芳基磺酰胺类丙酮酸激酶M2激动剂的基于多复合物的药效团模型和定量构效关系

陈正军 蒋庆琳 何谷 韩波 郭丽

引用本文: 陈正军, 蒋庆琳, 何谷, 韩波, 郭丽. 芳基磺酰胺类丙酮酸激酶M2激动剂的基于多复合物的药效团模型和定量构效关系[J]. 物理化学学报, 2013, 29(08): 1793-1803. doi: 10.3866/PKU.WHXB201305152 shu
Citation:  CHEN Zheng-Jun, JIANG Qing-Lin, HE Gu, HAN Bo, GUO Li. Multicomplex-Based Pharmacophore and QSAR of Aryl-Sulfamides as Pyruvate Kinase M2 Activators[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(08): 1793-1803. doi: 10.3866/PKU.WHXB201305152 shu

芳基磺酰胺类丙酮酸激酶M2激动剂的基于多复合物的药效团模型和定量构效关系

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(30901837, 81001357, 81273471)资助项目 (30901837, 81001357, 81273471)

摘要:

丙酮酸激酶M2(PKM2)是肿瘤治疗中最具发展潜力的靶点之一. 本文以一系列丙酮酸激酶M2-激动剂复合物的晶体结构为基础, 采用基于多复合物的药效团(MCBP)方法产生了PKM2 的药效团模型. 并使用该药效团模型产生了62个芳基磺酰胺类PKM2激动剂的活性构象和分子叠合, 通过三维定量构效关系(3D-QSAR)方法研究了该类PKM2激动剂与PKM2蛋白的相互作用, 并建立了相关预测模型. 比较分子场分析法(CoMFA)和比较分子相似性指数分析法(CoMSIA)模型的交互验证相关系数q2分别为0.545 和0.653, 非交互验证相关系数r2分别为0.966和0.987. 本研究为进一步结构优化、设计和合成新型的PKM2激动剂提供了理论依据.

English

    1. [1]

      (1) Tennant, D. A.; Duran, R. V.; ttlieb, E. Nature Rev. Cancer2010, 10, 267. doi: 10.1038/nrc2817

      (1) Tennant, D. A.; Duran, R. V.; ttlieb, E. Nature Rev. Cancer2010, 10, 267. doi: 10.1038/nrc2817

    2. [2]

      (2) Vander Heiden, M. G. Nature Rev. Drug Discov. 2011, 10, 671.doi: 10.1038/nrd3504(2) Vander Heiden, M. G. Nature Rev. Drug Discov. 2011, 10, 671.doi: 10.1038/nrd3504

    3. [3]

      (3) Cairns, R. A.; Harris, I. S.; Mak, T.W. Nature Rev. Cancer 2011,11, 85.(3) Cairns, R. A.; Harris, I. S.; Mak, T.W. Nature Rev. Cancer 2011,11, 85.

    4. [4]

      (4) Levine, A. J.; Puzio-Kuter, A. M. Science 2010, 330, 1340.doi: 10.1126/science.1193494(4) Levine, A. J.; Puzio-Kuter, A. M. Science 2010, 330, 1340.doi: 10.1126/science.1193494

    5. [5]

      (5) Warburg, O. Science 1956, 123, 309. doi: 10.1126/science.123.3191.309(5) Warburg, O. Science 1956, 123, 309. doi: 10.1126/science.123.3191.309

    6. [6]

      (6) Vander Heiden, M. G.; Cantley, L. C.; Thompson, C. B. Science2009, 324, 1029. doi: 10.1126/science.1160809(6) Vander Heiden, M. G.; Cantley, L. C.; Thompson, C. B. Science2009, 324, 1029. doi: 10.1126/science.1160809

    7. [7]

      (7) Dang, C. V.; Kim, J.W.; Gao, P.; Yustein, J. Nat. Rev. Cancer2008, 8, 51. doi: 10.1038/nrc2274(7) Dang, C. V.; Kim, J.W.; Gao, P.; Yustein, J. Nat. Rev. Cancer2008, 8, 51. doi: 10.1038/nrc2274

    8. [8]

      (8) Robey, R. B.; Hay, N. Semin. Cancer Biol. 2009, 19, 25.doi: 10.1016/j.semcancer.2008.11.010(8) Robey, R. B.; Hay, N. Semin. Cancer Biol. 2009, 19, 25.doi: 10.1016/j.semcancer.2008.11.010

    9. [9]

      (9) Shaw, R. J. Curr. Opin. Cell Biol. 2006, 18, 598. doi: 10.1016/j.ceb.2006.10.005(9) Shaw, R. J. Curr. Opin. Cell Biol. 2006, 18, 598. doi: 10.1016/j.ceb.2006.10.005

