專利名稱：一種microRNA小分子化合物抑制劑篩選的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及藥物設(shè)計(jì)方面。
背景技術(shù)：
MicroRN A(微小RNA)是一種長(zhǎng)度為18 25核苷酸單鏈的內(nèi)源性非編碼性小RNA。它主要通過(guò)與耙標(biāo)基因3'非翻譯區(qū)的完全或不完全配對(duì)，抑制其翻譯，從而參與調(diào)控個(gè)體發(fā)育、細(xì)胞凋亡、增殖及分化等生命活動(dòng)。在病理?xiàng)l件下，microRNA可通過(guò)調(diào)控其靶標(biāo)基因及其參與的信號(hào)通路，影響腫瘤的發(fā)生和發(fā)展，發(fā)揮著類似于癌基因或抑癌基因的功能。實(shí)驗(yàn)表明在很多腫瘤中， 一些類型的microRNA是高表達(dá)的，這些高表達(dá)的microRNA與腫瘤的侵入性、轉(zhuǎn)移性等有一定的相關(guān)性。這些microRNA為腫瘤診斷和治療提供了新的策略。 目前抑制microRNA功能的普遍方法是采用反義抑制的原理。實(shí)驗(yàn)證明，與成熟體microRNA完全互補(bǔ)或與前體microRNA—些區(qū)域互補(bǔ)的經(jīng)過(guò)修飾的RNA可以有效的抑制microRNA功能。 一些體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明，這種抑制RNA通過(guò)體內(nèi)注射也有效果。因此具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。 然而，反義抑制方法存在體內(nèi)給藥困難的問題。目前的各種向體內(nèi)運(yùn)送RNA方法，包括化學(xué)轉(zhuǎn)染試劑以及病毒載體等，都存在效率和安全性問題，因此一直無(wú)法達(dá)到臨床應(yīng)用的要求。而傳統(tǒng)的小分子化合物藥物則在給藥方面存在明顯的優(yōu)勢(shì)，或注射或口服，簡(jiǎn)單有效。因此我們認(rèn)為小分子化合物抑制劑將比傳統(tǒng)的反義抑制RNA更有潛力成為靶向microRNA的藥物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種篩選抑制microRNA活性的小分子化合物的方法。適用
于由microRNA高表達(dá)引發(fā)的諸如惡性腫瘤，糖尿病等疾病的藥物設(shè)計(jì)。 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，主要包括如下流程步驟1， microRNA前體序列三維結(jié)構(gòu)模
型的構(gòu)建及優(yōu)化；步驟2，小分子化合物三維結(jié)構(gòu)的獲得；步驟3，分子對(duì)接；步驟4，過(guò)濾非
特異性結(jié)合化合物。 該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬篩選，相比于傳統(tǒng)方法，省時(shí)省力；基于結(jié)構(gòu)篩選的microRNA抑制劑可以保證抑制劑的特異性，抑制劑只對(duì)單一的microRNA起抑制作用，而不影響其他的microRNA。開發(fā)的小分子藥物在給藥過(guò)程中無(wú)須轉(zhuǎn)染試劑，注射或口服均可，簡(jiǎn)單有效。


圖1是本發(fā)明所述的一種microRNA小分子化合物抑制劑篩選的方法的流程圖。 圖2中舉例說(shuō)明了名為has-miR-373的microRNA三維結(jié)構(gòu)模型。 圖3中舉例說(shuō)明了名為has-miR-373的microRNA進(jìn)行分子對(duì)接的結(jié)果，為三維表述。 圖4中舉例說(shuō)明了名為has-miR-373的microRNA進(jìn)行分子對(duì)接的結(jié)果，為表格表 述。
具體實(shí)施例方式
參圖1所示，本發(fā)明所述的方法中，主要流程為 步驟1 ， microRNA前體序列三維結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建及優(yōu)化； 步驟2，小分子化合物的獲得； 步驟3，分子對(duì)接； 步驟4，過(guò)濾非特異性結(jié)合化合物 下面做具體的說(shuō)明 步驟l. 首先從Sanger數(shù)據(jù)庫(kù)(htt。//microrna. sanger. ac. uk/sequences/) 獲得microRNA前體的序列，序列三級(jí)結(jié)構(gòu)模型由MC-SYM軟件(http:〃www. maior. iric. ca/MC-Pipeline/)獲得，并對(duì)獲得的三維結(jié)構(gòu)模型使用TINKER軟件包(http:〃dasher. wustl. edu/tinker/)進(jìn)行會(huì)隨優(yōu)化。 步驟2.小分子化合物的獲得。