抗炎筛选化合物库

基于二维指纹相似性搜索的抗炎聚焦化合物库
二维指纹相似性是指将一组已知活性化合物（其活性数据已在文献中报道）和感兴趣的分子表示为以位串（即“指纹”）编码的小片段集合。通过比较这两组“指纹”，可以评估它们之间的相似程度。
首先，从ChEMBL数据库中获取了一组已知的调控炎症靶点的参考分子。随后，使用Tanimoto指数≥0.8（每个参考化合物最多匹配10个类似物）对Life Chemicals高通量筛选化合物库进行了二维指纹相似性搜索，最终得到了近1,700种与炎症相关的筛选化合物。该化合物库不包含PAINS（泛活性干扰结构）、毒性及反应性化合物。
本化合物库覆盖的靶点包括：

基于分子对接筛选的炎症靶向化合物库
本筛选化合物集的设计基于已发表的蛋白质相互作用信号通路数据、蛋白质结构数据（来自RCSB蛋白质数据库）以及活性蛋白抑制剂信息（源自ChEMBL数据库）。通过运用分子对接筛选技术，我们从Life Chemicals高通量筛选化合物库中筛选出超过1,200种潜在抗炎活性物质。本研究重点关注以下与炎症相关、参与激活其他调节因子或增强防御机制的分子靶点：
• 磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸3-激酶α和β亚基（PI3K α/β）
• 蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）
• 白三烯A4（LTA4）
• 氨基末端激酶3（JAK3）
• 前列腺素内过氧化物合酶2/环氧化酶-2（COX-2）
• 鞘氨醇激酶1（SK1）
• 鞘氨醇-1-磷酸裂解酶（SPL1）
• 脾酪氨酸激酶（SYK）
• 孤儿核受体γ（RORγ）
• 富亮氨酸重复激酶2（LRRK2）
• 诱导型一氧化氮合酶（iNOS）
该筛选化合物集覆盖了信号中间体（包括细胞因子、磷脂酰肌醇、前列腺素、血栓烷、鞘氨醇-1-磷酸）生成与降解的多个关键环节。

磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸3-激酶（PI3K）α和β亚基
磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸3-激酶（亦称磷脂酰肌醇3-激酶，PI3K）是一类参与多种细胞功能（如细胞生长、增殖、分化、运动、存活及细胞内运输等）的酶。这些通路中的任何一种发生异常都可能导致癌症的发生。
这类细胞内信号转导酶通过磷酸化磷脂酰肌醇中肌醇环的3位羟基，生成一个信号中间体。IA类PI3K由一个p110催化亚基和一个p85调节亚基组成的异源二聚体构成。其许多功能与PI3激酶激活蛋白激酶B（PKB，又称Akt）的能力有关，例如在PI3K/AKT/mTOR信号通路中。已知PI3K还参与多种免疫反应，并在不同的免疫细胞中产生。其中，PI3K的p110δ和p110γ亚型具有特殊作用，主要体现在对免疫防御和炎症多个方面的调控上。
本化合物库包含针对IA类PI3K的γ和δ亚型的潜在小分子抑制剂。基于晶体学数据和空间比对，确定了最为关键的配体-蛋白质相互作用。这些关于药效团位点的数据被用于构建计算机筛选模型。

蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）
酪氨酸蛋白磷酸酶非受体型1，也称为蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B），是蛋白酪氨酸磷酸酶（PTP）酶家族中的“始祖”成员。其两阶段去磷酸化机制使该酶能够参与多种不同的信号通路。其底物包括多种酪氨酸激酶（如EGFR、c-SRC、JAK2等）以及其他一些酪氨酸磷酸化蛋白（如BCAR1、DOK1）。多项研究表明，PTP1B的过表达可降低巨噬细胞中TNF-α和IL-6的水平。其在糖尿病和肥胖症发展过程中的关键作用也已被证实。然而，关于这种调控机制的确切证据仍不明确。PTP1B通过调节Src活性，在小胶质细胞中产生促炎性细胞因子方面发挥核心作用。
由于具有特定的活性位点，选择性是开发PTP1B抑制剂作为药物的主要挑战之一。基于一系列晶体结构及相互作用图谱，研究者开发了两种结合模式，以全面覆盖潜在的化学空间。这两种筛选模型均使用一组高效参考化合物进行了验证。

白三烯A4（LTA4）
白三烯A4水解酶（Leukotriene A4 (LTA4) hydrolase）是一种含锌的双功能酶，它将白三烯A4转化为白三烯B4，并同时具有氨肽酶活性（即将环氧化物LTA4转化为二醇类白三烯B4（LTB4））。LTB4在许多炎症性疾病的发展过程中起着重要作用。过去10至15年的研究表明，所有能够选择性抑制LTA4水解酶并阻止LTB4生成的治療药物，都有可能有助于抑制炎症过程。
最早的LTA4抑制剂是基于天然底物的结构设计的。随后开发的肽类和非肽类类似物则旨在模拟该底物，这些化合物中含有潜在的锌结合基团，包括巯基、羟肟酸和降马尿酸（norstatines）。
根据文献数据和已验证药物的活性，我们采用了基于结构和基于配体的方法来构建对接模型。利用配体的金属结合位点、疏水区域以及它们与蛋白质分子形成的氢键，进行了精确且全面的分子对接研究。

