基于二维相似度的核受体聚焦库
该配体筛选库通过二维指纹相似性搜索方法,从高通量化合物库中筛选而得。筛选过程以ChEMBL数据库中核受体及其复杂生物活性数据为参照,设定最低塔尼莫托系数大于0.85,最终识别出超过68,000个已报道核受体调节剂的结构类似物。通过差异性筛选进一步优化后,得到包含逾31,900个类药性小分子的最终化合物集合,靶向包括以下受体:
- Bile acid receptor FXR
- Constitutive androstane receptor
- COUP transcription factor 2
- Estrogen receptor
- Estrogen-related receptor
- Glucocorticoid receptor
- GTP-binding nuclear protein Ran/Importin subunit beta-1/Snurportin-1
- Hepatocyte nuclear factor 4-alpha
- Peroxisome proliferator-activated receptor
- Peroxisome proliferator-activated receptor gamma/Nuclear receptor coactivator 1, 2, 3
- Peroxisome proliferator-activated receptor gamma/Nuclear receptor corepressor 2
- Histone deacetylase 3/Nuclear receptor corepressor 2 (HDAC3/NCoR2)
- Homeodomain-interacting protein kinase 3
- Liver X receptor
- Mineralocorticoid receptor
- Nuclear receptor coactivator
- Nuclear receptor ROR
- Nuclear receptor subfamily 0, 1, 2, 4
- Orphan nuclear receptor LRH-1
- Photoreceptor-specific nuclear receptor
- Pregnane X receptor
- Progesterone receptor
- Retinoic acid receptor
- Steroidogenic factor 1
- Thyroid hormone receptor beta-1
- Vitamin D receptor
基于对接技术的核受体靶向化合物库
本筛选库专为核受体研究设计,包含12,800多种小分子化合物。这些化合物通过蛋白-配体对接方法从专有高通量化合物库中筛选得出,筛选过程采用薛定谔公司的Glide软件。基于以下核受体的可用晶体结构(图1),我们设定了氢键与疏水作用约束条件,结合结合位点的静电势图,构建了对接/筛选模型:
- Estrogen (ESR1)
- Androgen (AR)
- Progesterone (PGR)
- Glucocorticoid (NR3C1)
- Mineralocorticoid (NR3C2)
- Retinoic acid receptor (RAR)
- Thyroid hormone receptor beta (THRB)
- Retinoid X receptor (RXR)
- Pregnane X receptor (PXR)
- ROR (-α/γ)
- Liver X receptor (LXR)
- Peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)
为评估对接流程的效能,我们采用从ChEMBL数据库中提取的参考化合物集(50至1100种化合物,具体数量因靶点而异)——这些化合物均具有已知的核受体拮抗活性(IC50值低于1微摩尔)——以及随机选取的非活性化合物集,对每个模型进行了验证。完成计算机筛选后,通过PAINS过滤器和内部药物化学过滤器排除了具有非预期结构的分子。最终根据对接参考集的对接得分值,对该筛选范围内的化合物进行排序。
图1. 基于分子对接结果生成的配体位置与构象。示例展示了库中配体分子在受体结合位点的定位情况(A图:化合物F3260-0084,雌激素;B图:化合物F3161-0400,孕激素)。
本数据库近期基于药效团假说,并综合考虑配体-蛋白质复合物特性,通过针对以下靶点进行筛选而扩充了化合物库:
• 核受体亚家族4A组成员1(NR4A1)
• 核受体亚家族5A组成员2(NR5A2)
***核受体亚家族4A组成员1(NR4A1)***
NR4A1作为一种孤儿核受体,在人体多种生理过程中发挥关键作用。它是Hippo信号通路的核心组分,通过调控细胞增殖与凋亡维持组织稳态和器官尺寸控制。这一独特功能使其成为癌症治疗的重要靶点,尤其在肝细胞癌研究中备受关注。NR4A1还能通过抑制RNA聚合酶II的转录延伸过程,成为乳腺癌治疗的潜在靶点。此外,该受体通过调节肌成纤维细胞功能抑制肠道纤维化,为纤维化疾病治疗提供新思路。
在免疫治疗领域,NR4A1作为诱导T细胞功能失调的关键调控因子,成为对抗肿瘤相关免疫功能障碍的重要靶标。该受体还参与能量平衡及糖脂代谢的调控,因此也是治疗代谢紊乱相关疾病的潜在靶点。
**核心特征:**
• 方法:基于药效团的虚拟筛选
• 使用的X射线数据:RCSB PDB编号 - 3V3Q
• 使用过滤器:无
• 筛选化合物数量:3,557个
图2. 基于NR4A1与抑制剂复合物的药效团假设。
核受体亚家族5A组成员2(NR5A2)
NR5A2作为一种核受体,在调控涉及多种生物过程的基因表达中发挥关键作用。这些过程包括胆汁酸合成、胆固醇稳态维持、甘油三酯合成、胚胎干细胞多能性调控、类固醇生成、胚胎发育、细胞分化以及成体稳态维持。此外,NR5A2能够影响多种癌基因的表达,从而对多种癌症类型产生影响。该受体还参与胰腺相关的多种生理和病理过程。同时,NR5A2可调控神经元的增殖与分化,促进轴突生长。
由于其在这些关键过程中的广泛参与,NR5A2成为治疗癌症及其他疾病极具潜力的靶点。
核心特征:
• 方法:基于药效团的虚拟筛选
• 使用的X射线数据:RCSB PDB编号 - 6OQX
• 使用过滤器:无
• 筛选化合物数量:6,640个
图3. 基于NR5A2与抑制剂复合物的药效团假设。