表观遗传筛选化合物库LF

背景信息
表观遗传“书写器”可催化组蛋白尾部或DNA添加化学取代基。这些标记并非永久性修饰，可被“擦除器”清除。尤其值得注意的是，含溴结构域蛋白家族能识别并“读取”组蛋白中经修饰的赖氨酸残基。这些机制共同调控基因表达，从而建立正常细胞表型。另一方面，它们也可能诱发或导致多种综合征和疾病的发生。化合物库中收录的化合物对多种疾病相关靶点蛋白具有潜在活性，例如：各类癌症、自身免疫性及炎症性皮肤病、衰老相关疾病等。

基于二维指纹相似性搜索的表观遗传化合物库
二维指纹相似性是指将一组已知活性化合物（其活性数据来源于文献报道）与目标分子，共同表示为由比特字符串（即“指纹”）编码的小片段集合。通过比较这两组“指纹”来估算它们的相似度。
首先，从ChEMBL数据库获取了已知表观遗传调控分子的参考集，其中包含所有对人类表观遗传靶点具有高实验活性的可用化合物。随后，以Tanimoto指数≥0.85为阈值（每个参考化合物最多匹配5个类似物），对内部数据库进行二维指纹相似性搜索，最终获得6,800种表观遗传相关筛选化合物（图1）。该化合物库已排除PAINS（泛活性干扰化合物）、有毒及反应性化合物。
筛选所得化合物包含以下表观遗传分子靶点与复合物的潜在抑制剂：

基于分子对接筛选的表观遗传靶向化合物库
该化合物库包含7,500种结构多样的小分子筛选化合物，通过针对以下表观遗传靶点的虚拟分子筛选获得：
• 含Jumonji结构域蛋白D3（JMJD3，亦称KDM6B）
• 组蛋白甲基转移酶EZH2
• 多梳蛋白EED
• 蛋白精氨酸N-甲基转移酶6（PRMT6）
• 组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶EHMT2（G9a）
• 聚腺苷二磷酸核糖聚合酶1（PARP-1）
• 赖氨酸特异性去甲基化酶4A（KDM4A）
• Menin/MLL蛋白复合物

含有Jumonji结构域的蛋白D3（JMJD3，亦称KDM6B）
含有Jumonji结构域的蛋白D3（JMJD3），即赖氨酸特异性去甲基化酶6B（KDM6B），属于JmjC组蛋白去甲基化酶家族成员。该酶与泛转录X染色体四肽重复蛋白（UTX）共同特异性去除组蛋白H3第27位赖氨酸（H3K27）的甲基修饰。JMJD3和UTX在基因表达的表观遗传调控中发挥关键作用，能够改变细胞记忆并重编程细胞命运。具体而言，JMJD3参与增殖、分化、凋亡等多种细胞过程，其调控具有高度基因特异性和环境依赖性，涉及脊椎动物发育、癌症、炎症及神经退行性疾病等多种组织反应。
核心研究特征
• 研究方法：高通量虚拟筛选（分子对接）
• 采用的X射线数据：4ASK
• 约束条件：金属配位作用
• 蛋白可旋转基团允许：是
• 应用筛选规则：PAINS规则、毒性基团、反应活性基团过滤
• 筛选化合物数量：1,273个

组蛋白甲基转移酶EZH2
果蝇zeste基因增强子同源物2（EZH2）是多梳抑制复合体2（PRC2）的催化亚基，可通过催化组蛋白H3第27位赖氨酸的三甲基化（H3K27me3）调控下游靶基因表达。除H3K27me3外，PRC2还能甲基化非组蛋白底物（如转录因子GATA4）。此外，EZH2可直接与其他蛋白相互作用，以不依赖PRC2的方式激活下游基因。研究已证实EZH2在细胞增殖、凋亡及衰老中的作用。目前EZH2在癌症病理生理学中的重要作用已使其成为肿瘤治疗领域的热点靶标。

核心筛选特征
• 方法：高通量虚拟筛选（分子对接）
• 使用X射线数据：5LS6
• 约束条件：无
• 蛋白可旋转基团：允许
• 筛选过滤器：PAINS、毒性、反应性
• 选定化合物数量：1,465个

多梳蛋白EED
多梳抑制复合体2（PRC2）是调控基因表达的关键组分，参与细胞发育与分化过程。PRC2的异常活性与多种人类癌症的进展相关，其活性升高会导致H3K27me3水平增加，这与前列腺癌、乳腺癌、淋巴瘤及骨髓瘤等癌症类型密切相关。含WD40重复结构域的EED蛋白是PRC2的核心组分，通过结合H3K27me3增强该复合物的活性。针对PRC2中该组分的药物干预策略日益受到关注，目前已开发出多种新型EED抑制剂。

核心特征
• 方法：高通量虚拟筛选（分子对接）
• 使用的X射线数据：5U6D
• 约束条件：氢键
• 蛋白可旋转基团允许：是
• 应用过滤器：PAINS、毒性、反应性
• 筛选化合物数量：1,226个

