Scholar Hub/Chủ đề/#docking phân tử/
Docking phân tử là quá trình tính toán và dự đoán cách mà hai phân tử (một phân tử là receptor và phân tử còn lại là ligand) tương tác với nhau để tạo thành một...
Docking phân tử là quá trình tính toán và dự đoán cách mà hai phân tử (một phân tử là receptor và phân tử còn lại là ligand) tương tác với nhau để tạo thành một complex ổn định. Quá trình này tập trung vào việc xác định vị trí và hướng tương tác tốt nhất giữa hai phân tử để đạt được một độ liên kết mạnh và ổn định. Docking phân tử được sử dụng trong nghiên cứu thuốc để dự đoán khả năng tương tác của các hợp chất với một receptor cụ thể, từ đó tìm kiếm và thiết kế các hợp chất có hoạt tính năng lượng cao đối với mục tiêu điều trị bệnh.
Trong quá trình docking phân tử, mục tiêu chính là tìm hiểu cách một ligand (phân tử hoạt động) tương tác với một receptor (phân tử mục tiêu). Sự tương tác này diễn ra thông qua các lực tĩnh điện, lực Van der Waals và các tương tác khác, nhưng phụ thuộc vào cấu trúc và tính chất của các phân tử.
Quá trình docking phân tử thường gồm các bước sau:
1. Chuẩn bị: Đầu tiên, cần xây dựng mô hình 3D của cả receptor và ligand. Cấu trúc của receptor thường được chịu tác động từ rất nhiều nguồn thông tin, bao gồm dữ liệu câu trúc tương tự, mô hình hóa phân tử hoặc phương pháp hình ảnh từ thực nghiệm. Ligand thường được mô hình hóa từ các tham số tương tự.
2. Tiền xử lý: Giải đồng thời các phân tử receptor và ligand, và xác định các vùng năng lượng cao (buried energy) để giảm tính dẫn điện. Đồng thời, ước lượng các nguyên tắc sinh học và vị trí của các nhóm chức năng quan trọng trong tiến trình ligand tương tác với receptor.
3. Căng thẳng: Sử dụng các phương pháp tối ưu hóa (như Gradient, Monte Carlo) để tìm kiếm triển khai không gian của ligand trong khoảng không gian của receptor. Quá trình này giúp xác định vị trí và hướng tương tác tối ưu giữa ligand và receptor.
4. Đánh giá: Đánh giá mức độ tương tác giữa ligand và receptor dựa trên các yếu tố như sự phù hợp hình học, năng lượng liên kết và sự phù hợp về tương quan vị trí. Thông qua bước này, các ligand có khả năng tương tác tốt với receptor sẽ được ưu tiên.
5. Tối ưu: Sử dụng các thuật toán tối ưu hóa, như thuật toán di truyền hay thuật toán dòng tiến, để tìm kiếm các ligand tương tác tốt nhất với receptor đã xác định. Các ligand được tùy chỉnh và tối ưu dựa trên kết quả docking trước đó.
Docking phân tử là một công cụ quan trọng trong quá trình thiết kế thuốc và nghiên cứu phân tử, cho phép dự đoán khả năng tương tác của một ligand với một receptor cụ thể và ứng dụng vào việc phát triển các hợp chất với hoạt tính năng lượng cao để điều trị bệnh.
AutoDock Vina: Nâng cao tốc độ và độ chính xác của quá trình docking với hàm chấm điểm mới, tối ưu hóa hiệu quả và đa luồng Dịch bởi AI Journal of Computational Chemistry - Tập 31 Số 2 - Trang 455-461 - 2010
Tóm tắtAutoDock Vina, một chương trình mới dành cho việc docking phân tử và sàng lọc ảo, được giới thiệu trong bài viết này. AutoDock Vina có tốc độ xử lý nhanh hơn khoảng hai bậc so với phần mềm docking phân tử phát triển trước đây trong phòng thí nghiệm của chúng tôi (AutoDock 4), đồng thời cải thiện đáng kể độ chính xác trong dự đoán cách thức gắn kết, theo các thử nghiệm của chúng tôi trên tập hợp đào tạo đã sử dụng để phát triển AutoDock 4. Tốc độ xử lý còn được gia tăng nhờ sự song song hóa, sử dụng đa luồng trên các máy đa lõi. AutoDock Vina tự động tính toán các bản vẽ lưới và nhóm kết quả một cách rõ ràng cho người sử dụng. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Tạp chí Comput Chem 2010
#AutoDock Vina #docking phân tử #sàng lọc ảo #tối ưu hóa #đa luồng #song song hóa #dự đoán cách thức gắn kết #bản đồ lưới.
