分子动力学引导的设计和共价激酶活动探针的化学蛋白质分析

科学领域:

• 生物化学 生物化学
• 化学生物学 化学生物学
• 计算化学的计算化学

背景情况:

• 共价小分子探针对于研究细胞中的蛋白质活性至关重要.
• 设计有效的探测器需要了解蛋白质家族内的保存和目标特定相互作用.
• 激酶活性在细胞过程和疾病中至关重要,使激酶探针成为有价值的研究工具.

研究的目的:

• 开发和应用一个计算管道来设计细胞透的共价激酶活性探针.
• 为了确定针对活性蛋白激酶的新型因达硫烯化物探针.
• 建立一个框架,以优化基于选择性和运动效率的共价探头设计.

主要方法:

• 用多方面的对接和分子动力学 (MD) 模拟来指导探头设计.
• 一系列的英达硫烯化物被合成并测试了细胞透性和活性.
• 化学蛋白质定位,竞争性定位和动力建模 (包括贝叶斯式大都市蒙特卡洛) 用于评估探测器参与和效率.
• 进行了聚焦的MD模拟,以调查探头-目标相互作用.

主要成果:

• 一种以计算为导向的方法产生了细胞活性的因达硫烯化物,其向活性蛋白激酶中保存的催化素.
• 领先的探测器K60P接触了100多个本地激酶,其中激酶被确定为主要的特定目标.
• 动力建模使用剂量和时间依赖的参与研究预测了探头效率,突出了k_inact/K_I作为一个关键的优化变量.
• 探测器K60P和XO44优先结合到活跃的,DFG-在酶结构.

结论:

• 已经建立了一个计算和动力建模框架,用于设计共价活性探头.
• 目标选择性和动力效率之间的平衡对于确定共价探头的全蛋白质组反应性至关重要.
• 这项工作为开发化学生物学工具提供了一个强大的战略,用于在本地细胞环境中查询激酶活性.