專利名稱：一種以cdk1為靶點(diǎn)的抗癌藥物的篩選方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用虛擬篩選技術(shù)結(jié)合體外生物活性檢測(cè)進(jìn)行藥物篩選的方法，具體涉及以CDKl為靶點(diǎn)的抑制劑的虛擬篩選模型及體外測(cè)試模型的建立方法，并應(yīng)用該方法獲得了 5個(gè)具有CDKl抑制活性的化合物，可進(jìn)一步開發(fā)成為新型抗癌藥物。
背景技術(shù)：
惡性腫瘤(又稱癌癥)是目前威脅人類健康的重大疾病，也是患病率和致死率最高的疾病之一，世界各國(guó)均投入了大量人力物力進(jìn)行研究。不過(guò)當(dāng)前臨床上癌癥的治療主要依賴細(xì)胞毒性藥物，該類藥物存在著毒副作用大、選擇性差、易產(chǎn)生耐受等缺點(diǎn)，限制了其臨床應(yīng)用。因此，開發(fā)低毒、高效的新型抗腫瘤藥物已成為當(dāng)前藥物研究的重要任務(wù)。近年來(lái)人們研究發(fā)現(xiàn)，多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展都與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)機(jī)制的紊亂有密切關(guān)系，因此腫瘤也被認(rèn)為是一種細(xì)胞周期疾病。二十世紀(jì)七十年代后，美國(guó)和英國(guó)的三名科學(xué)家先后發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(Cyclin-D印endent Kinases, CDK)和細(xì)胞周期蛋白(Cyclins)在細(xì)胞周期調(diào)控中的重要作用，因而獲得了 2001年諾貝爾生理學(xué) / 醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)(Nobel Prize in Physiology or Medicine :Cycling Toward Stockholm,參見(jiàn) Baiter,Μ. , et al. Sci. ,2001,294,502)。隨著人們對(duì)細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制的研究不斷取得重大進(jìn)展，特別是揭示了 CDK在細(xì)胞周期調(diào)控中的核心地位，近年來(lái)CDK抑制劑已成為當(dāng)前抗癌藥物的研究熱點(diǎn)。⑶K是一類絲氨酸/蘇氨酸激酶，具有較短的N末端(β -折疊)和較長(zhǎng)的C末端 (α -螺旋)，其ATP結(jié)合口袋位于N末端和C末端之間。CDK在細(xì)胞周期的各個(gè)階段發(fā)揮作用，促使細(xì)胞進(jìn)行有序的增殖(Ubiquitin ligases :cell_cycle control and cancer,參見(jiàn) Nakayama, K. I.，etal. Nat. Rev. Cancer，2006，6，369)。與其他激酶不同的是，CDK 必須與相應(yīng)的Cyclins形成二聚體絡(luò)合物才能發(fā)揮作用，并通過(guò)Cyclins的周期性表達(dá)和降解， 推動(dòng)細(xì)胞周期各時(shí)相的有序進(jìn)行，引起細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖。此外，CDK還可與CDK抑制因子結(jié)合，阻斷細(xì)胞分裂。人體中已經(jīng)確認(rèn)有13個(gè)CDK成員(CDK1 13)，與其相對(duì)應(yīng)的有12個(gè) Cyclins (A L)。目前認(rèn)為，在細(xì)胞周期中起調(diào)節(jié)作用的主要是⑶Kl 4、6和7，這些⑶K 成員與Cyclins的聚合物在細(xì)胞周期各階段中發(fā)揮的作用(見(jiàn)

圖1)。細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑(Cyclin-D印endent Kinases Inhibitor, CDKI) 通過(guò)與ATP競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合CDK的ATP結(jié)合區(qū)域發(fā)揮作用，可有效的阻止細(xì)胞增殖或促進(jìn)細(xì)胞凋亡。CDK抑制劑的研究已有十多年的歷史，目前已有多個(gè)CDK抑制劑進(jìn)入了臨床研究階段。傳統(tǒng)的藥物篩選方法，無(wú)論是隨機(jī)篩選還是高通量篩選，都存在著成本巨大、成功率低的缺點(diǎn)。今年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展以及各種基礎(chǔ)算法的提出，運(yùn)用模擬技術(shù)進(jìn)行藥物虛擬篩選已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。因此，建立一套針對(duì)抗腫瘤靶點(diǎn)CDK的高效、快速篩選機(jī)制對(duì)于新型抗腫瘤藥物的研發(fā)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