Janus激酶3（JAK3）
Janus激酶家族（JAK1、JAK2、JAK3）是一类细胞内酪氨酸激酶，在参与炎症过程的细胞因子信号传导中发挥关键作用。该家族所有成员均通过与多种细胞因子特异性受体结合而启动信号通路，且都参与了炎症反应的激活过程。例如，它们在噬血细胞性淋巴组织细胞增多症（HLH）中具有至关重要的功能。
虽然抑制JAK1和JAK2可能导致与药物相关的不良反应（如明显的免疫抑制、贫血），但作为造血细胞限制性酪氨酸激酶的Janus激酶3（JAK3），由于其组织分布局限以及在淋巴稳态中的特定作用，成为免疫抑制治疗中一个具有吸引力的靶点。例如，JAK3抑制剂CP-690 550已被证明具有免疫抑制疗效。
Life Chemicals公司通过计算机模拟筛选及全面对接程序，构建了一个潜在选择性JAK3抑制剂化合物库。参考化合物的对接研究用于评估配体效率。

前列腺素内过氧化物合酶2（环氧化酶-2，COX-2）
前列腺素内过氧化物合酶2（又称环氧化酶-2或COX-2）是一种在炎症过程中发挥关键作用的酶，它通过将花生四烯酸转化为前列腺素H2（PGH2），而PGH2是前列腺素（如前列环素）和血栓烷A2的重要前体物质。因此，抑制COX可以缓解炎症和疼痛症状。该酶包含一个短的N端表皮生长因子（EGF）结构域、一个α-螺旋膜结合结构域以及一个C端催化结构域。人类PTGS2（COX-2）以构象异源二聚体的形式发挥作用，包括一个催化单体和一个变构单体（分别为E-cat和E-allo）。血红素仅与催化部分的过氧化物酶位点结合，而底物和已知抑制剂则与催化部分的COX位点结合。E-cat的活性受到E-allo的调控，这种调控方式依赖于结合到E-allo上的配体。
多项研究表明，炎症相关蛋白（如前列腺素内过氧化物H合酶）也是COX-2的作用靶点。在炎症部位，由促炎细胞因子选择性诱导的COX-2若被抑制，可增强抗炎作用。靶向COX-2的一个优势在于其通常特异性地定位于炎症组织中，因此与COX-2抑制剂相关的胃部刺激作用显著降低。还有研究报道，与抑制COX-1酶相比，选择性抑制PTGS2（即COX-2）所产生的副作用更少。

鞘氨醇激酶1（SK1）
鞘氨醇激酶1将鞘氨醇磷酸化为鞘氨醇-1-磷酸（S1P）。鞘氨醇激酶1通常是一种胞质蛋白，但可被募集至富含磷脂酸（PA，磷脂酶D的产物）的膜上。其底物鞘氨醇-1-磷酸（S1P）是一种新型脂质信使分子，具有细胞内和细胞外双重功能。在细胞内，它调控细胞的增殖与存活；在细胞外，它是鞘氨醇-1-磷酸受体1的配体，从而参与炎症信号传导。
鞘氨醇激酶（SKs）及其脂质产物S1P在炎症信号传导过程以及疾病的发生与发展中发挥关键作用。系统性红斑狼疮、关节炎、溃疡性结肠炎和克罗恩病等病症均与SK/S1P级联反应的激活有关。多种生长因子和细胞因子均可激活鞘氨醇激酶。SK的两个亚型（SK1和SK2）均可将鞘氨醇磷酸化形成S1P，但它们对底物的特异性有所不同。
本化合物库包含通过计算机模拟筛选筛选出的化合物，其中含有具有良好预测活性位点亲和力的新型化学结构。

鞘氨醇-1-磷酸裂解酶（SPL1）
鞘氨醇-1-磷酸裂解酶（SPL）是鞘脂代谢中的一种膜结合酶，催化鞘氨醇碱基磷酸盐的不可逆降解。其主要底物鞘氨醇-1-磷酸是一种极性鞘脂代谢产物，既可通过与溶血磷脂受体家族的G蛋白偶联受体结合在细胞外发挥作用，也可在细胞内作为第二信使。SPL在许多哺乳动物组织中都有表达，而S1P的组织水平通常较低，并通过其合成（主要由鞘氨醇激酶-1（SK1）调控）和降解（主要由鞘氨醇-1-磷酸裂解酶（SPL）调控）之间的平衡来维持。SPL抑制剂有望成为治疗多种涉及S1P相关疾病的有效药物。
基于配体的晶体结构及其相互作用图谱，Life Chemicals设计了一个具有优异三维药效团匹配性的化合物库。

