基于氨基酸代谢途径除草剂靶标库的建立及其在反向寻靶中的应用

摘要

为实现除草剂先导化合物的作用靶标快速、精准预测以及活性分析,本试验建立了一种快速高效的基于化合物结构的反向寻找除草剂靶标的计算机模拟方法.通过分析拟南芥(Arabidopsis thaliana)的KEGG(京都基因与基因组百科全书)氨基酸代谢通路图(ath00460),筛选出调节氨基酸生物合成中的关键蛋白;利用YASARA软件对蛋白质三维结构模型进行同源模建以及Autodock vina 4.0软件模拟化合物小分子与靶蛋白的相互作用的方法,对筛选得到调节生成氨基酸中间产物或最终产物的专一性蛋白进行靶标库的建立,随后利用已知作用靶标的化合物分子进行了可行性与可靠性的验证,建立了一种基于化合物结构的反向寻找靶标的计算机模拟方法.通过筛选分析得到了166个调节生成关键中间产物或最终产物的专一性蛋白(涵盖已报道的18种与氨基酸生物合成途径有关的除草剂靶标酶),其中18个蛋白从PDB数据库中下载晶体结构,148个蛋白利用YASARA同源模建;利用烟嘧磺隆、甲磺隆、苯磺隆、灭草喹、多菌灵、毒死蜱六个已知作用靶标的化合物分子进行了可行性与可靠性的验证.本试验得到一种快速高效的基于化合物结构的反向寻找除草剂靶标的计算机模拟方法,该方法能快速、准确地预测小分子化合物的靶点与未知化合物的生物活性,为新农药创制的提供参考依据.