    10. [10]

      (10) Diaz-Ruiz, R.; Ri ulet, M.; Devin, A. Biochimica et Biophysica Acta-Bioenergetics 2011, 1807, 568. doi: 10.1016/j.bbabio.2010.08.010(10) Diaz-Ruiz, R.; Ri ulet, M.; Devin, A. Biochimica et Biophysica Acta-Bioenergetics 2011, 1807, 568. doi: 10.1016/j.bbabio.2010.08.010

    11. [11]

      (11) Dombrauckas, J. D.; Santarsiero, B. D.; Mesecar, A. D.Biochemistry 2005, 44, 9417. doi: 10.1021/bi0474923(11) Dombrauckas, J. D.; Santarsiero, B. D.; Mesecar, A. D.Biochemistry 2005, 44, 9417. doi: 10.1021/bi0474923

    12. [12]

      (12) Takenaka, M.; Yamada, K.; Lu, T.; Kang, R.; Tanaka, T.;Noguchi, T. Eur. J. Biochem. 1996, 235, 366. doi: 10.1111/ejb.1996.235.issue-1-2(12) Takenaka, M.; Yamada, K.; Lu, T.; Kang, R.; Tanaka, T.;Noguchi, T. Eur. J. Biochem. 1996, 235, 366. doi: 10.1111/ejb.1996.235.issue-1-2

    13. [13]

      (13) Christofk, H. R.; Vander Heiden, M. G.; Harris, M. H.;Ramanathan, A.; Gerszten, R. E.;Wei, R.; Fleming, M. D.;Schreiber, S. L.; Cantley, L. C. Nature 2008, 452, 230.doi: 10.1038/nature06734(13) Christofk, H. R.; Vander Heiden, M. G.; Harris, M. H.;Ramanathan, A.; Gerszten, R. E.;Wei, R.; Fleming, M. D.;Schreiber, S. L.; Cantley, L. C. Nature 2008, 452, 230.doi: 10.1038/nature06734

    14. [14]

      (14) Mao, J. Z.; Guo,W. H.; Shi, H. S.; Zhao, Y.W.; Yang, H. S.Journal of Sichuan University (Medical Science Edition) 2011,42, 308. [毛婧芝, 郭文浩, 石华山, 赵玉伟, 杨寒朔. 四川大学学报(医学版), 2011, 42, 308.](14) Mao, J. Z.; Guo,W. H.; Shi, H. S.; Zhao, Y.W.; Yang, H. S.Journal of Sichuan University (Medical Science Edition) 2011,42, 308. [毛婧芝, 郭文浩, 石华山, 赵玉伟, 杨寒朔. 四川大学学报(医学版), 2011, 42, 308.]

    15. [15]

      (15) Boxer, M. B.; Jiang, J. K.; Vander Heiden, M. G.; Shen, M.;Skoumbourdis, A. P.; Southall, N.; Veith, H.; Leister,W.;Austin, C. P.; Park, H.W.; Inglese, J.; Cantley, L. C.; Auld, D.S.; Thomas, C. J. J. Med. Chem. 2010, 53, 1048. doi: 10.1021/jm901577g(15) Boxer, M. B.; Jiang, J. K.; Vander Heiden, M. G.; Shen, M.;Skoumbourdis, A. P.; Southall, N.; Veith, H.; Leister,W.;Austin, C. P.; Park, H.W.; Inglese, J.; Cantley, L. C.; Auld, D.S.; Thomas, C. J. J. Med. Chem. 2010, 53, 1048. doi: 10.1021/jm901577g

    16. [16]

      (16) Thomas, C. J.; Boxer, M. B.; Jiang, J. K.; Vander Heiden, M. G.;Walsh, M. J.; Brimacombe, K.; Shen, M.; Skoumbourdis, A. P.;Park, H.W.; Cantley, L. C.; Auld, D. S. Abstr. Pap. Am. Chem. Soc. 2011, 242, 233-MEDI.(16) Thomas, C. J.; Boxer, M. B.; Jiang, J. K.; Vander Heiden, M. G.;Walsh, M. J.; Brimacombe, K.; Shen, M.; Skoumbourdis, A. P.;Park, H.W.; Cantley, L. C.; Auld, D. S. Abstr. Pap. Am. Chem. Soc. 2011, 242, 233-MEDI.