Xác định các chất hoạt động và cơ chế của gừng trong điều trị ung thư đại tràng dựa trên dược lý mạng và mô phỏng docking phân tử Dịch bởi AI BioData Mining - Tập 14 Số 1 - 2021
Tóm tắt
Đặt vấn đề và mục tiêu
Ung thư đại tràng đang gia tăng với tỷ lệ cao và gừng (Zingiber officinale), như một loại thuốc thảo dược thông dụng, được gợi ý là một tác nhân tiềm năng cho ung thư đại tràng. Nghiên cứu này nhằm xác định các thành phần sinh học hoạt tính và các cơ chế tiềm năng của gừng trong việc phòng ngừa ung thư đại tràng bằng phương pháp tiếp cận dược lý mạng tích hợp.
Phương pháp
Các thành phần khả thi của gừng và các mục tiêu liên quan đã được phát hiện từ cơ sở dữ liệu TCMSP và Swiss target prediction. Sau đó, các mục tiêu tương tác với ung thư đại tràng được thu thập từ các cơ sở dữ liệu Genecards, OMIM và Drugbank. Phân tích con đường KEGG và phân tích làm giàu GO đã được thực hiện để khám phá các con đường tín hiệu liên quan đến gừng trong các liệu pháp điều trị ung thư đại tràng. Mạng lưới PPI và mạng lưới hợp chất-mục tiêu-bệnh được xây dựng bằng Cytoscape 3.8.1. Cuối cùng, phần mềm Discovery studio được sử dụng để xác nhận các gen chính và các thành phần hoạt tính từ gừng.
Kết quả
Sáu hợp chất hoạt động tiềm năng, 285 mục tiêu tương tác cùng với 1356 mục tiêu liên quan đến bệnh đã được thu thập, trong đó thu được 118 mục tiêu giao nhau. Tổng cộng có 34 mục tiêu chính bao gồm PIK3CA, SRC và TP53 đã được xác định thông qua phân tích mạng PPI. Các mục tiêu này chủ yếu tập trung vào các quá trình sinh học liên quan đến tín hiệu phosphatidylinositol 3-kinase, phản ứng tế bào với stress oxy hóa và phản ứng tế bào với kích thích hormone peptide. Sự làm giàu KEGG cho thấy rằng ba con đường tín hiệu có liên quan chặt chẽ đến việc phòng ngừa ung thư đại tràng bằng gừng, bao gồm các con đường ung thư, kháng hormone nội tiết và viêm gan B. TP53, HSP90AA1 và JAK2 được coi là các gen quan trọng nhất, được xác thực thông qua mô phỏng docking phân tử.
Kết luận
Nghiên cứu này chứng minh rằng gừng có tác dụng phòng ngừa ung thư đại tràng bằng cách điều chỉnh nhiều mục tiêu và nhiều con đường với nhiều thành phần khác nhau. Dữ liệu kết hợp này cung cấp cái nhìn mới cho các hợp chất từ gừng phát triển thành thuốc mới cho việc chống ung thư đại tràng.
Đánh giá một số dẫn xuất N-Hydroxycinnamamide và N-Hydroxybenzamide mang đơn vị liên kết amide như là chất ức chế các Enzyme Histone Deacetylase nhóm I và II thông qua mô hình Docking phân tửCác hợp chất ức chế enzyme histone deacetylase (HDAC) đang được quan tâm như các hợp chất dẫn đường mới mang hoạt tính chống ung thư mạnh mẽ trong các thử nghiệm tiền lâm sàng và thử nghiệm lâm sàng. Hydroxamic acid được biết đến là các chất ức chế HDAC, chúng đã được chứng minh là có đặc tính chống ung thư mạnh mẽ đối với các bệnh ung thư ở người. Trong số 18 loại enzyme HDAC, enzyme HDAC nhóm I và II được coi là mục tiêu điều trị trong các loại bệnh khác nhau bao gồm ung thư và nhiễm ký sinh trùng. Trong nghiên cứu này, các tương tác của các dẫn xuất cinnamoylhydroxamic acid và benzohydroxamic acid với enzyme HDAC nhóm I và II được mô tả bằng việc gắn kết từng hợp chất vào vùng hoạt động thông qua phần mềm Autodock4Zn. Hiện tại vẫn chưa có tài liệu công bố về mô hình docking phân tử hoặc các mô hình đồng kết tinh giữa các dẫn xuất này với enzyme HDAC. Do đó, nghiên cứu này là tiền đề xác định các khung hóa học tiềm năng để ức chế chọn lọc HDAC nhóm I và II, làm cơ sở phát triển các dẫn xuất tương tự góp phần vào việc tìm kiếm các chất chống ung thư tiềm năng.
