Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

V. Bazgier 1, K. Berka 2 1 Katedra fyzikální chemie, CR Haná, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Palackého v Olomouci, 17. listopadu 12, 77146 Olomouc,

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "V. Bazgier 1, K. Berka 2 1 Katedra fyzikální chemie, CR Haná, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Palackého v Olomouci, 17. listopadu 12, 77146 Olomouc,"— Transkript prezentace:

1 V. Bazgier 1, K. Berka 2 1 Katedra fyzikální chemie, CR Haná, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Palackého v Olomouci, 17. listopadu 12, Olomouc, CZ, 2 Katedra fyzikální chemie, RCPTM, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Palackého v Olomouci, 17. listopadu 12, Olomouc, CZ, Radosti a strasti dokování

2 Dokování  Molekulární dokování  Hledání nejlepšího „fitu“ mezi receptorem a ligandem Bill Watterson: Calvin a Hobbes

3 Dokování Predikuje pózu molekuly ve vazebném místě =geometrie Vazebnou afinitu (skóre) reprezentující sílu vazby =energie Výpočetní metoda, která mimikuje vazbu ligandu na protein Image credit: Charaka Goonatilake, Glen Group, University of Cambridge. research.html

4 Skórovací funkce Test vracení ligandu do krystalu CYP  Autodock Vina  DOCK s různými nábojovými sety  Gasteiger  AM1-BCC (na náboji záleží)  AutoDock 4.2 Diplomová práce Miroslav Brumovský, MU, 2013

5 Vývoj skórovacích funkcí  2 problémy:  Generování struktur a jejich hodnocení  Úprava repulze vedla k zlepšení skorovací funkce ale bohužel za cenu výrazného zpomalení algoritmu Bazgier, Banáš, Berka, Otyepka, in preparation

6 CDK2 kináza  Regulace buněčného cyklu  Vývoj inhibitorů (Vina - rychlost)  Problém s konformacemi ligandů (planární NH vedle aromatického kruhu, torze bifenylů) DFT scan vz dokovací programy Gucký T et al J. Med. Chem., 56 (15), 6234–6247, 2013 Mojzych M et al Eur. J. Med. Chem. 78, , 2014

7 Ligandy - Torzní úhly Accelrys DSmodelling 1.2 Wu, Chien-Ming et al Int.J. Mol. Sci. 8 (2007): 830–841. PDB GLIDE D’mello, P et al Int.J.Pharm. Sci. 3 (2011): 33–40. quercetin LigandFit, FlexX, DOCK 6.0, Autodock 4.0, MOE, Discover in Insight II, FlexiDock, Gold 3, … kcal/mol

8 Brassinosteroidy Kvasnica M et al Steroids, 85, 58-64, 2014  Rostlinné hormony  Bezproblémový redocking  Dlouhý „ocas“ je důležitý pro správnou interakci s receptorem  Problémy - steroidní stereochemie Active site

9 Ligandy vstup Schema od experimentátora SDF 3D optimalizace stereoizomerie testosterone

10 Na + /K + –ATPase  Udržování homeostázy  Vyhledávání vazebných míst  Fluorescenční barviva  RH241 sonda  Ukazuje se, že je dokování senzitivní na konformaci proteinu Havlikova M et al. Biochim. Biophys. Acta - Biomembranes, 1828(2), , 2013 Huličiak M et al. submitted, 2014

11 Rozsáhlá třída hemoproteinů (>170 tis genů v rostlinách, 57 genů člověk, archea, bakterie…) Nejčastější z 50 reakcí: monooxygenace RH + O 2 + 2H + + 2e – → ROH + H 2 O Lidské CYPs Promiskuitní (metabolizují více substrátů) Velká regio and stereospecificita Cytochromy P450 (CYP) CYP2C9 (1OG2) Williams et al., Nature 424, 464, 2003

12 Co řídí specificitu CYP? Hledání SOM (site-of-metabolism)  Reaktivita (chemoinformatika)  Aktivní místo (dokování)  Tvar a velikost  Flexibilita  Dostupnost  Kanály (MOLE)  Uchycení v membráně (MD)  Interakce s redoxními partnery

13 Reaktivita - SMARTCyp Rydberg P, Gloriam DE, Zaretzki J, Breneman C, Olsen L (2010) SMARTCyp: A 2D Method for Prediction of Cytochrome P450-Mediated Drug Metabolism. ACS Med Chem Lett 1: 96–100 13

