通过结合机器学习,基于结构的药模拟和生物评估,发现了新的JAK1抑制剂
Zixiao Wang1, Lili Sun2, Yu Xu3
1Department of Pharmacy, Honghui Hospital, Xi' an Jiaotong University, Xi' an, 710054, China. zixiaowang1112@foxmail.com.
这项研究开发了一种机器学习和药模型,以识别用于治疗炎症性疾病和癌症的Janus激酶1 (JAK1) 抑制剂. 四种化合物显示出显著的活性,其中Z-10是最强大的JAK1抑制剂.
科学领域:
- 药用化学 医学化学
- 计算化学计算化学
- 药理学 药理学是指药理学的学科.
背景情况:
- 简氏激酶1 (JAK1) 在炎症和自身免疫反应中至关重要,使其成为治疗点.
- 通过JAK/STAT通路抑制JAK1为各种疾病提供了一个有希望的策略.
- 机器学习 (ML) 加快了新激酶抑制剂的发现.
研究的目的:
- 开发一种新的,分层的虚拟选方法,整合ML和药理模型.
- 为了确定 Janus 激酶 1 (JAK1) 的潜在抑制剂.
- 通过计算和实验方法验证已识别的化合物的疗效.
主要方法:
- 构建了3834个JAK1抑制剂和12230个诱的数据集.
- 使用分子描述器和算法开发了ML分类模型.
- 建立了药模型,并使用分子对接来选化合物.
- 利用分子动力学 (MD) 模拟和体外试验进行验证.
主要成果:
- 最好的ML模型 (DNN-ECFP4) 和药模型 (Hiphop3,6TPF 08) 选了ZINC数据库.
- 确定了13种潜在活性化合物,所有这些化合物通过MD模拟显示稳定结合JAK1.
- 四种可购买的化合物表现出显著的激酶抑制,其中Z-10显示出最高的强度 (IC50 = 194.9 nM).
结论:
- 集成的ML和药理模型是有效和准确的识别JAK1抑制剂.
- 已识别的热门化合物代表了开发新型JAK1向治疗的有希望的候选人.
- 这种方法加速了针对JAK1相关疾病的药物发现.
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