脾酪氨酸激酶（SYK）
脾酪氨酸激酶（SYK）是酪氨酸激酶家族中SYK家族的成员。酪氨酸激酶是一类酶，能够催化配体结合后对蛋白质底物上酪氨酸残基的磷酸化，参与调控多种细胞反应（包括增殖、分化、迁移和存活）的信号通路。
这些非受体胞质酪氨酸激酶的结构具有一个典型特征，即由连接域分隔的双SH2结构域。SH2结构域通常与靶蛋白中特定模体内的磷酸化酪氨酸残基结合。这种相互作用会引发一系列事件，从而诱导多种细胞反应。SYK将免疫细胞受体与调控细胞反应的胞内信号通路相偶联，这些通路在炎症过程被激活时发挥作用。由于其在造血细胞中过表达，SYK被认为是多种血液系统癌症及非血液系统癌症的促存活因子。SYK激酶是治疗诸如关节炎、过敏性疾病、特发性血小板减少性紫癜、系统性红斑狼疮以及B细胞淋巴瘤等疾病的具有前景的治疗靶点。
该靶点的结构与功能特性为使用SYK小分子抑制剂治疗免疫疾病和癌症提供了可能。

与RAR相关的孤儿受体γ（RORγ）
与RAR相关的孤儿受体γ（RORγ 或 RORC）是核受体家族中的一个成员，特异性地在T细胞区室中表达。该基因（称为Rorg）编码两个亚型：RORγt 和 RORγ。这两个亚型的区别在于N端长度的不同以及第二个亚型（RORγ）分布更为局限。RORγ最引人关注的功能之一是促使CD4⁺免疫细胞转化为促炎的Th17细胞。白细胞介素-17（IL-17）和辅助性T细胞17（TH17）在组织炎症中发挥关键作用。因此，防止这些细胞因子的过度产生可以调节免疫反应。
研究表明，RORγ参与多种自身免疫性疾病，如银屑病、银屑病关节炎、强直性脊柱炎、炎症性肠病和多发性硬化症。尽管过去十年中已研发并测试了多种新型药物，但抗体分子量较大，使其不适合作为局部用药，因为它们无法穿透皮肤屏障。另一种减轻症状的方法是通过干扰RORγ与DNA的结合来调节其转录活性，从而降低细胞因子的转录水平。
因此，使用小分子抑制剂对RORγ/RORγt进行局部抑制，代表了一种选择性抑制异常IL-17细胞因子产生的独特策略。

富含亮氨酸重复激酶2（LRRK2）
富含亮氨酸重复激酶2（LRRK2），又称dardarin，属于Ras样复合蛋白家族，其特点是含有一个类Ras的G结构域（Roc）、一个Roc结构域的C端区域（COR）以及一个激酶结构域。其活性形式为二聚体，功能类似于丝氨酸/苏氨酸特异性激酶。研究发现，LRRK2突变体的表达是帕金森病最常见的诱因之一，该突变会导致树突树缩短和简化。
LRRK2参与多条与神经元损伤相关的通路，包括微管网络、肌动蛋白细胞骨架重组、自噬、线粒体功能、囊泡运输及蛋白质质量控制等。它还是活化T细胞核因子（NFAT）的新型调节因子，可影响炎症性肠病的严重程度。尽管其具体作用机制尚未完全阐明，但LRRK2基因敲除或药理抑制会导致突触小泡内吞缺陷、突触形态改变以及神经传递功能受损。据推测，由于LRRK2具有激酶特性，它可能通过细胞骨架和囊泡成分的超聚合与超磷酸化来调节小胶质细胞的表型，从而推动这些细胞向促炎状态转变。
基于一组生物活性化合物（来自ChEMBL数据库，包含KI和IC50值）的结构聚类分析，识别出五种不同的结构骨架。通过构象搜索计算和交叉比对，确定了每个聚类核心结构可能的活性构象。随后构建并验证了五种不同的定量构效关系（QSAR）模型，用于从Life Chemicals高通量筛选化合物库中预测具有潜在LRRK2抑制活性的结构多样化的筛选化合物。

一氧化氮合酶诱导型（iNOS）
一氧化氮合酶（NOSs）是一类催化从L-精氨酸生成一氧化氮（NO）的酶家族。它有助于调节血管张力、胰岛素分泌、气道张力和蠕动，并参与血管生成和神经发育。该酶还可作为逆行性神经递质发挥作用，是一种重要的细胞信号分子。
在哺乳动物中已知存在三种亚型，其中两种为组成型（cNOS），第三种为诱导型（iNOS）。由于iNOS与钙调蛋白（CaM）及Ca²⁺之间具有紧密的非共价结合，因此被认为对钙不敏感。诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的表达是炎症过程的一个标志，其在慢性炎症过程中可导致局部组织损伤。
本研究利用一个模型对Life Chemicals高通量筛选化合物库进行了筛选，该模型要求化合物必须与活性位点中的两个关键残基发生相互作用和/或具备金属结合能力。

• 可选用DMSO耐受的96/384孔板或2D 条形码编码管；
• 干粉蓝冰运输，DMSO溶液干冰运输；
• 排布：96孔板：1st & 12th 空白对照，384孔板：1st & 2nd & 23th & 24th空白对照。