    17. [17]

      (17) Anastasiou, D.; Poulogiannis, G.; Asara, J. M.; Boxer, M. B.;Jiang, J. K.; Shen, M.; Bellinger, G.; Sasaki, A. T.; Locasale, J.W.; Auld, D. S.; Thomas, C. J.; Vander Heiden, M. G.; Cantley,L. C. Science 2011, 334, 1278. doi: 10.1126/science.1211485(17) Anastasiou, D.; Poulogiannis, G.; Asara, J. M.; Boxer, M. B.;Jiang, J. K.; Shen, M.; Bellinger, G.; Sasaki, A. T.; Locasale, J.W.; Auld, D. S.; Thomas, C. J.; Vander Heiden, M. G.; Cantley,L. C. Science 2011, 334, 1278. doi: 10.1126/science.1211485

    18. [18]

      (18) Anastasiou, D.; Yu, Y. M.; Israelsen,W. J.; Jiang, J. K.; Boxer,M. B.; Hong, B. S.; Tempel,W.; Dimov, S.; Shen, M.; Jha, A.;Yang, H.; Mattaini, K. R.; Metallo, C. M.; Fiske, B. P.; Courtney,K. D.; Malstrom, S.; Khan, T. M.; Kung, C.; Skoumbourdis, A.P.; Veith, H.; Southall, N.;Walsh, M. J.; Brimacombe, K. R.;Leister,W.; Lunt, S. Y.; Johnson, Z. R.; Yen, K. E.; Kunii, K.;Davidson, S. M.; Christofk, H. R.; Austin, C. P.; Inglese, J.;Harris, M. H.; Asara, J. M.; Stephanopoulos, G.; Salituro, F. G.;Jin, S. F.; Dang, L.; Auld, D. S.; Park, H.W.; Cantley, L. C.;Thomas, C. J.; Heiden, M. G. V. Nat. Chem. Biol. 2012, 8, 839.doi: 10.1038/nchembio.1060(18) Anastasiou, D.; Yu, Y. M.; Israelsen,W. J.; Jiang, J. K.; Boxer,M. B.; Hong, B. S.; Tempel,W.; Dimov, S.; Shen, M.; Jha, A.;Yang, H.; Mattaini, K. R.; Metallo, C. M.; Fiske, B. P.; Courtney,K. D.; Malstrom, S.; Khan, T. M.; Kung, C.; Skoumbourdis, A.P.; Veith, H.; Southall, N.;Walsh, M. J.; Brimacombe, K. R.;Leister,W.; Lunt, S. Y.; Johnson, Z. R.; Yen, K. E.; Kunii, K.;Davidson, S. M.; Christofk, H. R.; Austin, C. P.; Inglese, J.;Harris, M. H.; Asara, J. M.; Stephanopoulos, G.; Salituro, F. G.;Jin, S. F.; Dang, L.; Auld, D. S.; Park, H.W.; Cantley, L. C.;Thomas, C. J.; Heiden, M. G. V. Nat. Chem. Biol. 2012, 8, 839.doi: 10.1038/nchembio.1060

    19. [19]

      (19) Anastasiou, D.; Yu, Y. M.; Israelsen,W. J.; Jiang, J. K.; Boxer,M. B.; Hong, B. S.; Tempel,W.; Dimov, S.; Shen, M.; Jha, A.;Yang, H.; Mattaini, K. R.; Metallo, C. M.; Fiske, B. P.; Courtney,K. D.; Malstrom, S.; Khan, T. M.; Kung, C.; Skoumbourdis, A.P.; Veith, H.; Southall, N.;Walsh, M. J.; Brimacombe, K. R.;Leister,W.; Lunt, S.Y.; Johnson, Z. R.;Yen, K. E.; Kunii, K.;Davidson, S. M.; Christofk, H. R.; Austin, C. P.; Inglese, J.;Harris, M. H.; Asara, J. M.; Stephanopoulos, G.; Salituro, F. G.;Jin, S. F.; Dang, L. N.; Auld, D. S.; Park, H.W.; Cantley, L. C.;Thomas, C. J.; Vander Heiden, M. G. Nat. Chem. Biol. 2012, 8,1008.(19) Anastasiou, D.; Yu, Y. M.; Israelsen,W. J.; Jiang, J. K.; Boxer,M. B.; Hong, B. S.; Tempel,W.; Dimov, S.; Shen, M.; Jha, A.;Yang, H.; Mattaini, K. R.; Metallo, C. M.; Fiske, B. P.; Courtney,K. D.; Malstrom, S.; Khan, T. M.; Kung, C.; Skoumbourdis, A.P.; Veith, H.; Southall, N.;Walsh, M. J.; Brimacombe, K. R.;Leister,W.; Lunt, S.Y.; Johnson, Z. R.;Yen, K. E.; Kunii, K.;Davidson, S. M.; Christofk, H. R.; Austin, C. P.; Inglese, J.;Harris, M. H.; Asara, J. M.; Stephanopoulos, G.; Salituro, F. G.;Jin, S. F.; Dang, L. N.; Auld, D. S.; Park, H.W.; Cantley, L. C.;Thomas, C. J.; Vander Heiden, M. G. Nat. Chem. Biol. 2012, 8,1008.

