Аннотация 2
Введение 7
1 Литературный обзор 8
1.1 Характеристика фосфоинозитид-3-киназы (PI3K) 8
1.2 Молекулярный докинг 13
1.3 Подходы к дизайну и синтезу ингибиторов PI3K 24
2 Результаты и их обсуждение 42
2.1 Выбор белковых мишеней 42
2.2 Аннотирование библиотек 44
2.3 Нативный докинг 48
2.4 Виртуальный скрининг и его результаты 57
2.5 Результат in vitroисследования 75
3 Экспериментальная часть 79
3.1 Компьютерное моделирование 79
3.2 Биологические испытания 81
Заключение 83
Список используемой литературы 84
Приложение А Результаты виртуального скрининга 91
В настоящий момент одним из приоритетных направлений медицинской химии является поиск и разработка низкомолекулярных ингибиторов протеинказ. Отличным примером таких соединений могут послужить высокоэффективные ингибиторы PI3K. Фосфоинозитид-3-киназы (PI3K) и ее сигнальный каскад PI3K/AKT/mTOR играет важную роль в пролиферации, дифференцировке клеток, метаболизме, выживании и ангиогенезе.
В результате возникновения лекарственной резистентности ингибиторы PI3K теряют свою эффективность. Вследствие этого существует необходимость в поиске и разработке новых ингибиторов, нацеленных на фосфоинозитид-3-киназу и ее сигнальный путь. Благодаря молекулярному моделированию и молекулярному докингу можно найти способы решения данной проблемы.
Целью работы:
Молекулярный дизайн и поиск новых хемотипов ингибиторов PI3K среди library-in-houseколлекции соединений Центра медицинской химии.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- подготовку и анализ различных кристаллических структур PI3K;
- подготовка комбинаторной библиотеки library-in-houseсоединений Центра медицинской химии;
- виртуальный скрининг библиотеки;
- анализ полученных результатов и оценка аффинности MMGBSA;
- проведение in vitroисследования.
По результатам проделанной работы можно прийти к следующему заключению:
- была проведена подготовка кристаллических комплексов и анализ режимов связывания различных ингибиторов РХЗКа; взаимодействие с остатком Val851 является ключевым, обусловливающее аффинность;
- проведен виртуальный скрининг 300 соединений, входящих в library¬in houseколлекцию различных киназных ингибиторов Центра медицинской химии. Стыковка осуществлялась в четыре различные структуры PI3Ka; в качестве лидирующих хемотипов были выделены соединения , содержащие дегидрохиназолиновый каркас (кластер 1);
- анализ результатов показал, что все хиты полностью воспроизводят режим связывания известных ингибиторов. обеспечивают парную связь с Val851, высокоэффективные гидрофобные взаимодействия центрального ядра и ароматических фрагментов, простирающихся на выходе из сайта с Trp770/Arg780;
- отобранные нами лидеры демонстрируют значение XP СЗсоге ккал/моль в диапазоне от -11.929 до -9.928 ккал/моль, что значительно лучше значений нативных лигандов, диапазон XP СЗсоге от - 9.504 до -7.491 ккал/моль; значение свободной энергии связывания, рассчитанное методом MMGBSA в среднем близко к нативному;
- проведен in vitroтест для выявленных хитов на клеточных линиях MDA-MB-231 и MDA-MB-175, цитотоксический эффект проявляло 17 соединений, которые содержат дегидрохиназолиновый (кластер 1), тиазольный (кластер 5), 1,3,4-оксадиазольный (кластер 7) и [1,2,4] триазоло [1,5-а] пиримидиновый каркас (кластер 9). Результат Hit Rate = 5.66%. Выявленные соединения могут стать отправными точками для дальнейшей оптимизации в ходе будущих научных проектов Центра медицинской химии в области разработки новых киназных ингибиторов.
