流感病毒神经氨酸酶(NA)抑制剂的研究新成果:Compound_106 - 375 或成抗耐药新希望

【字体: 时间:2025年03月15日 来源:Molecular Diversity 3.9

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  为应对流感病毒耐药问题,研究人员开展 NA 抑制剂研究,发现 Compound_106 - 375 结合稳定,有望抗耐药。

  神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)是位于流感病毒外层的一种关键酶,在受感染细胞释放病毒粒子的过程中发挥着重要作用。全球流行病发病率不断上升,研发有效的抗病毒药物成为当务之急,这也是公共卫生领域的重点关注问题。此外,流感病毒基因组特定突变导致的耐药性出现,进一步加剧了抗病毒治疗的难度。鉴于此,本研究旨在从不同亚型的流感病毒中识别并分析可能的 NA 抑制剂。
研究人员首先在蛋白质数据库(Protein Data Bank,PDB)中进行了全面搜索,收集了与公认的 NA 抑制剂奥司他韦(oseltamivir)结合的 NA 蛋白结构。最终发现了 36 个包含 NA - 奥司他韦复合物的 PDB 条目,并对其进行研究,以评估不同亚型中的多样性和突变情况。最后,研究人员选择了对奥司他韦 IC50值较低且带有 H275Y 突变的 N1 (H1N1) 蛋白。
此外,研究利用 BiMODAL 生成模型生成了 1000 个与奥司他韦结构相似的新分子。基于机器学习(Machine Learning,ML),研究人员借助 ChEMBL 数据库构建了定量构效关系(Quantitative Structure - Activity Relationship,QSAR)模型,以优化候选抑制剂的筛选过程。随后,通过分子对接对这些抑制剂进行分析,并将筛选出的最佳化合物(compound_375、compound_106 和 compound_597)连接起来,形成更大的分子(compound_106 - 375、compound_106 - 597 和 compound_375 - 597),使其能够更好地适配蛋白的结合口袋。
研究人员还进行了三次时长 100 纳秒的分子动力学模拟,以评估这些化合物的有效性和结合稳定性。结果显示,compound_106 - 375 与蛋白的结合最为稳定。包括 Asn146、Ala138 和 Tyr155 在内的关键氨基酸残基,与配体形成了关键相互作用,有助于维持其稳定性。通过主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)、自由能景观(Free Energy Landscape,FEL)和结合自由能计算,进一步深入研究了这一过程。compound_106 - 375 与突变型 N1 (H1N1) 蛋白的总结合自由能(GTOTAL)为 - 169.62 kcal/mol,表明它们之间的相互作用在热力学上是有利的。
通过这一系列研究,研究人员深入理解了所发现抑制剂的结合相互作用和潜在有效性。总体而言,这些研究结果表明 compound_106 - 375 具有良好的结合特性和稳定性。虽然还需要进一步的实验验证来确认其对 H275Y 突变型神经氨酸酶蛋白的疗效以及克服流感耐药性的潜力,但 compound_106 - 375 被认为是一种有前景的候选药物,有望进一步开发成为针对突变型 N1 (H1N1) 蛋白的治疗药物。这一发现将有助于推动药物研发,克服流感病毒耐药带来的挑战。

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