#docking phân tử #HDAC #in silico #ung thư
Sàng lọc các phân tử nhỏ có khả năng gắn kết trên Interleukin-5Interleukin 5 (IL-5) là đích tác động tiềm năng cho việc thiết kế thuốc điều trị các bệnh dị ứng, liên quan đến eosinophil. Muốn có hoạt tính sinh học, IL-5 trước hết cần phải gắn lên thụ thể. Hiện nay, vẫn chưa có thuốc phân tử nhỏ nào ức chế tương tác IL-5 và IL-5 receptor (IL-5R) được chấp thuận. Với mục tiêu ức chế tương tác IL-5 và IL-5R, nghiên cứu này được thực hiện để tìm kiếm các chất phân tử nhỏ có khả năng gắn kết lên IL-5 hoặc thụ thể của IL-5. Đối tượng của nghiên cứu bao gồm cấu trúc 3D của IL-5, cấu trúc 3D của thụ thể IL- 5 và tương tác protein-protein của IL-5 và thụ thể IL-5, với PDB ID là 3VA2 có độ phân giải 2,703 Å tại ngân hàng dữ liệu protein. Phương pháp thiết kế thuốc dựa trên cấu trúc mục tiêu được lựa chọn trong nghiên cứu. Cơ sở dữ liệu dùng để sàng lọc gồm thư viện Drug bank, Maybridge, Chemdiv, các hợp chất phân lập từ các bài thuốc cổ truyền Trung Hoa, ZINC12. Quá trình sàng lọc lần lượt qua mô hình 3D-pharmacophore, mô hình mô tả phân tử docking và mô phỏng động học phân tử. Nghiên cứu này đã sàng lọc ra các chất tiềm năng có khả năng ức chế tương tác giữa hai protein này, qua đó ức chế hoạt tính IL-5. Sau khi sàng lọc cơ sở dữ liệu với 22.871.081 cấu trúc qua các mô hình in silico thì 513 chất thỏa mô hình 3D-pharmacophore, 465 chất thỏa mô hình mô tả phân tử docking. Tiến hành mô phỏng động học phân tử cho 2 chất tiềm năng từ kết quả sàng lọc gồm ZINC33932757, ZINC43527334. Các giá trị RMSD, RMSF thu được từ quá trình này đều khả quan, cho thấy khả năng gắn kết tốt và ổn định vào khoang gắn kết của các chất tiềm năng.
#docking #interleukin-5 #interleukin-5 receptor #molecular dynamics simulation #pharmacophore
Nghiên cứu 3D-QSAR và công nghệ docking phân tử các dẫn xuất azaindole như chất ức chế kinase Aurora B Dịch bởi AI Journal of Molecular Modeling - Tập 17 - Trang 1191-1205 - 2010
Các kinase Aurora được coi là mục tiêu hấp dẫn cho việc phát triển các tác nhân chống ung thư mới. Gần đây, một loạt các dẫn xuất azaindole có hoạt tính ức chế Aurora B đã được báo cáo. Để khám phá mối quan hệ giữa cấu trúc của các dẫn xuất azaindole thay thế và khả năng ức chế Aurora B của chúng, các nghiên cứu 3D-QSAR và docking phân tử đã được thực hiện trên một tập hợp 41 hợp chất. Phương pháp 3D-QSAR, bao gồm CoMFA và CoMSIA, đã được áp dụng để xác định các cấu trúc chính ảnh hưởng đến khả năng ức chế của chúng. Mô hình CoMSIA cho thấy kết quả tốt hơn so với CoMFA, với giá trị r² cv là 0.575 và giá trị r² là 0.987. Các bản đồ 3D contour được tạo ra từ CoMFA và CoMSIA cùng với các cấu trúc liên kết từ docking cung cấp thông tin đầy đủ về các yêu cầu cấu trúc để có hoạt tính tốt hơn. Dựa trên mối quan hệ cấu trúc-hoạt tính được tiết lộ bởi nghiên cứu hiện tại, chúng tôi đã thiết kế một bộ chất ức chế Aurora B mới cho thấy khả năng ức chế xuất sắc trong các mô hình đã phát triển. Do đó, kết quả của chúng tôi cho phép thiết kế các dẫn xuất mới với hoạt tính mong muốn.
