抗结核化合物库

库设计
为设计分子库并筛选最具潜力的分子，我们关注结核分枝杆菌（Mtb）细胞壁的复杂性及膜穿透的难点。尽管缺乏某些无明确规则的固定筛选标准，我们仍基于已报道的数据及细胞活性与非活性化合物的结构分析，尽可能排除所有可能存在穿透问题的化合物。
通过研究Mtb固有的生化通路与形态特性相关特征，我们筛选并优先确定了一组蛋白质靶标，用于进行计算机虚拟高通量筛选（vHTS）并选择具有推定活性的化合物。总体上，该库中的蛋白质靶标可分为两大类：

1. 细胞壁合成相关蛋白；
2. 与真核生物不同的Mtb特异性必需蛋白靶标。
   以下为部分关键靶标简介：
   • 丙氨酸消旋酶（Alr）：催化L-丙氨酸与D-丙氨酸的相互转化，进而参与肽聚糖交联的关键步骤。
   • dTDP-4-脱氢鼠李糖3,5-差向异构酶（RmlC）：参与dTDP-L-鼠李糖的生物合成，后者是阿拉伯半乳聚糖的半乳糖区与肽聚糖分子连接所必需的。
   • 烯酰-[酰基载体蛋白]还原酶[NADH]（InhA）：参与分枝菌酸的生物合成，在脂肪酸延伸过程中起关键作用。
   • 十异戊二烯磷酸-β-D-核糖氧化酶（Dpre1）：催化十异戊二烯磷酸阿拉伯糖（DPA）形成的复合物组分，DPA是细胞壁阿拉伯聚糖合成的关键前体。
   • N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸尿苷转移酶（GLMU）：催化UDP-GlcNAc生物合成的最后两步，对脂多糖（LPS）的脂质A合成至关重要。
   • 莽草酸激酶（AroK）：利用ATP磷酸化莽草酸的3-羟基，为芳香族氨基酸和次级代谢物的共同前体合成所必需。氨基酸生物合成因其广泛的酶家族表征，也是药物设计中极具吸引力的方向。
   • β-内酰胺酶：负责介导对β-内酰胺类抗生素的耐药性。
   • 异柠檬酸裂解酶：负责乙醛酸循环的第一步，即将C2化合物合成为C4二羧酸。
   • ATP酶（ClpC、ClpX）：作为伴侣蛋白，通过细菌蛋白酶体诱导蛋白质降解，在细菌蛋白质稳态中发挥重要作用。
   • Mtb调节性丝氨酸蛋白酶（ClpP1P2）：形成细菌蛋白酶体的丝氨酸蛋白酶，负责细菌内蛋白质稳态与降解。
   • 肽基tRNA水解酶（Pth）：一种必需的Mtb特异性RNA水解酶，参与细菌稳态和蛋白质合成调控。
   vHTS流程采用基于网格的结合位点表示方法，并根据文献数据（突变实验）或配体-蛋白质相互作用图谱设定约束条件，进行部分或完全匹配。除依据经验性对接评分对化合物排序外，还对结果构象进行了视觉检查，以评估结合模式的可靠性。同时，针对所选靶标的参考化合物数量相对较少，且每个靶标对应的参考集内部多样性较低。