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案例一:COVID-19靶点发现与药物重定位
2020年初,SARS-CoV-2病毒基因组序列公布后不久,生物信息学分析迅速识别了关键药物靶点: 1. **基因组注释**:分析病毒基因组(约30kb RNA),预测开放阅读框(ORF),识别出编码主要蛋白:刺突蛋白(S)、主蛋白酶(Mpro/3CLpro)、RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp)等。 2. **人类-病毒蛋白质相互作用**:利用PPI网络分析,发现病毒蛋白与人体蛋白的相互作用模式...
📖 定义
2020年初,SARS-CoV-2病毒基因组序列公布后不久,生物信息学分析迅速识别了关键药物靶点:
1. 基因组注释:分析病毒基因组(约30kb RNA),预测开放阅读框(ORF),识别出编码主要蛋白:刺突蛋白(S)、主蛋白酶(Mpro/3CLpro)、RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp)等。
2. 人类-病毒蛋白质相互作用:利用PPI网络分析,发现病毒蛋白与人体蛋白的相互作用模式,预测关键宿主因子(如ACE2受体、TMPRSS2)。
3. 药物重定位:通过网络邻近性分析,筛选已上市药物中可能有效对抗SARS-CoV-2的候选药物。例如,基于病毒-宿主相互作用网络,预测氯喹和瑞德西韦(Remdesivir)可能有效(后续临床试验验证了瑞德西韦的疗效)。
4. 虚拟筛选:以Mpro为靶点,对ZINC数据库进行虚拟筛选,识别潜在抑制剂。德国研究团队通过高通量X射线晶体学筛选,发现了Mpro抑制剂的前导化合物。
# 使用RDKit进行分子对接准备示例
from rdkit import Chem
from rdkit.Chem import AllChem
# 读取配体分子
ligand = Chem.MolFromSmiles("CC(C)Cc1ccc(cc1)C(C)C(=O)O") # 布洛芬
ligand = Chem.AddHs(ligand)
AllChem.EmbedMolecule(ligand, AllChem.ETKDG())
# 保存为PDB格式用于对接
Chem.MolToPDBFile(ligand, "ligand.pdb")