14 Reaktivita – SMARTCyp ROC  ROC křivka – signal to noise ratio SMARTCyp ROC AUC Falešně pozitivní Skutečně pozitivní Zaretzki J, Rydberg P, Bergeron C, Bennett KP, Olsen L, et al. (2012) RS-Predictor models augmented with SMARTCyp reactivities: robust metabolic regioselectivity predictions for nine CYP isozymes. J Chem Inf Model 52: 1637–1659. Reaktivita dle SMARTCyp je relativně úspěšná

15 Tvar aktivního místa  SOM dle přístupu různých atomů do blízkosti k hemovému železu => Dokování do Xtals 15 CYP2C9 (1OG2) Williams et al., Nature 424, 464, 2003

16 CYP dokování I  Autodock Vina  Kontrola pózy dle známých krystalů  70% predikce SOM správně Markéta Paloncýová

17 Dokování II - ROC Miroslav Brumovsky, Diplomová práce, MU 2013 AUC: 0.534AUC: Více dokovacích póz je lepších  Autodock Vina  Xtaly CYP2C9 (1R9O, 1OG2, 1OG5) Hodnocení podle první pózyHodnocení podle všech póz

18 Flexibilita aktivního místa - Xtaly autor18 CYP2B4 1PO5 1SUO

19 Flexibilita II  Větší flexibilita => širší substrátová specificita 3A4 > 2C9, 2D6 > CYP1A2 50 % > 20 % > 1 %  Navázání substrátu výrazně zvýší rigiditu aktivního místa (CYP2D6 + quinidine) Hendrychova T et al BBA - Proteins and Proteomics, 1814 (1), 58-68, 2011 Otyepka M, Berka K, Anzenbacher P. Curr. Drug. Metab., 13(2), , 2012 Berka K, et al J. Inorg. Biochem., 110, 46-50, 2012

20 Flexibilita III  Ensemble dokování Společně se SMARTCyp Více struktur z MD to zlepší (samotné jsou horší, než Xtals) ale větší samplování flexibility ( >100 ns MD ) chybí Miroslav Brumovsky, Diplomová práce, MU 2013 SMARTCyp sám Kombinace 0.752

21 H1R receptor  Antiallergické sloučeniny  Ensemble dokování – 100 ns MD (funguje!)  Problém s dimerickými ligandy větší ligand = více interakcí = silnější vazba (arteficiálně) (dG/n(těžkých atomů) – monomery jsou aktivnější Pozharitskaya ON et al. Planta Med. 79(18), , 2013.

22 Strádání  Struktura ligandů  Převod do struktury je často špatně (Brassinosteroidy)  Generování konformací  Nedodržování planarity (dusíky u aromátů u CDK2)  Torzní úhly  Konformace proteinů mohou být dost problém (CYPy)  Identifikace správné pózy  Velice často to není póza s nejvyšší energií/skóre  Velké rozdíly ve velikosti ligandu se špatně filtrují (H1R)  Problém pro automatickou identifikaci v masivním slepém dokování (ZINC, etc)

23 Radosti  Máme hezčí obrázky než genomické studie :o)  Vedení SAR  Vysvětlení chování látek v experimentech  Umožňuje cílenou syntézu nových látek  Nicméně není nic lepšího, než když k Vám po půl roce syntézy přijde organik a řekne, že ta nová Vámi navržená látka je skutečně aktivnější…  … načež přinese další a ještě zapeklitější problém.

24 24 Poděkování Václav Bazgier (dokování vše) Michal Otyepka (CYP, H1R) Miroslav Brumovský (CYP) Markéta Paloncýová (CYP) Miroslav Strnad (BRS, CDK, …) Mirek Kvasnica (BRS) Jana Oklešťková (BRS) Vladimír Kryštof (CDK, …) Tomáš Gucký (CDK) Radek Jorda (CDK) Martin Kubala (NaK) Jitka Ulrychová (H1R) UK Patrik Rydberg (SmartCYP) in memoriam Financial Support GACR P303/12/P019 UP IGA_PrF_ ESF, MŠMT

25 Děkuji Vám za pozornost


Stáhnout ppt "V. Bazgier 1, K. Berka 2 1 Katedra fyzikální chemie, CR Haná, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Palackého v Olomouci, 17. listopadu 12, 77146 Olomouc,"

Podobné prezentace


Reklamy Google