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为解决抗丝虫病药物靶点缺乏问题,研究人员借助结构生物信息学手段,对马来丝虫 UGM(BmUGM)建模并筛选三唑噻二嗪类似物,发现 D4 和 D8 结合能显著高于天然底物,为抗丝虫治疗提供潜在高效抑制剂。
黄素酶 UDP - 半乳糖吡喃糖变位酶(UDP-galactopyranose mutase, UGM)是一种关键酶,可催化 UDP - 半乳糖吡喃糖(galP)转化为 UDP - 半乳糖呋喃糖(galF),而 galF 是包括丝虫在内的 pathogenic microorganisms 特有的代谢物。galF 在丝虫的细胞壁生物合成、毒力增强及表皮形成等多种致病过程中发挥关键作用。值得注意的是,人类体内不存在 galF,这使 UGM 成为开发高效抗丝虫治疗药物的极具吸引力和前景的靶点。
在本研究中,研究人员采用先进的生物信息学方法筛选有效的抗丝虫药物候选分子。他们对马来丝虫的 UGM 酶(BmUGM)进行了精细建模,并利用 AutoDock 程序将其与 20 种三唑噻二嗪类似物进行分子对接研究。其中,8 种结合亲和力较高(范围为 - 8.7 至 - 10.5 kcal/mol)的化合物被选用于进一步的蛋白质 - 配体分子动力学(MD)模拟。
模拟后的分析(包括 MM-PBSA 和结合自由能分解)显示,两种三唑噻二嗪类似物 D4 和 D8 的结合自由能极高,分别为 - 29.76 kcal/mol 和 - 27.50 kcal/mol,超过了天然底物 galP 的结合自由能(-20.01 kcal/mol)。此外,结合自由能分解分析确定结合位点的关键残基 Tyr168、Trp184、Tyr326、Tyr335、Arg336、Tyr405 和 Gln475 是蛋白质 - 配体相互作用的重要介导者。ADMET 和 DFT 量子力学计算还证实,这些三唑噻二嗪类似物具有低毒性和良好的化学反应性。基于这些发现,这些配体分子有望成为 BmUGM 的高效抑制剂,对丝虫的所有生活阶段具有广谱抑制效果。