#Aurora B #kinase #azaindole #3D-QSAR #docking phân tử #ức chế
Thiết kế chất ức chế dựa trên mảnh cho protease chính của SARS-CoV2 Dịch bởi AI Structural Chemistry - Tập 33 - Trang 1467-1487 - 2022
Bệnh COVID-19 do virus corona hội chứng hô hấp cấp tính nặng-2 (SARS-CoV2) gây ra đã dẫn đến tổn thất to lớn về sinh mạng trên toàn thế giới và vẫn tiếp tục như vậy. Nhiều nỗ lực đang được tiến hành để phát triển các chất ức chế có thể ngăn chặn bệnh thông qua việc chặn đứng virus trong chu trình sống của nó. Một trong những cách như vậy là nhằm vào protease chính của virus, một enzyme có vai trò quan trọng trong việc cắt và chuyển đổi polyprotein thành các đơn vị peptide chức năng. Trong nỗ lực này, chúng tôi đã cố gắng xác định các phân tử ức chế tiềm năng cho protease chính của SARS-CoV2 bằng phương pháp phát hiện thuốc dựa trên mảnh (FBDD), dựa trên cấu trúc tinh thể hiện có của chất ức chế dựa trên chromene (PDB_ID: 6M2N). Các phân tử được thiết kế đã được xác thực qua phương pháp docking phân tử và mô phỏng động lực học phân tử. Sự ổn định của các phức hợp đã được đánh giá thêm bằng cách tính toán năng lượng tự do gắn kết, phân tích chế độ bình thường, độ cứng cơ học và phân tích thành phần chính.
#COVID-19 #SARS-CoV2 #protease chính #phát hiện thuốc dựa trên mảnh #docking phân tử #mô phỏng động lực học
Sàng lọc các dẫn xuất một lần thế của doxorubicin để phát triển thuốc điều trị ung thư vú bằng phương pháp tính toán hóa họcDoxorubicin (DBC) là một trong những loại thuốc phổ biến được sử dụng trong hoá trị liệu để điều trị một số loại bệnh ung thư có nguồn gốc từ vi sinh vật. Trong nghiên cứu này, 39 dẫn xuất một lần thế của DBC được sàng lọc để tìm các dẫn xuất tiềm năng sử dụng làm thuốc điều trị bệnh ung thư thông qua mô hình tính toán lý thuyết, kỹ thuật docking phân tử, dự đoán các tính chất dược động học (ADME). Kết quả cho thấy, các dẫn xuất 1-C2H-DBC, 2-C2H-DBC và 2-F-DBC có năng lượng tương tác tương đối tốt với các enzyme ERα, Aromatase, CCL18 và PR. Đặc điểm tương tác giữa các dẫn xuất này và protein mục tiêu cũng tương đồng với chất chuẩn đối chiếu được sử dụng là DBC. Bên cạnh các thông số dược động học ADME, chỉ số druglikeness, drugscore của các dẫn xuất này cũng được so sánh với chất chuẩn đối chiếu. Các chỉ số này đều tương đương với DBC, hứa hẹn tiềm năng của chúng trong việc sử dụng để điều trị bệnh ung thư tương tự DBC.
#Docking phân tử #dẫn xuất Doxorubicin #kháng ung thư #ADME
Sàng lọc in silico các hợp chất Xanthone có tác dụng ức chế enzym α-glucosidase định hướng điều trị đái tháo đường type 2Xanthone có nhiều tác dụng sinh học khác nhau, bao gồm các đặc tính chống oxy hóa, kháng khuẩn, gây độc tế bào và ức chế ung thư. α-glucosidase là enzym đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa carbohydrate thành glucose, gây tăng đường huyết trong cơ thể, làm tăng nguy cơ mắc đái tháo đường. Trong bài nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành đánh giá khả năng ức chế enzym α-glucosidase của 133 hợp chất xanthone định hướng điều trị đái tháo đường bằng phương pháp docking phân tử. Kết quả thu được 4 hợp chất có tiềm năng nhất là mangostanol, isonormangostin, cudraxanthone B và isojacareubin. Vì vậy, đây là các hợp chất có tiềm năng trở thành thuốc điều trị đái tháo đường trong tương lai và cần được nghiên cứu sâu hơn.
