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Indexed by:期刊论文

Date of Publication:2016-11-15

Journal:物理化学学报

Included Journals:SCIE、PKU、ISTIC、CSCD、Scopus

Volume:32

Issue:11

Page Number:2693-2708

ISSN No.:1000-6818

Key Words:中东呼吸综合征冠状病毒;3C-like蛋白酶;肽类抑制剂;三维定量构效关系;分子对接;分子动力学

Abstract:3C-like蛋白酶是中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)等其它冠状病毒的繁殖过程中极为重要的蛋白酶.它已成为人类在抗冠状病毒领域中的研究热点.本文基于计算生物学方法对与MERS-CoV同属的蝙蝠冠状病毒HKU4 (HKU4-CoV)的43个肽类3C-like蛋白酶抑制剂分子,建立三维定量构效关系(3D-QSAR)模型.在基于配体叠合的基础上,发现比较分子相似性指数分析法(CoMSIA)中的四个场组合(位阻场、静电场、氢键供体场与氢键受体场)为最优的模型(Q2=0.522,Rncv2=0.996,Rpre2=0.904;Q2:交叉验证相关系数,Rncv2:非交叉验证相关系数,pre:验证集分子的预测值相关系数),并借助该模型通过分子对接(docking)与分子动力学(MD)方法阐明了配受体结合作用.实验结果表明:(1)基于最优的CoMSIA模型基础上的三维等势图形象地说明了分子基团的位阻作用、静电作用、氢键供体与氢键受体作用对分子生物活性的影响;(2)分子对接研究结果显示了疏水性以及结晶水、氨基酸His166和Glu169在配体和受体结合过程中产生重要作用;(3)分子动力学模拟进一步验证了分子对接模型的可靠性,并发现了两个新的关键氨基酸Ser24与Gln192,它们与配体产生了两个较强的氢键.此外,根据这些结果,一些新的具有潜在抑制活性的肽类化合物作为3C-like蛋白酶抑制剂被获得.以上结果能够帮助深入了解3C-like蛋白酶与肽类抑制剂的作用机理,并且能够为今后的抗MERS-CoV药物设计提供有价值的参考.