摘要
肉碱棕榈酰转移酶1A（CPT1A）催化脂肪酸β-氧化中的一个限速步骤，是代谢性疾病和癌症研究的重要靶点。然而，由于缺乏全长结构，CPT1A的结构动力学仍缺乏深入了解。在本研究中，我们采用了一种整合计算方法，结合分子动力学（MD）模拟、马尔可夫状态模型（MSMs）和结合自由能计算，以阐明人CPT1A的构象景观。我们在模拟线粒体外膜环境中对CPT1A进行了全原子MD模拟，并通过均方根波动（RMSF）引导的局部区域分析，结合MSM跃迁路径分析和GROMOS聚类，收敛地确定了一个代表性构象。本文报告的路径概率描述的是特定移动片段内的主导局部跃迁，而非全长蛋白的全局平衡分布。利用该代表性构象，我们对ChemDiv数据库中超过123万种化合物进行了虚拟筛选，随后进行Lipinski过滤，获得了五个结合评分低于?10 kcal/mol的候选化合物。后续的MD模拟和结合自由能计算证实了稳定的结合，其中化合物2表现出最优越的自由能为?25.99 kcal/mol。主成分分析（PCA）和二级结构分析揭示了配体特异性地调节CPT1A的动力学行为。初步的体外CPT1活性测定显示候选化合物具有特异性响应，且自由能数据与活性数据部分一致。这些结果为CPT1A配体识别提供了动态信息的结构基础，确定了具有不同能量和功能特征的候选化合物，并建立了一种面向结构未表征蛋白的配体发现整合策略。