通過(guò)篩選NCI數(shù)據(jù)庫(kù)(http:〃dtp. nci. nih. gov)， 篩選出2000個(gè)具有成藥潛能的化合物，并獲得這2000個(gè)小分子化合物數(shù)據(jù)的三維結(jié)構(gòu)模 型。 步驟3.分子對(duì)接。利用AutoGrid4禾口 AutoDock4(http:〃autodock. scripps. edu/)軟件執(zhí)行microRNA前體與小分子化合物的分子對(duì)接。 步驟4.過(guò)濾非特異結(jié)合化合物?？紤]到有的化合物可能對(duì)雙鏈核糖核酸具有非 特異的結(jié)合，需要將這部分化合物從結(jié)果中剔除。方法是隨機(jī)產(chǎn)生一段雙鏈核糖核酸序列， 重復(fù)步驟l-3，將得到的化合物從結(jié)果中剔除。
本方法的特征 該方法采用構(gòu)建三維結(jié)構(gòu)模型的方法來(lái)篩選能夠與目標(biāo)microRNA結(jié)合的小分子 化合物，相比于常規(guī)方法中采用大規(guī)模，盲目的篩選，具有更加方便，經(jīng)濟(jì)，高效的特點(diǎn)。另 外，本方法針對(duì)特定的microRNA，可以找到特異的小分子化合物，從而為后續(xù)的靶向藥物設(shè) 計(jì)提供了準(zhǔn)確的依據(jù)。 下面以名為has-mir-373的microRNA為例，做進(jìn)一步的說(shuō)明 has-miR-373前體序列由htt。
〃microrna. sanger. ac. uk/sequences/獲得。前 體序列為 UGUCGGGUAGCUUAUCAGACUGAUGUUGACUGUUGAAUCUC
AUGGCAACACCAGUCGAUGGGCUGUCUGACA 選取has-miR-373前體序列環(huán)狀部分用于構(gòu)建三級(jí)結(jié)構(gòu)并進(jìn)行能量?jī)?yōu)化。三級(jí)結(jié) 構(gòu)預(yù)測(cè)結(jié)果如圖2所示 2000個(gè)小分子化合物的三維結(jié)果均從NCI數(shù)據(jù)庫(kù)(http:〃dtp. nci. nih. gov)中 獲得。 分子對(duì)接方式如圖3所示，對(duì)接只發(fā)生在圖中的立方體區(qū)域中。
其分子對(duì)接結(jié)果如圖4所示。
4
注ID為小分子在數(shù)據(jù)庫(kù)里的隨機(jī)編號(hào)；deltaG為分子對(duì)接結(jié)合自由能，單位為
kcal/mol ;IC為Estimated Inhibition Constant ;NSC#為小分子的NSC編號(hào)。 以上是對(duì)本發(fā)明的描述而非限定，基于本發(fā)明思想的其它實(shí)施方式，均在本發(fā)明
的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
一種microRNA小分子化合物抑制劑篩選的方法，其特征在于該方法包括有如下步驟步驟1，microRNA前體序列三維結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建及優(yōu)化；步驟2，小分子化合物的獲得；步驟3，分子對(duì)接；步驟4，過(guò)濾非特異性結(jié)合化合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種microRNA小分子化合物抑制劑篩選的方法，其特征在 于在步驟1中三維結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建采用的是microRNA前體序列。
全文摘要
本發(fā)明提供一種microRNA小分子化合物抑制劑篩選的方法，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及藥物設(shè)計(jì)方面。本發(fā)明主要包括如下流程步驟1，microRNA前體序列三維結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建及優(yōu)化；步驟2，小分子化合物的獲得；步驟3，分子對(duì)接；步驟4，過(guò)濾非特異性結(jié)合化合物。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬篩選，相比于傳統(tǒng)方法，省時(shí)省力；基于結(jié)構(gòu)篩選的microRNA抑制劑可以保證抑制劑的特異性，抑制劑只對(duì)單一的microRNA起抑制作用，而不影響其他的microRNA。開發(fā)的小分子藥物在給藥過(guò)程中無(wú)須轉(zhuǎn)染試劑，注射或口服均可，簡(jiǎn)單有效。
文檔編號(hào)C12Q1/68GK101712981SQ200810200819
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2008年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者劉極龍, 曾華宗, 荊清 申請(qǐng)人:上海敏芯信息科技有限公司