概述針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了一種以CDKl為靶點(diǎn)的抗癌藥物的篩選方法， 其目的在于建立一種以CDKl為靶點(diǎn)的新型抗癌藥物的篩選方法并應(yīng)用該方法篩選出具有 CDKl抑制活性的先導(dǎo)化合物，以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明的構(gòu)思為首先運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，建立CDKl抑制劑的虛擬篩選模型； 再通過(guò)建立CDKl抑制劑的體外活性篩選模型，對(duì)虛擬篩選陽(yáng)性化合物進(jìn)行二次篩選，最終得到對(duì)CDKl有抑制活性的化合物。詳述本發(fā)明的技術(shù)方案，一種以CDKl為靶點(diǎn)的抗癌藥物的篩選方法，其步驟如下IKDKl蛋白三維結(jié)構(gòu)的獲取、分析及處理；2)小分子數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建；3)計(jì)算機(jī)虛擬篩選系統(tǒng)的建立；4)生物活性篩選；通過(guò)兩輪篩選共獲得了 5個(gè)具有CDKl抑制活性的化合物；該化合物具有以下特征化合物-1HiI^ ^ :N-(2,4-dichlorophenyl)-5-((3,5-dimethyl-lH-pyrazol-l-yl) methyl) furan-2-carboxamide 化合物結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1. 一種以CDKl為靶點(diǎn)的抗癌藥物的篩選方法，其步驟如下 IKDKl蛋白三維結(jié)構(gòu)的獲取、分析及處理；2)小分子數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建；3)計(jì)算機(jī)虛擬篩選系統(tǒng)的建立；4)生物活性篩選；通過(guò)兩輪篩選共獲得了 5個(gè)具有CDKl抑制活性的化合物； 該化合物具有以下特征 化合物 英文名稱:N- (2,4-dichlorophenyl) -5- ((3, 5-dimethyl-lH-pyrazol-l-yl)methyl) furan-2-carboxamide
2.如權(quán)利要求1所述的一種以CDKl為靶點(diǎn)的抗癌藥物的篩選方法，其特征在于，所述的步驟1)CDK1蛋白三維結(jié)構(gòu)的獲取、分析及處理采用前期通過(guò)同源模建獲得的CDKl三維結(jié)構(gòu)，并運(yùn)用SiteID (SYBYL7. 3，Tripos Inc.)確定活性位點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種以CDKl為靶點(diǎn)的抗癌藥物的篩選方法，其特征在于，所述的步驟2、小分子數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建小分子結(jié)構(gòu)從ZINC數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取，類藥性篩選依靠里賓斯基五規(guī)則；通過(guò)篩選的小分子結(jié)構(gòu)利用ConcorcKSTOn^. 3，Tripos Inc.)進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，并對(duì)小分子添加 Gasteiger-Hiickel 電荷。
4.如權(quán)利要求1所述的一種以CDKl為靶點(diǎn)的抗癌藥物的篩選方法，其特征在于，所述的步驟幻計(jì)算機(jī)虛擬篩選系統(tǒng)的建立為了提高虛擬篩選模型構(gòu)象搜索的速度以及打分排序的可信性，上述方法步驟3) 采用基于遺傳算法的分子對(duì)接軟件GolcKDiscovery Mudio)，同時(shí)使用CScordSTOl， Tripos he.)對(duì)打分結(jié)果進(jìn)行一致性分析，即使用 Chem Score,D Score,PMF Score,Total Score, D Score等五種打分函數(shù)對(duì)虛擬篩選結(jié)果進(jìn)行二次打分，并進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種以CDKl為靶點(diǎn)的抗癌藥物的篩選方法，其特征在于，所述步驟幻置于步驟1)到步驟4)之間的任何一個(gè)步驟之前。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以CDK1為靶點(diǎn)的新型抗癌藥物的篩選方法，包括以下步驟1)CDK1蛋白三維結(jié)構(gòu)的獲取、分析及處理；2)小分子數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建；3)計(jì)算機(jī)虛擬篩選系統(tǒng)的建立；4)生物活性篩選。同時(shí)應(yīng)用本發(fā)明確定了5個(gè)具有CDK1抑制活性的新型先導(dǎo)化合物。本發(fā)明涉及的CDK1抑制劑的篩選方法，快速、經(jīng)濟(jì)、高效的發(fā)現(xiàn)了新型抗癌先導(dǎo)化合物，縮短了藥物研發(fā)周期。
文檔編號(hào)A61K31/341GK102270281SQ20111014623
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者侯旭奔, 方浩, 李敏勇 申請(qǐng)人:山東大學(xué)