Клик-химия и методы молекулярного моделирования в компьютерном дизайне и идентификации потенциальных ингибиторов ВИЧ-1

Андрианов А. М.; Юшкевич А. М.; Босько И. П.; Карпенко А. Д.; Корноушенко Ю. В.; Фурс К. В.; Тузиков А. В.

Клик-химия и методы молекулярного моделирования в компьютерном дизайне и идентификации потенциальных ингибиторов ВИЧ-1

Андрианов А. М., Юшкевич А. М., Босько И. П., Карпенко А. Д., Корноушенко Ю. В., Фурс К. В., Тузиков А. В.

2021

https://doi.org/10.29235/1561-8323-2021-65-6-680-691

С помощью комплексного подхода, включающего методологию клик-химии, молекулярный докинг, квантовую механику и молекулярную динамику, осуществлен компьютерный дизайн потенциальных ингибиторов ВИЧ-1, способных блокировать мембрано-проксимальную внешнюю область (MPER, Membrane-Proximal External Region) белка gp41, играющую важную роль в процессе слияния мембран вируса и клетки хозяина. Методами молекулярного моделирования выполнена оценка эффективности связывания сконструированных соединений с пептидом MPER ВИЧ-1, в результате которой идентифицированы девять химических соединений, характеризующихся высокой аффинностью связывания с этим функционально важным участком оболочки вируса. Полученные данные свидетельствуют о перспективности использования этих соединений в работах по созданию новых противовирусных препаратов – ингибиторов слияния ВИЧ, блокирующих ранние стадии развития ВИЧ инфекции.

Андрианов А. М., Юшкевич А. М., Босько И. П., Карпенко А. Д., Корноушенко Ю. В., Фурс К. В., Тузиков А. В. Клик-химия и методы молекулярного моделирования в компьютерном дизайне и идентификации потенциальных ингибиторов ВИЧ-1. Доклады Национальной академии наук Беларуси. 2021;65(6):680-691. https://doi.org/10.29235/1561-8323-2021-65-6-680-691

Цитирование

Список литературы

1. Wang, H.-B. HIV vaccine research: The challenge and the way forward / H.-B. Wang, Q.-H. Mo, Z. Yang // J. Immunol. Res. - 2015. - Vol. 2015. – Art. 503978. https://doi.org/10.1155/2015/503978

2. Mann, J. K. HIV-1 vaccine immunogen design strategies / J. K. Mann, T. Ndung’u // Virol. J. - 2015. - Vol. 12, N 1. - Art. 3. https://doi.org/10.1186/s12985-014-0221-0

3. Corti, D. Broadly neutralizing antiviral antibodies / D. Corti, A. Lanzavecchia // Annu. Rev. Immunol. - 2013. - Vol. 31, N 1. - P. 705–742. https://doi.org/10.1146/annurev-immunol-032712-095916

4. Arts, E. J. HIV-1 antiretroviral drug therapy / E. J. Arts, D. J. Hazuda // Cold Spring Harb. Perspect. Med. - 2012. - Vol. 2, N 4. - Art. 007161. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a007161

5. Kumari, G. Highly active antiretroviral therapy for treatment of HIV/AIDS patients: current status and future prospects and the Indian scenario / G. Kumari, R. K. Singh // HIV and AIDS Rev. - 2012. - Vol. 11, N 1. - P. 5–14. https://doi.org/10.1016/j.hivar.2012.02.003

6. MacArthur, R. D. Maraviroc: The first of a new class of antiretroviral agents / R. D. MacArthur, R. M. Novak // Clin. Infect. Dis. - 2008. - Vol. 47, N 2. - P. 236–241. https://doi.org/10.1086/589289

7. Enfuvirtide: The first therapy to inhibit the entry of HIV-1 into host CD4 lymphocytes / T. Matthews [et al.] // Nat. Rev. Drug Discov. - 2004. - Vol. 3, N 3. - P. 215–225. https://doi.org/10.1038/nrd1331

8. Kwong, P. D. The changing face of HIV vaccine research / P. D. Kwong, J. R. Mascola, G. I. Nabel // J. Int. AIDS Soc. - 2012. - Vol. 15, N 2. - Art. 17407. https://doi.org/10.7448/ias.15.2.17407

9. Broad and potent neutralization of HIV-1 by a gp41-specific human antibody / J. Huang [et al.] // Nature. - 2012. - Vol. 491, N 7424. - P. 406–412. https://doi.org/10.1038/nature11544

10. Kolb, H. C. Click chemistry: Diverse chemical function from a few good reactions / H. C. Kolb, M. G. Finn, K. B. Sharpless // Angewandte Chemie International Edition. - 2001. - Vol. 40, N 11. - P. 2004–2021. https://doi.org/10.1002/1521-3773(20010601)40:11%3C2004::aid-anie2004%3E3.0.co;2-5

11. Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings / C. A. Lipinski [et al.] // Adv. Drug Deliv. Rev. - 2001. - Vol. 46, N 1–3. - P. 3–26. https://doi.org/10.1016/s0169-409x(00)00129-0

12. Genheden, S. The MM/PBSA and MM/GBSA methods to estimate ligand-binding affinities / S. Genheden, U. Ryde // Expert Opin. Drug Discov. - 2015. - Vol. 10, N 5. - P. 449–461. https://doi.org/10.1517/17460441.2015.1032936

13. Combined docking with classical force field and quantum chemical semiempirical method PM7 / A. V. Sulimov [et al.] // Adv. Bioinformatics. - 2017. - Vol. 2017. - P. 1-6. https://doi.org/10.1155/2017/7167691

14. Salzwedel, K. A conserved tryptophan-rich motif in the membrane-proximal region of the human immunodeficiency virus type 1 gp41 ectodomain is important for Env-mediated fusion and virus infectivity / K. Salzwedel, J. T. West, E. A. Hunter // J. Virol. - 1999. - Vol. 73, N 3. - P. 2469-2480. https://doi.org/10.1128/jvi.73.3.2469-2480.1999

15. Can machine learning consistently improve the scoring power of classical scoring functions? Insights into the role of machine learning in scoring functions / C. Shen [et al.] // Brief. Bioinform. - 2021. - Vol. 22, N 1. - P. 497-514. https://doi.org/10.1093/bib/bbz173

Источник

Информация

Автор

Андрианов А. М. Институт биоорганической химии Национальной академии наук Беларуси
Юшкевич А. М. Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси
Босько И. П. Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси
Карпенко А. Д. Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси
Корноушенко Ю. В. Институт биоорганической химии Национальной академии наук Беларуси
Фурс К. В. Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси
Тузиков А. В. Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси

Страницы

680-691

Год издания

2021

Ключевые слова

Коллекции

Доклады Национальной академии наук Беларуси