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天然产物类似物库LF

LF Natural Product-like Compound Libraries

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产品编号LF7300

自古以来,天然产物就被用于疾病的治疗和康复。它们显然已成为现代药物化学、药物发现与开发的灵感来源。过去几十年间,美国食品药品监督管理局(FDA)批准的药物中,约40%为天然产物、其衍生物或与天然产物相关的合成类似物。如今,基于天然化合物的新药已成功应用于治疗肿瘤、病毒和细菌性疾病以及神经系统疾病。
多达20%的天然产物位于Lipinski“五规则”(Ro5)之外的化学空间,通常在先导化合物优化过程中被舍弃。然而,许多这类天然产物类药物仍显示出治疗致命疾病的潜力(例如,它们被用作HIV蛋白酶抑制剂、抗癌药物和心脏刺激剂)。天然产物具有极大的结构多样性。与典型的合成小分子药物相比,天然产物往往具有更多的sp3杂化桥头原子、更多的手性中心、更高的氧含量但较低的氮含量、更高的分子量、更多的氢键供体和受体、较低的cLogP值以及更高的分子刚性,且更倾向于脂肪环而非芳香环。
天然化合物中分子骨架的显著结构多样性和药物相似性,为在药物发现和先导化合物优化的吸引化学空间内设计新型天然产物衍生化合物库提供了基础。
为应对当前药物发现需求,Life Chemicals 已创建其专有的筛选库,包含超过 15,000 种与天然化合物类似的合成化合物。

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产品编号LF7300

天然产物类似物库LF

规格

  • 1 mg
  • 100 μL x 10 mM (in DMSO)
  • 250 μL x 10 mM (in DMSO)
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标签产品描述

 LF Natural Product-like Compound Libraries
图1. 我们库中针对热门天然产物的相似化合物示例。

背景

多达20%的天然产物位于利平斯基“类药五规则”(Ro5)之外的化学空间,通常在先导化合物优化过程中被丢弃。与此同时,许多这类类天然产物药物仍显示出治疗威胁生命疾病的潜在能力(例如,它们被用作HIV蛋白酶抑制剂、抗癌药物和心脏兴奋剂)。天然产物具有大量的结构多样性。与典型的合成类药小分子相比,天然产物倾向于拥有更多的sp³杂化桥头原子、更多的手性中心、更高的氧含量但较低的氮含量、更高的分子量、更多的氢键供体和受体数目、较低的cLogP值和更高的分子刚性,并且优先选择脂肪环而非芳香环。

天然化合物中分子骨架显著的结构多样性和类药性,为在药物发现和先导化合物优化中设计新型类天然产物化合物库提供了基础,这些库位于有吸引力的化学空间内(图2)。

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图2. 1981年1月1日至2019年9月30日期间获批的小分子药物;n = 1394(图片来源:J. Nat. Prod. 2020, 83, 3, 770-803)。

基于相似性搜索的类天然产物化合物库

该筛选库是通过对天然化合物骨架进行二维指纹相似性过滤而设计的。参考集使用了Specnet、TARGETMOL、SELECKCHEM、ICC、AnalytiCon Discovery、TimTec、COCONUT等商业数据库。应用Tanimoto 85%相似性截断值,从Life Chemicals的高通量筛选(HTS)化合物库中筛选出约11,400种结构多样的化合物。

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图3. 2021年FDA批准的药物按化学结构分类。我们库中的化合物示例与今年FDA批准的两种药物结构相似。

基于化学信息学和子结构搜索的类天然产物化合物库

Life Chemicals的高通量筛选(HTS)化合物库通过两种不同的方法进行了分析,即:

  • 化学描述符计算
  • 类天然性评分

通过将两种小分子筛选化合物库进行重叠,应用这两种方法筛选出了超过3,700种具有优异特性的类天然产物分子。

基于化学描述符的选择方法

该筛选分两步进行:

对Life Chemicals高通量筛选(HTS)化合物库中的类天然骨架和最相关基团进行子结构搜索(图2):

coumarins flavonoids aurones alkaloids (aloperine, cytisine, lupinine, colchicine) bile acids aryl benzothiazole arylpiperazine arylpiperidine benzofuran benzoxazole benzodiazepine benzothiophene benzylpiperidine indole indoline indolizine isoquinoline purine quinazolinone quinoline quinoxaline steroide tetrahydroisoquinoline tetrahydroquinoline

从约509,970种化合物中筛选出约60,100个化合物。随后,我们进行了方法验证,并计算了表1中列出的参数,涵盖纯天然产物(PNP, MNP)、天然产物及其衍生物/类似物(SNP)、基于天然产物的组合化合物(NatDiv)以及Life Chemicals衍生物/类似物(LC)。总体而言,通过该方法共筛选出约7,300种化合物。

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图4. 类天然产物化合物库中化合物按化学结构中类天然骨架存在情况的分布。

类天然性评分

化合物类天然性的评估是选择和优化类天然产物药物及合成生物活性化合物的一个重要手段。类天然性评分基于特定分子片段在天然产物(NPs)和小分子(SMs)中出现频率的总和,通过类天然性计算器进行计算。从高通量筛选(HTS)化合物库中筛选出超过9,700种化合物。其结果如图5和表1所示,展示了真实天然产物和类天然化合物按评分的分布情况。

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图5. 类天然性评分器。真实天然产物的分布情况。
表1. 在天然产物表征中起最重要作用的描述符平均值。
PNP MNP SNP NatDiv LC
MW 393.9 503.6 409.2 441.3 389.2
HAC 28.2 34.6 29.1 31.1 27.7
ClogP 2.3 3.9 3.7 2.1 3.6
H-donors 2.7 2.6 1.4 2.3 1.4
H-acceptors 6.6 7.4 6.4 8.0 4.2
TPSA 98.9 108.9 83.2 104.7 79.8
Ring count 3.6 2.9 3.5 4.0 3.9
Aromatic rings 5.1 3.5 11.8 9.5 15.3
Rotatable bonds 5.2 11.5 6.1 5.3 5.0
Number of N atoms 0.7 1.2 2.1 3.6 2.6
Number of O atoms 5.9 6.1 4.3 4.4 3.1
Number of chiral atoms 5.5 6.3 1.4 2.3 1.3
LipViol≥2 18% 30% 10% 8% 2%

标签包装和储存

  • 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。

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  • 可选用DMSO耐受的96/384孔板或2D 条形码编码管;
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