具有CUL4A抑制活性的化合物虚拟筛选及活性研究开题报告

 2023-01-03 07:01

1. 研究目的与意义

CUL4A(Cullin 4A)是一种支架蛋白,可以与一系列的底物调节蛋白组装成不同的E3连接酶复合物,从而调节关键蛋白的数量。经过活性研究,了解到 CUL4A复合物在调节细胞循环中底物的作用,包括传递信号,肿瘤抑制,DNA损伤响应和染色质结构重组。CRBN 能与损伤DDB1 (damaged DNA binding protein 1,DDB1)、CUL4A和 ROC1 结合形成 E3 泛素连接酶复合物,通过抑制CRBN与转录因子 Ikaros( IKZF 1) 和 Aiolos( IKZF 3) 结合进而增强其泛素化水平促进其降解,抑制细胞的增殖。因此通过筛选出CRBN抑制剂可以治疗CUL4A高表达的肿瘤。

本课题的研究过程如下:

(1)具有CUL4A 抑制活性的化合物的虚拟筛选:根据文献分析CUL4A 组装机制,调节CUL4A复合物活性机制,寻找复合物组装结合位点,以沙利度胺与CRBN的作用位点出发,利用sybyl计算机辅助设计软件进行初步筛选,再通过DS软件进行精筛,得到与CRBN高效结合的先导化合物。

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2. 文献综述

泛素连接酶复合体抗肿瘤作用研究进展

李香莲

南京中医药大学 药物化学实验室

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3. 设计方案和技术路线

研究方案:

一、计算机辅助分子设计进行虚拟筛选

1.sybyl 软件进行初步筛选

1.1 先建立存放需要对接的蛋白(CRBN)和小分子的文件夹并设置对接文件夹路径

1.2 准备蛋白,删去无关的水分子和离子

1.3 产生活性位点,对接小分子

1.4 保存构象

2. DS(CDOCKER)软件进精细筛选

2.1 准备受体蛋白(CRBN),删除水分子

2.2 定义受体蛋白的活性位点

2.3 准备配体分子

2.4 分子对接设置参数进行CDOCKER 计算

Input Receptor 参数,设置受体蛋白;

Input Ligands 参数,指定对接配体;

Pose Cluster Radiius设为0.5

Orientations to Refine s设为0.9999

2.5 分析分子对接CDOCKER结果

3.分析结果,筛选出先导化合物

二、细胞水平测试体外抗肿瘤活性

1 材料

1.1 细胞株:乳腺癌系MCF-7

1.2主要试剂及耗材:

MTT溶液 、 PBS溶液、二甲基亚砜

一次性细胞培养六孔板、二十四孔板、九十六孔板

胰蛋白酶 、 胎牛血清

1.3 相关试剂的配制:

MTT溶液: 用5ml MTT溶剂直接溶解25mg MTT粉末制成5mg/ml的工作液,用试剂盒内提供的除菌套装以除去溶液中的细菌,该溶液可4℃避光短时间保存。

胰酶配制:0.25g胰酶,加入到100mlPBS中,低速搅拌。

1.4 仪器设备

多功能酶标标仪 PCR仪

2 方法

2.1 细胞培养

细胞冻存(预先配制冻存液10%DMSO +90%牛血清)

(1)将贴壁细胞取出观察情况

(2)情况良好,则倒出培养基,用PBS缓冲液洗涤,加入胰酶,放入CO2孵箱中3~7分钟

(3)取出观察情况,大部分拉出即可

(4)加入培养基DMEM将壁上细胞吹下,放入到离心管中,放入离心机中(1000转,5min),细胞与培养基分离弃去培养基。

(5)加入血清,重悬,混合

(6)放入试剂瓶中,放入4℃冰箱中30min

2.2 MTT法检测细胞增殖

(1)收集对数期细胞,调整细胞悬液浓度,每孔加入100ul,铺板使待测细胞调密度至1000-10000孔,(边缘孔用无菌PBS填充)

(2)5%CO2,37℃孵育,至细胞单层铺满孔底(96孔平底板),加入浓度梯度的药物,原则上,细胞贴壁后即可加药,或两小时,或半天时间,但我们常在前一天下午铺板,次日上午加药.一般5-7个梯度,每孔100ul,设3-5个复孔.建议设5个,否则难以反应真实情况

(3)5%CO2,37℃孵育16-48小时,倒置显微镜下观察。

(4)每孔加入20ulMTT溶液(5mg/ml,即0.5%MTT),继续培养4h。若药物与MTT能够反应,可先离心后弃去培养液,小心用PBS冲2-3遍后,再加入含MTT的培养液。

(5)终止培养,小心吸去孔内培养液。

(6)每孔加入150ul二甲基亚砜,置摇床上低速振荡10min,使结晶物充分溶解。在酶联免疫检测仪OD490nm处测量各孔的吸光值。

(7)同时设置调零孔(培养基、MTT、二甲基亚砜),对照孔(细胞、相同浓度的药物溶解介质、培养液、MTT、二甲 基亚砜)

2.3利用Graphpad prism 6 mac 软件处理数据

三、筛选化合物,进行分析

技术路线:

计算机辅助分子设计虚拟筛选

DS软件进行精筛

得到具有药理活性的先导化合物

MTT法检测细胞毒性

Sybyl软件进行初筛

4. 工作计划

2.17-3.2 查阅并整理文献资料

3.3-3.14 完成开题报告

3.15-5.31 进行课题实验

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5. 难点与创新点

通过计算机辅助分子设计筛选出具有CUL4A抑制活性的化合物,作用于CUL4A复合物中的CRBN小分子,从而治疗CUL4A高表达的肿瘤。

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