    20. [20]

      (20) Jiang, J. K.; Boxer, M. B.; Vander Heiden, M. G.; Shen, M.;Skoumbourdis, A. P.; Southall, N.; Veith, H.; Leister,W.;Austin, C. P.; Park, H.W.; Inglese, J.; Cantley, L. C.; Auld, D.S.; Thomas, C. J. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters2010, 20, 3387. doi: 10.1016/j.bmcl.2010.04.015(20) Jiang, J. K.; Boxer, M. B.; Vander Heiden, M. G.; Shen, M.;Skoumbourdis, A. P.; Southall, N.; Veith, H.; Leister,W.;Austin, C. P.; Park, H.W.; Inglese, J.; Cantley, L. C.; Auld, D.S.; Thomas, C. J. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters2010, 20, 3387. doi: 10.1016/j.bmcl.2010.04.015

    21. [21]

      (21) Walsh, M. J.; Brimacombe, K. R.; Veith, H.; Bougie, J. M.;Daniel, T.; Leister,W.; Cantley, L. C.; Israelsen,W. J.; VanderHeiden, M. G.; Shen, M.; Auld, D. S.; Thomas, C. J.; Boxer, M.B. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 2011, 21, 6322.doi: 10.1016/j.bmcl.2011.08.114(21) Walsh, M. J.; Brimacombe, K. R.; Veith, H.; Bougie, J. M.;Daniel, T.; Leister,W.; Cantley, L. C.; Israelsen,W. J.; VanderHeiden, M. G.; Shen, M.; Auld, D. S.; Thomas, C. J.; Boxer, M.B. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 2011, 21, 6322.doi: 10.1016/j.bmcl.2011.08.114

    22. [22]

      (22) Kubinyi, H. Drug Discov. Today 1997, 11, 457.(22) Kubinyi, H. Drug Discov. Today 1997, 11, 457.

    23. [23]

      (23) Kubinyi, H. Drug Discov. Today 1997, 12, 538.(23) Kubinyi, H. Drug Discov. Today 1997, 12, 538.

    24. [24]

      (24) SYBYL Molecular Modeling Software; Tripos Inc.: St. Louis,MO, USA, 2012.(24) SYBYL Molecular Modeling Software; Tripos Inc.: St. Louis,MO, USA, 2012.

    25. [25]

      (25) http://www.rcsb.org(25) http://www.rcsb.org

    26. [26]

      (26) Discovery Studio, version 3.5; Accelrys Inc.: San Die , CA,USA, 2012.(26) Discovery Studio, version 3.5; Accelrys Inc.: San Die , CA,USA, 2012.

    27. [27]

      (27) Kang, C. M.; Zhao, X. H.;Wang, X. Y.; Cheng, J. G.; Lü, Y. T.Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 431. [康从民, 赵绪浩, 王新宇, 程家高, 吕英涛. 物理化学学报, 2013, 29, 431.]doi: 10.3866/PKU.WHXB201211151(27) Kang, C. M.; Zhao, X. H.;Wang, X. Y.; Cheng, J. G.; Lü, Y. T.Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 431. [康从民, 赵绪浩, 王新宇, 程家高, 吕英涛. 物理化学学报, 2013, 29, 431.]doi: 10.3866/PKU.WHXB201211151

    28. [28]

      (28) McIntosh, A. R.; Bookstein, F. L.; Haxby, J. V.; Grady, C. L.Neuroimage 1996, 3, 143. doi: 10.1006/nimg.1996.0016(28) McIntosh, A. R.; Bookstein, F. L.; Haxby, J. V.; Grady, C. L.Neuroimage 1996, 3, 143. doi: 10.1006/nimg.1996.0016

    29. [29]

      (29) Cramer, R. D. Perspect Drug Discov. Des. 1993, 1, 269.doi: 10.1007/BF02174528(29) Cramer, R. D. Perspect Drug Discov. Des. 1993, 1, 269.doi: 10.1007/BF02174528

    30. [30]

