶衍射技術(shù)X-射線單晶衍射技術(shù)（X-raycrystallography）是研究分子結(jié)構(gòu)最有效和最精確的方法。早期的X-射線單晶衍射技術(shù)比較落后，測(cè)定蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)耗時(shí)久、精確度低，不利于大量分子的篩選。隨著X-衍射實(shí)驗(yàn)技術(shù)、儀器自動(dòng)化程度和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，采用X-射線單晶衍射技術(shù)測(cè)定蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)-配體復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)正趨向成熟，目前已經(jīng)有60000余個(gè)蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)被測(cè)定。當(dāng)前89頁(yè)，總共120頁(yè)。通過(guò)共結(jié)晶（co-crystallization）和結(jié)晶浸潤(rùn)（soaking）技術(shù)，靶蛋白可以快速識(shí)別并結(jié)合活性片段形成復(fù)合物，后者的三維結(jié)構(gòu)可通過(guò)高通量X-射線衍射技術(shù)快速測(cè)定，這種方法稱(chēng)為結(jié)晶篩選（crystallographicscreening）。這種方法不僅可以檢測(cè)片段是否有結(jié)合，而且還能精確地檢測(cè)出結(jié)合在靶蛋白的具體位置。當(dāng)前90頁(yè)，總共120頁(yè)。結(jié)晶篩選是一種比較理想的基于片段藥物設(shè)計(jì)方法，它能夠直接測(cè)定片段-靶蛋白復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)信息，這不僅大大降低了非特異性結(jié)合和假陽(yáng)性發(fā)生的概率，而且對(duì)后繼的片段優(yōu)化和連接提供了直接的指導(dǎo)信息。結(jié)晶篩選的缺陷在于對(duì)技術(shù)和儀器要求很高，不僅需建立高通量蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)測(cè)試平臺(tái)，而且需要自動(dòng)化程度較高的實(shí)驗(yàn)機(jī)器人。當(dāng)前91頁(yè)，總共120頁(yè)。（1）結(jié)晶篩選技術(shù)的原理用于結(jié)晶篩選的片段庫(kù)一般含有1000個(gè)左右分子。一般含有1000個(gè)分子的片段庫(kù)，通?？梢园l(fā)現(xiàn)10~50個(gè)活性片段，然后從中選擇4~5個(gè)片段進(jìn)行優(yōu)化。片段選擇主要根據(jù)片段與靶蛋白的作用模式，并結(jié)合合成可行性。片段優(yōu)化一般通過(guò)構(gòu)建組合庫(kù)，采用組合化學(xué)的方法進(jìn)行平行合成。當(dāng)前92頁(yè)，總共120頁(yè)。結(jié)晶篩選過(guò)程一般分為四個(gè)階段結(jié)晶篩選的研究流程當(dāng)前93頁(yè)，總共120頁(yè)。（2）結(jié)晶篩選技術(shù)的應(yīng)用——脾臟酪氨酸激酶抑制劑的發(fā)現(xiàn)結(jié)晶篩選技術(shù)發(fā)現(xiàn)新型脾臟酪氨酸激酶抑制劑當(dāng)前94頁(yè)，總共120頁(yè)。三、從活性片段到先導(dǎo)化合物的研究方法上文介紹了各種活性片段檢測(cè)技術(shù)，但是從新藥發(fā)現(xiàn)角度而言，發(fā)現(xiàn)活性片段僅僅是研究的第一步，將活性片段轉(zhuǎn)化變?yōu)橄葘?dǎo)化合物甚至是候選藥物才是基于片段藥物設(shè)計(jì)研究的最終目的。從片段到先導(dǎo)化合物的設(shè)計(jì)方法主要分為以下三種：片段生長(zhǎng)（fragmentgrowth）法、片段連接（fragmentlinking）或片段融合（fragmentfusion）法、片段自組裝（fragmentself-assembly）法。當(dāng)前95頁(yè)，總共120頁(yè)。（一）片段生長(zhǎng)法片段生長(zhǎng)又稱(chēng)為片段演化（fragmentevolution）或片段加工（fragmentelaboration），其基本原理如下圖所示。片段生長(zhǎng)原理當(dāng)前96頁(yè)，總共120頁(yè)。1.過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體激動(dòng)劑過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體（peroxisomeproliferatoractivatedreceptor，PPAR）是治療2型糖尿病的重要靶點(diǎn)，它有三種亞型：PPARα、PPARγ和PPARδ。Plexxikon公司的科研小組利用結(jié)晶篩選方法篩選小分子片段庫(kù)（分子量在150~350之間），初步篩選得到170個(gè)活性片段。當(dāng)前97頁(yè)，總共120頁(yè)。當(dāng)前98頁(yè)，總共120頁(yè)。2.周期素依賴(lài)性蛋白激酶2抑制劑周期素依賴(lài)性蛋白激酶2（cyclin-dependentkinase2，CDK2）是細(xì)胞周期的重要調(diào)控元件，也是癌癥治療的重要靶標(biāo)。當(dāng)前99頁(yè)，總共120頁(yè)。3.凝血因子Ⅹa抑制劑凝血因子Ⅹa（factorⅩa）是治療凝血障礙的重要靶點(diǎn)。當(dāng)前100頁(yè)，總共120頁(yè)。（二）片段連接與融合片段連接的原理如下圖所示，片段a和b分別作用于靶蛋白的不同活性口袋，且兩個(gè)活性口袋毗鄰，將兩個(gè)片段用合適的連接基團(tuán)連接起來(lái)得到親和力增強(qiáng)的新分子。片段連接和融合原理當(dāng)前101頁(yè)，總共120頁(yè)。1.Bcl-XL抑制劑

腫瘤的發(fā)生與Bcl-2和Bcl-XL的過(guò)表達(dá)相關(guān)。因此，研制Bcl-XL的高效抑制劑對(duì)癌癥的治療有重要的意義。當(dāng)前102頁(yè)，總共120頁(yè)。當(dāng)前103頁(yè)，總共120頁(yè)。2.基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑

基質(zhì)金屬蛋白酶（matrixmetalloproteinase，MMPs）是抗腫瘤藥物的作用靶點(diǎn)。當(dāng)前104頁(yè)，總共120頁(yè)。3.尿激酶（urokinase）抑制劑的抗腫瘤作用靶點(diǎn)當(dāng)前105頁(yè)，總共120頁(yè)。（三）片段自組裝片段自組裝可以看作是一種自動(dòng)的片段連接方法，如下圖所示，在片段篩選過(guò)程中，分別結(jié)合在活性位點(diǎn)中相毗鄰的結(jié)合口袋的兩個(gè)活性片段a和b含有可相互反應(yīng)的基團(tuán)，這兩個(gè)片段可自發(fā)地反應(yīng)連接成為高活性的化合物。片段自組裝原理當(dāng)前106頁(yè)，總共120頁(yè)。片段的自組裝一般通過(guò)兩種新術(shù)實(shí)現(xiàn)：點(diǎn)擊反應(yīng)（clickreaction）和動(dòng)態(tài)組合化學(xué)（dynamiccombinatorialchemistry，DCC）。點(diǎn)擊化學(xué)的基本思想是利用一些近乎“完美”的化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)特定構(gòu)建模塊的快速合成或組裝。動(dòng)態(tài)組合化學(xué)將組合化學(xué)與分子識(shí)別和自我裝配有機(jī)結(jié)合起來(lái)，動(dòng)態(tài)組合化學(xué)庫(kù)中的片段之間能發(fā)生可