Разработка лекарств: открытый доступ
Открытый доступ

Абстрактный

Моделирование гомологии человеческих концентрированных переносчиков нуклеозидов (hCNT) и проверка с помощью виртуального скрининга и экспериментального тестирования для выявления новых ингибиторов hCNT1

Хемант Кумар Деокар, Хилайре Плайя и Джон К. Буоламвини

Цель: Семейство переносчиков нуклеозидов является новой целью для рака, вирусных и сердечно-сосудистых заболеваний. Из-за сложности экспрессии, выделения и кристаллизации мембранных белков, отсутствует структурная информация о любых белках млекопитающих и, если на то пошло, о белках человека. Таким образом, целью этого исследования было построить модели гомологии для трех клонированных концентрированных переносчиков нуклеозидов hCNT1, hCNT2 и hCNT3 и проверить их для скрининга в направлении открытия крайне необходимых ингибиторов и зондов.

Методы: Недавно представленная кристаллическая структура концентрирующего нуклеозидного транспортера Vibrio cholerae (vcCNT) имеет удовлетворительное сходство с аутологами человеческих CNT и, таким образом, использовалась в качестве шаблона для построения гомологических моделей всех трех hCNT. Для упражнения использовался набор моделирования Шредингера. Внешняя проверка гомологических моделей была проведена путем стыковки набора недавно представленных известных ингибиторов класса нуклеозидов hCNT1 в предполагаемом месте связывания с использованием методологии индуцированной подгонки (IDF) с программой стыковки Glide. Затем модель гомологии hCNT1 впоследствии использовалась для проведения виртуального скрининга библиотеки из 360 000 соединений, и 172 соединения были получены и биологически оценены на предмет ингибирующей активности и селективности hCNT 1, 2 и 3.

Результаты: Для всех трех hCNT были получены качественные модели гомологии, как указано в опросе по различным структурным параметрам, а также внешне подтвержденные путем стыковки известных ингибиторов. Результаты стыковки IDF показали хорошую корреляцию между оценками IDF и ингибирующей активностью; особенно для hCNT1. Из верхних 0,1% соединений, ранжированных виртуальным скринингом с моделью гомологии hCNT1, 172 соединения, отобранных и протестированных против hCNT1, hCNT2 и hCNT3, дали 14 новых ингибиторов (попадания) (т. е. 8% успеха). Наиболее активное соединение продемонстрировало IC50 9,05 мкМ, что показывает более чем в 25 раз более высокую эффективность, чем флоризин, стандартный ингибитор CNT (IC50 250 мкМ).

Заключение: Мы успешно провели моделирование гомологии и валидацию для всех концентрирующих нуклеозидных транспортеров человека (hCNT 1, 2 и 3). Доказательство концепции того, что эти модели являются многообещающими из виртуального скрининга для идентификации мощных и селективных ингибиторов, было также получено с использованием модели hCNT1. Таким образом, мы идентифицировали новый мощный ингибитор hCNT1, который является более мощным и более селективным, чем стандартный ингибитор флоризин. Другие совпадения hCNT1 также в основном продемонстрировали селективность. Эти модели гомологии должны быть полезны для виртуального скрининга для идентификации новых ингибиторов hCNT, а также для оптимизации ингибиторов hCNT.