      (30) Qiao, K.; Zeng, L. X.; Jin, H.W.; Liu, Z. M.; Zhang, L. R. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 1509. [乔康, 曾凌晓, 金宏威,刘振明, 张亮仁. 物理化学学报, 2012, 28, 1509.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201203272(30) Qiao, K.; Zeng, L. X.; Jin, H.W.; Liu, Z. M.; Zhang, L. R. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 1509. [乔康, 曾凌晓, 金宏威,刘振明, 张亮仁. 物理化学学报, 2012, 28, 1509.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201203272

    31. [31]

      (31) Tropsha, A.; lbraikh, A. J. Mol. Graph. Model. 2002, 20, 269.doi: 10.1016/S1093-3263(01)00123-1(31) Tropsha, A.; lbraikh, A. J. Mol. Graph. Model. 2002, 20, 269.doi: 10.1016/S1093-3263(01)00123-1

    32. [32]

      (32) Chaudhaery, S. S.; Roy, K. K.; Saxena, A. K. J. Chem Inf. Model. 2009, 49, 1590. doi: 10.1021/ci900049e(32) Chaudhaery, S. S.; Roy, K. K.; Saxena, A. K. J. Chem Inf. Model. 2009, 49, 1590. doi: 10.1021/ci900049e

    33. [33]

      (33) Ouyang, L.; He, G.; Huang,W.; Song, X. R.;Wu, F. B.; Xiang,M. L. Int. J. Mol. Sci. 2012, 13, 5348. doi: 10.3390/ijms13055348(33) Ouyang, L.; He, G.; Huang,W.; Song, X. R.;Wu, F. B.; Xiang,M. L. Int. J. Mol. Sci. 2012, 13, 5348. doi: 10.3390/ijms13055348

    34. [34]

      (34) He, G.; Qiu, M. H.; Li, R.; Ouyang, L.;Wu, F. B.; Song, X. R.;Cheng, L.; Xiang, M. L.; Yu, L. T. Chem. Biol. Drug Des. 2012,79, 960. doi: 10.1111/jpp.2012.79.issue-6(34) He, G.; Qiu, M. H.; Li, R.; Ouyang, L.;Wu, F. B.; Song, X. R.;Cheng, L.; Xiang, M. L.; Yu, L. T. Chem. Biol. Drug Des. 2012,79, 960. doi: 10.1111/jpp.2012.79.issue-6

    35. [35]

      (35) He, G.; Qiu, M. H.; Li, R.; Song, X. R.; Zheng, X.; Shi, J. Y.;Xu, G. B.; Han, J.; Yu, L. T.; Yang, S. Y.; Chen, L. J.;Wei, Y. Q.Molecular Simulation 2011, 37, 31. doi: 10.1080/08927022.2010.517529(35) He, G.; Qiu, M. H.; Li, R.; Song, X. R.; Zheng, X.; Shi, J. Y.;Xu, G. B.; Han, J.; Yu, L. T.; Yang, S. Y.; Chen, L. J.;Wei, Y. Q.Molecular Simulation 2011, 37, 31. doi: 10.1080/08927022.2010.517529

    36. [36]

      (36) Wu, F. B.; Xu, T.; He, G.; Ouyang, L.; Han, B.; Peng, C.; Song,X. R.; Xiang, M. L. Int. J. Mol. Sci. 2012, 13, 15668.doi: 10.3390/ijms131215668(36) Wu, F. B.; Xu, T.; He, G.; Ouyang, L.; Han, B.; Peng, C.; Song,X. R.; Xiang, M. L. Int. J. Mol. Sci. 2012, 13, 15668.doi: 10.3390/ijms131215668

    37. [37]

      (37) Clark, M.; Cramer, R. D.; Jones, D. M.; Patterson, D. E.;Simeroth, P. E. Tetrahedron Comput. Method 1990, 3, 47.doi: 10.1016/0898-5529(90)90120-W(37) Clark, M.; Cramer, R. D.; Jones, D. M.; Patterson, D. E.;Simeroth, P. E. Tetrahedron Comput. Method 1990, 3, 47.doi: 10.1016/0898-5529(90)90120-W

    38. [38]

      (38) Dai, Z. J.; Zhou,W.; Yuan, Z. M. Acta Phys.-Chim. Sin. 2011,27, 1654. [代志军, 周玮, 袁哲明. 物理化学学报, 2011, 27,1654.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110735

      (38) Dai, Z. J.; Zhou,W.; Yuan, Z. M. Acta Phys.-Chim. Sin. 2011,27, 1654. [代志军, 周玮, 袁哲明. 物理化学学报, 2011, 27,1654.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110735

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  750
  • 文章访问数:  763
  • HTML全文浏览量:  9
文章相关
  • 发布日期:  2013-07-09
  • 收稿日期:  2013-03-11
  • 网络出版日期:  2013-05-15
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章