基于結(jié)構(gòu)信息虛擬篩選hIL-6拮抗先導(dǎo)化合物.pdf

1、人白細(xì)胞介素-6(human interleukin-6，hIL-6)是一種多功能細(xì)胞因子，在免疫應(yīng)答、造血調(diào)控和急性期反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。然而hIL-6及其受體(hIL-6R)的異常表達(dá)與許多自身免疫性疾病和腫瘤的發(fā)病機(jī)制及發(fā)展進(jìn)程密切相關(guān)。因此，研制針對hIL-6的拮抗劑將可能有助于IL-6相關(guān)疾病的治療。目前已經(jīng)有hIL-6的單克隆抗體用于Ⅰ期臨床試驗(yàn)，但還未見有特異性拮抗hIL-6功能的小分子化合物上市的報(bào)道。因此本研究基于hI

2、L-6空間構(gòu)象以及hIL-6與hIL-6R相互作用復(fù)合物的結(jié)構(gòu)信息，利用計(jì)算機(jī)虛擬篩選及合理設(shè)計(jì)方法，篩選獲得hIL-6拮抗先導(dǎo)化合物，通過生物學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其活性，從而確定其中的重要官能團(tuán)，為新型自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的hIL-6小分子拮抗藥物的研制奠定基礎(chǔ)。具體研究內(nèi)容概括如下： 1、基于hIL-6·hIL-6R復(fù)合物結(jié)構(gòu)虛擬篩選小分子拮抗化合物 借助(hIL-6·hIL-6R·gpl30)<,2>復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)，利用距離幾何學(xué)、

3、分子間氫鍵形成理論合理確定hIL-6與hIL-6R作用的關(guān)鍵區(qū)域。根據(jù)hIL-6空間構(gòu)象以及確定的活性區(qū)域從ACD、MDDR數(shù)據(jù)庫中虛擬篩選具有潛在拮抗hIL-6功能的三類小分子化合物A、B、C。競爭ELISA初步驗(yàn)證三類化合物均能劑量依賴性地與hIL-6競爭結(jié)合hIL-6R。選用hIL-6增殖依賴的XG-7細(xì)胞(人多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞)作為篩選模型，采用MTT、<'3>H-TdR摻入、ATPLite三種方法檢測化合物A、B、C的拮抗活性，

4、結(jié)果顯示只有化合物A能抑制XG-7細(xì)胞的增殖并呈劑量依賴性，而化合物B、C沒有明顯的拮抗效果。在檢驗(yàn)化合物A的細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)中，化合物A在劑量范圍內(nèi)對L929與SP2/0細(xì)胞無明顯毒性。Giemsa染色與DNA lader實(shí)驗(yàn)表明化合物A在0.1 μg/ml時(shí)就能阻斷：hIL-6的作用，導(dǎo)致XG-7細(xì)胞產(chǎn)生凋亡。 2、hIL-6拮抗化合物的結(jié)構(gòu)優(yōu)化 初步篩選的化合物A具有一定的拮抗hIL-6的功能，但其競爭能力、抑制活性較

5、低。而化合物B、C盡管在細(xì)胞水平?jīng)]有表現(xiàn)出預(yù)期的生物學(xué)功能，但在分子水平卻呈現(xiàn)出比化合物A更好地競爭hIL-6結(jié)合hIL-6R的能力。因此以化合物A的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，同時(shí)結(jié)合化合物B、C識(shí)別hIL-6R區(qū)域特征，利用位點(diǎn)生長方法對化合物A進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。通過ACD、MDDR數(shù)據(jù)庫的虛擬篩選及結(jié)構(gòu)評價(jià)，得到化合物D。競爭ELISA結(jié)果表明，化合物D競爭結(jié)合hIL-6R的能力強(qiáng)于化合物A。細(xì)胞增殖抑制實(shí)驗(yàn)表明，化合物D能劑量依賴性地抑制XG-7及

6、7TD1細(xì)胞的增殖，并且抑制率高于化合物A。在Giemsa染色與DNA ladder實(shí)驗(yàn)中，化合物D同樣能阻斷hIL-6的作用，導(dǎo)致XG-7及7TD1細(xì)胞產(chǎn)生凋亡，其生物學(xué)效應(yīng)強(qiáng)于化合物A。 本論文基于hIL-6空間構(gòu)象、hIL-6與hIL-6R相互識(shí)別的功能域及結(jié)構(gòu)特征，通過虛擬篩選、結(jié)構(gòu)優(yōu)化獲得hIL-6拮抗先導(dǎo)化合物。通過生物學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，獲得的先導(dǎo)化合物能夠阻斷hIL-6的生物學(xué)功能。hIL-6拮抗先導(dǎo)化合物的獲得以及對其