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在过去的几年里,药物发现中的核磁共振策略已经从一个主要的结构焦点发展到一组本质上非结构的技术,但对真正的药物线索的识别和优化有着更大的影响。基于NMR的筛选方法,如SHAPES策略,有助于在相对高通量的实施中快速确定药物设计的良好起点。SHAPES方法使用简单的核磁共振技术检测有限但多样的低分子量可溶化合物库与潜在药物靶点的结合。SHAPES库化合物主要来源于已知治疗药物中最常见的分子框架。这些协议中使用的核磁共振实验基于众所周知的核磁共振技术,可应用于分子量不受限制且无需同位素标记的靶点。筛选后,SHAPES点击可用于指导虚拟筛选、组合文库合成,并对第一批进行高通量筛选的化合物进行偏倚。将SHAPES策略与迭代X射线晶体结构测定相结合,对于推导初始结构药效团模型和实现显著在体外在短时间内发挥效力。这里提供了一些例子,说明NMR SHAPES筛选、虚拟筛选、分子建模和X射线结晶学的结合如何在几个药物发现项目中产生新的药物支架:JNK3 MAP激酶和脂肪酸结合蛋白aP2。

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病毒主要蛋白酶是SARS-CoV-2复制所必需的,对其结构和功能的详细了解对于指导结构辅助和计算药物设计工作至关重要。X射线结晶学用于揭示蛋白酶半胱氨酸残基的氧化和反应性,为酶机制和药物设计提供见解。

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一个基于结构的药物发现项目正在进行中,以识别和开发用于治疗恶性黑色素瘤的S100B小分子抑制剂。两种S100B抑制剂的X射线晶体学分析揭示了新发现的Ca位点3内的抑制剂-靶相互作用2+-绑定S100B。这些数据有助于建立该靶点的结构生物学知识库,这对合理的药物设计工作很重要。

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本文综述了获得对结构辅助药物设计至关重要的蛋白质-甘氨酸复合物晶体所涉及的问题、方法和策略。

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为了加速使用X射线晶体学进行配体筛选就地提出了在进行蛋白质结晶之前,使用假定配体的DMSO储备溶液对96 well结晶板进行预涂层衍射。

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由于药物通过定向氢键以及非定向疏水和静电相互作用与靶点结合,中子晶体学可以帮助指导基于结构的药物设计。麦肯纳及其同事对此进行了说明[阿加瓦尔等。(2016),IUCrJ大学,, 319-325]他们将人类碳酸酐酶II与临床抑制剂甲唑胺的复合物的室温中子结构描述为2.2º分辨率,并将其与之前测定的人类碳酸酐酶II与临床抑制剂乙酰唑胺复合体的室温中子结构进行比较,分辨率为2.0º[费希尔等。(2012).美国化学杂志。Soc公司。 134, 14726-14729].

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已开发出新的96-well结晶板,可直接在板内或就地数据的自动快速分析允许检测与结晶大分子结合的配体。

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了解SARS-CoV-2主要蛋白酶(M)的催化机制赞成的意见)可以帮助指导特定小分子抗病毒药物的药物设计。非活性C145A突变体M的2.0º分辨率室温X射线晶体结构赞成的意见与八肽Ac-SAVLQSGF-CONH复合物2据报道,这类似于迈克利斯情结。

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