褐藻代谢物对海分枝杆菌DNA代谢的分子靶向作用：基于密度泛函理论和分子动力学模拟的计算分析

《Scientific Reports》：Molecular targeting of DNA metabolism by brown algae metabolites in Mycobacterium chelonae: computational analysis via DFT and MD simulations

　　

摘要

分枝杆菌海胆型菌（Mycobacterium chelonae）是快速生长型分枝杆菌的一种，与多种感染有关，包括皮肤和软组织感染、肺部疾病以及免疫功能低下患者的播散性感染。当前治疗手段疗效有限，加之耐药性的出现，凸显了对新型治疗干预手段的迫切需求。XTP焦磷酸酶蛋白是海胆型分枝杆菌生存和增殖所必需的。其参与关键细胞过程，凸显了其作为药物靶点的潜力。本研究使用Glide工具将包含1200种化合物的墨角藻代谢物库与XTP焦磷酸酶蛋白进行分子对接。根据结合亲和力，筛选出10种极具前景的化合物进行进一步研究。这些化合物的结合亲和力范围为?7.662至?6.7 kcal/mol。在对所选化合物的毒性风险和ADMET特征进行评估后，仅有CMNPD27817一种化合物的预期值处于可接受范围内。分子动力学模拟结果支持了对接结果。密度泛函理论（DFT）分析进一步证实了CMNPD27817的电子稳定性及其有利的电荷转移特性，支持其与XTP焦磷酸酶活性位点形成稳定相互作用的潜力。分子动力学模拟表明，该化合物在整个模拟轨迹过程中始终保持与蛋白质结合区域结合。结合以丁基主导，配体与疏水结合口袋契合良好。本研究可能促成XTP焦磷酸酶蛋白新型抑制剂的发现，从而推动针对海胆型分枝杆菌的有效新疗法的开发。