蛋白质精氨酸N-甲基转移酶6（PRMT6）
PRMT6通过调控转录与细胞周期、参与可变剪接及DNA修复调控等多种细胞通路影响乳腺癌的发病机制。已有研究表明该酶在乳腺癌发展中具有重要作用，但其在癌症进程中究竟发挥促进还是抑制作用尚未明确。不同乳腺癌亚型中PRMT6的调控机制存在差异，可能导致其表达水平的不一致。因此，虽然PRMT6有潜力作为部分乳腺癌的治疗标志物，但仍需进一步研究以明确其在哪些乳腺癌亚型中表达上调，以及这种上调如何影响特定细胞通路。

核心参数
• 研究方法：高通量虚拟筛选（分子对接）
• 采用的X射线数据：6W6D
• 约束条件：无
• 蛋白质可旋转基团允许：是
• 筛选过滤器：PAINS、毒性、反应性
• 筛选化合物数量：1,374个

组蛋白-赖氨酸N-甲基转移酶EHMT2（G9a）

G9a是组蛋白H3第9位赖氨酸单甲基化和二甲基化的关键催化酶。在体内，它主要与G9a样蛋白（GLP）形成异源二聚体复合物，作为功能性组蛋白赖氨酸甲基转移酶发挥作用。越来越多证据表明，G9a能催化组蛋白与非组蛋白的甲基化修饰，在多种生物学过程及人类疾病中起关键作用。研究发现该酶在食管鳞状细胞癌、肝细胞癌、侵袭性肺癌、脑癌、多发性骨髓瘤和侵袭性卵巢癌等多种癌症中过度表达，其高水平表达通常伴随更高程度的甲基化，导致重要抑癌基因被沉默。因此，靶向G9a被认为可重新激活这些基因的表达。

核心筛选特征
• 方法：高通量虚拟筛选（分子对接）
• 使用的X射线数据：7BTV
• 约束条件：体积限制
• 蛋白可旋转基团允许：是
• 应用筛选规则：PAINS规则、毒性规则、反应活性规则
• 筛选化合物数量：1,356个

聚腺苷二磷酸核糖聚合酶1（PARP-1）
聚腺苷二磷酸核糖聚合酶1（PARP1）是发现抗肿瘤药物的重要分子靶点之一。作为一种常见的核蛋白（每个细胞含100-200万个分子），PARP1可充当DNA链断裂的"传感器"。研究发现黑色素瘤、乳腺癌、肺癌等肿瘤疾病中存在PARP1过表达现象，且已证实其高表达与肿瘤治疗耐受性存在关联。由于PARP1抑制剂在传统恶性肿瘤治疗中能增强化疗和放疗的敏感性，因此被视为极具前景的抗肿瘤药物。此外，对于DNA修复机制受损的肿瘤，PARP1抑制剂还可作为独立高效的治疗药物。

核心特征
• 方法：高通量虚拟筛选（分子对接）
• 使用的X射线数据：7KK4
• 约束条件：无
• 允许蛋白质旋转基团：是
• 应用筛选规则：PAINS规则、毒性规则、反应活性规则
• 筛选化合物数量：1,397个

赖氨酸特异性去甲基化酶4A（KDM4A）
组蛋白去甲基化过程由组蛋白去甲基化酶调控，在基因表达的表观遗传调控中具有重要作用。赖氨酸特异性去甲基化酶4A（KDM4A）在正常细胞和癌细胞中均发挥重要功能。KDM4s抑制剂的发现为癌症等多种疾病提供了潜在的治疗策略。KDM4s的高表达被认为可促进前列腺癌、乳腺癌和结肠癌等特定癌症类型的肿瘤发生。通过分子生物学方法下调KDM4s表达，或利用小分子抑制剂抑制其催化活性，是经过验证的肿瘤治疗策略。近年来，KDM4s抑制剂作为抗肿瘤药物的研发日益受到关注。

核心特征
• 方法：高通量虚拟筛选（分子对接）
• 使用的X射线数据：5VGI
• 约束条件：金属配位
• 蛋白可旋转基团允许：是
• 应用筛选规则：PAINS规则、毒性、反应活性
• 筛选化合物数量：1,229个

Menin/MLL
Menin是致癌MLL融合蛋白的关键辅助因子，menin-MLL相互作用在体内急性白血病的发展过程中至关重要。通过小分子靶向menin-MLL相互作用，是开发新型抗癌药物的重要策略。最新研究成果（包括menin晶体结构的公布、高效小分子及拟肽抑制剂的开发）已证实靶向该相互作用的可行性。然而生化和结构研究表明，MLL通过包含两个基序的复杂双价模式与menin结合，使得抑制这种蛋白-相互作用的难度显著。近期针对menin-MLL相互作用的研究显示出阻断menin在癌症治疗中的潜在价值。

核心特征
• 方法：高通量虚拟筛选（分子对接）
• 使用的X射线数据：5DB3
• 约束条件：无
• 允许蛋白质旋转基团：是
• 应用筛选规则：PAINS规则、毒性规则、反应活性规则
• 筛选化合物数量：943个

• 可选用DMSO耐受的96/384孔板或2D 条形码编码管；
• 干粉蓝冰运输，DMSO溶液干冰运输；
• 排布：96孔板：1st & 12th 空白对照，384孔板：1st & 2nd & 23th & 24th空白对照。