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3
分子叠合
由于抑制剂同属甾体类,它们与酶结合时部位应一致。而它们之间除
17
位取代不同外,仅是
A
环和
D
环有差别。因此以活性最好的化合物
31
为模板,以
B
环和
C
环上的
C8
,
C9
,
C10
,
C11
,
C12
,
C13
,为叠合点进行叠合。叠合图见图1

Fig 1:Stereoview of superimposition of 31 P45017αinhinbitors used in CoMFA.
4
CoMFA
分析
CoMFA
分析由
Sybyl6
.
4
中的
QSAR
模块来完成。分析力场包括立体场和静电场。在
0-50kal/mol-1
范围内,经多次摸索,将立体场和静电场的能量域值分别设为
15kcal
/
mol-1
和
15kcal
/
mol-1
。先以交叉验证
(cross-validation)
确定最佳主成分数,再用非交叉验证
(non-validation)
建立最终的比较分子力场模型。在最小二乘法
(Partial Least Square
,
PLS)
分析中,
column filtering
设为
4kcal
/
mol-1
。
结果与讨论
1
CoMPA
模型
比较分子力场分析所得勘
MFA
模型的统计学参数为:交叉验证相关系数R2cv=0.533
,最佳主成分数为
3
,由最佳主成分数建立的
CoMFA
模型的传统相关系数
R2
=
0
.
799
,
F
=
31
.
201
,标准方差
SEE(standard error of estimate)
=
0
.
271
。该模型对31个化合物的活性预测值与实测值的相关性如图2。

Fig 2:Predicted vs actual biological activities of 31 inhibitiors from CoMFA model
2.CoMFA 系数等势图
CoMFA模型系数等势图见图3(a)和3(b).其中参照分子化合物31。图3(a)中绿色和黄色区域代表立体场对化合物活性的影响,绿色区域表示在该区域附近存在体积大的基团将由于增加的立体场面有利于活性的提高,黄色区域则表示该区域不宜于引入位阴大的基团,否则会降低化合物的活性。
图3(b)中红色和兰色区域代表静电场对活性的影响:红色区域表示引入负电性基团有利于提高活生,兰色区域则表明引入正电性基团有利于活性提高。
Fig 3(a):View of the CoMFA steric field graph
Fig 3(b):View of the CoMFA electrostatic field graph
3
关于模型的讨论
在立体场等势图中可以看到,在甾体骨架的
(
面有一块黄色区域,说明在此处存在有位阻大的基团将不利于抑酶作用;从静电场等势图中可以看出在化合物
31
的杂环附近有多处红色区域,说明在这些区域引入富电荷的基团将有利于活性的提高。这与文献中假设的竞争性
P450l7
α抑制剂的作用机理和作用模型相符。该假设认为在距离甾体
D
环适当位置引入具有孤对电子的原子,如
N
等,将可能与
P450l7
α的血红素辅基中的
Fe
原子结合,而抑制酶的活性。假设的作用模式中是血红素位于甾环的α面(如图4)
,我们得到的
3DCoMFA
模型更进一步说明了,在甾环
D
环存在富电荷的原子有利于抑酶活性,这支持了上述作用机理。α面位阻大基团不利于抑酶活性,这是与假设的作用模型一致,因为在此处有位阻大的基团,会阻碍杂原子与
Fe
作用,而不利于抑酶活性。

Fig 4:Stereoplot of the substrate heme-complex for the P45017α
利用该模型对本室合成的
3
个化合物进行了活性预测。预测结果是以
3
—羟基—
17
—
(2
’—噻唑
)
雄甾—
5
,
16
二烯中为母体的系列中
4
’位苯基取代衍生物的活性
(4.76)
大于
4
,
位氢取代
(4
.
61)
大于
4
,
位甲基取代
(4
.
47)
。由于这三个化合物活性的测定与勘
MFA
模型建立所用的化合物活性的测定是在不同条件下进行,对照品采用
VIN85
而非酮康唑,因而活性数据没有直接的可比性。但实测的抑制率的顺序与预测顺序相同,是
4
’位苯基取代大于
4
’位氢取代大于
4
’位甲基取代。说明该模型对于抑制剂的电性、立体要求有较为准确的描述。 |