#Xanthone #α-glucosidase #đái tháo đường type 2 #docking phân tử #mangostanol #isonormangostin #cudraxanthone B #isojacareubin.
Kỷ lục mới trong việc tái sử dụng sản phẩm phụ từ quá trình bia để biosynthesize prodigiosin và hiệu quả mới của nó đối với nấm gây bệnh qua các thử nghiệm in vitro và nghiên cứu mô hình docking phân tử Dịch bởi AI Research on Chemical Intermediates - - 2024
Prodigiosin (PG) - một phân tử có ứng dụng hứa hẹn trong nhiều lĩnh vực - đã được tổng hợp sinh học hiệu quả trong nghiên cứu này bằng cách sử dụng một chất nền lên men mới và thân thiện với môi trường - tức là, sản phẩm phụ từ quá trình nấu bia (BBB). Nó đã được xác nhận là một nguồn chất nền giàu dinh dưỡng với protein (22,18%), tro (10,1%), carbohydrate (1,98%), đường và nhiều nguyên tố khoáng. Môi trường nuôi cấy với công thức mới được thiết kế trong một chiếc bình nhỏ chứa 1,25% BBB/Casein (9/1), 0,025% FeSO4 và 0,125% Na2HPO4 cho một năng suất PG đáng chú ý đạt được 6230 mg/L sau 48 giờ. Sản xuất PG trên hệ thống bioreactor cũng cải thiện năng suất lên 1,16 lần (đạt 7220 mg/L) và rút ngắn thời gian lên men (chỉ mất 10 giờ). Chất phẩm tinh khiết này đã được tách ra và xác định thông qua việc phân tích hấp thụ UV/vis, MALDI-TOF MS và HPLC. PG thu được đã được sử dụng để thử nghiệm chống nấm. Đáng chú ý, trong nghiên cứu này, hầu hết hoạt động ức chế nấm gây bệnh của PG là những phát hiện mới. Trong số đó, PG cho thấy tác động tích cực nhất đối với chủng nấm Colletotrichum gloeosporioides F05 (gây hại cho rễ khoai lang) với tỷ lệ ức chế sự phát triển màng sợi và sự nảy mầm bào tử đạt lần lượt là 47% và 57%. Đặc biệt, PG cũng làm giảm khả năng kháng thuốc và hoàn toàn ức chế sự phát triển của màng sợi từ bào tử. Hơn nữa, PG cho thấy khả năng tương tác tốt với nhiều protein mục tiêu (CDC42, CYP51, CAS2, Pectate lyase B và Beta tubulin) ức chế C. gloeosporioides thông qua mô hình docking. Kết quả của nghiên cứu này đã tiết lộ thông tin khoa học hữu ích liên quan đến ứng dụng mới của BBB trong sản xuất PG và các tác động mới của PG trong quản lý các tác nhân nấm gây bệnh trên cây trồng.
#prodigiosin #biosynthesis #brewing by-product #antifungal activity #molecular docking #Colletotrichum gloeosporioides
Sàng lọc in silico các hợp chất hữu cơ phân lập từ cây chân danh hoa thưa (Euonymus laxiflorus Champ.) theo hướng điều trị ung thưTrong bài báo này, 20 hợp chất có nguồn gốc từ cây chân danh hoa thưa (Euonymus laxiflorus Champ.) đã được sàng lọc để tìm các hợp chất tiềm năng phát triển thuốc điều trị bệnh ung bằng phương pháp in silico. Kết quả cho thấy 7/20 chất có đặc tính giống thuốc thỏa mãn các tiêu chí của tất cả các mô hình Lipinski, Egan, Veber, khả năng hấp thu đường uống, PAINS và có đặc tính dược động học (ADMET) tốt. Bên cạnh đó, dữ liệu phân tích docking phân tử cho thấy rằng các hợp chất 3, 6, 13, 18 và 19 gắn kết với protein TYMS tốt hơn so với thuốc thương mại FLU thông qua các tương tác với các amino acid quan trọng là Phe225, Leu221 và Ile108. Vì vậy, tiềm năng của các hợp chất này có thể phát triển như các thuốc ức chế enzyme TYMS hướng điều trị bệnh ung thư.
#Docking phân tử #cây chân danh hoa thưa #kháng ung thư #ADMET
