S.
PgtE.
甲基磺酰氟(
PMSF
)和胃酶抑素对接,以确认在S.
伤寒
PgtE.
在
13
种已
知的抑制剂中,天冬氨酸蛋白酶特异性茚地那韦、硫酸阿扎那韦和
Saguinavir被发现具有低G值和与模型PgtE的可靠氢键相互作用。简单
地说,茚地那韦与PgtE的结合产生的G评分为−9.12 kcal/mol,其中茚
地那韦与
Ser 41
表现出氢键相互作用(表
1
,图
4 A
,
B
)。硫酸阿扎那韦
与
PgtE
的结合表现出
G
评分为
−
6.5 kcal/mol
, 与
Asp 86
形 成 一 个 氢 键 相 互 作 用 ( 表
1
) 。
Saguinavir
与
PgtE
对接导致
G
评分为
-
6.1 kcal/mol,显示与His208、Ser 41和Asp 86的三种氢键相互作用(表
1
)。特异性经典天冬氨酸蛋白酶抑制剂如胃蛋 白 酶 抑 制 剂 与
PgtE
的
结 合 表现出G评分为
−
5.78 kcal/mol
(图
4C
),与茚地那韦相比,亲和力较低。幸运的是,
众所周知的丝氨酸蛋白酶抑制剂对
PgtE
表现出非常低的亲和力,
G
值为
-
0.162 kcal/mol(图1)。 4D)。
3.6.
接触图分析
PgtE的Glu29、Asp33、Leu40、Ser41、Asp86、Arg164、His208、
Arg211
和
Glu217
残基参与与蛋白酶抑制剂形成氢键。
Ser41
是参与大多
数相互作用的关键残基。氢键形成的接触图如图
5
所示。在
Omptin
家族
的多序列分析中,保守区域存在关键残基
Ser 41
,揭示了第二个
β-
桶保
守的潜力(图
8
)。
3.7.
与金属离子(
Zn
2+
、
Cu
2+
和
Mg
2+
)的
金属离子可以稳定外膜蛋白结构,并
有助于催化,因此,确定金属
离子结合位点是理解
S
的生物相关性的关键
。 伤寒
PgtE.
Zn2
+
、
Cu2
+
、
Mg2
+
等离子对外膜蛋白的催化活性
有抑制
作用
[44]
。因此,
S
。伤寒杆菌
PgtE
结合位点与
Zn
2+
、
Cu
2+
和
Mg
2+
(补充表
S4
)。当残基的结合
评分高于特定阈值
[38]
时,该残基被分配到潜在的结合位点,如补充
图所示。
S3.
基于潜在的金属结合位点,在同一服务器(
MIB
)中进
行分子对接。
Mg2
+
与
Asp206
和
Glu207
有交互作用,交互作用得分为
1.738
。
Zn2
+
和
Cu2
+
的
互作系数分别为
1.699
和
0.847.
金属离子与
S.
伤
寒
PgtE
残基及其评分如图
11
所示。
6
和补充表
S5
。
3.8.
相互作用残基分析
用
文氏图分析了
Zn2
+
、
Cu2
+
、
Mg2+
与
金属离子相互作用
残
基的
相关性
. Mg
2+
只与
Ser 13
相互作用
Val 14
、
Ser 58
、
Val 59
、
Glu 60
、
Thr 73
、
Ser 74
、
Thr 104
、
Ser 105
、
Arg 138、Phe 139、Ile 156、Gly 157、Asp204、Asp206、Glu 207、
Glu 217、Thr 236和Ser 237,同时分析
Zn
2+
和
Cu
2+
相互作用残基,并
列于补充表S5中。Asp204、Asp206和Glu207是
Mg2
+
和
Zn2
+
共同的相互作用残
基
。
同时,
Glu207
重要残基与所有三种金属离子相互作用(图
7A
)。相
反,分析了蛋白酶切割位点、金属离子相互作用位点、活性位点和与蛋
白酶抑制剂相互作用的氢键残基。共有32个位点参与蛋白酶切割(天冬
氨酸和丝氨酸蛋白酶),其中Phe139、Val163、Asp206、Arg216和
Glu217也是金属结合位点。理论活性位点残基Glu29、His208和Glu217
与蛋白酶抑制剂具有氢键相互作用(图
13
)。
7 B
)。
3.9.
多病原体分析
为了解Omptin家族其他重要外膜蛋白酶中茚地那韦(Ser41)和
Mg2
+
(Asp206和His207)保守的相互作用残基,进行了多序列比对。
从文献研究来看,革兰氏阴性菌的外膜蛋白酶主要包括大肠杆菌的
OmpT
和
OmpP
。
coli,S. typhimurium、Y. pestis和S.
对
Omptin
家族的
Escherichiacoli进行了分析。通过BlastAlign进行多序列比对随后的比对解
释为几乎
(
50%)在保守区域中显示在图8中。Indinavir与
Mg2
+
相互
作用的丝氨酸41和天冬氨酸206在omptin家族中是保守的。Glu207是一
个与
Mg2
+
相互作用的残基,在
Omptin
家族中除S. SopA
.
4.
讨论
近年来,针对蛋白酶靶点的药物开发一直是一个具有挑战性的常
规,催化活性是这一困难背后的主要原因之一。丝氨酸和天冬氨酸蛋白
酶的组合特征
S.
伤寒
PgtE证明在基于结构药物发现中非常有趣和普遍[9,10]。在这个
问题上,我们选择S
。伤寒
PgtE
是治疗伤寒和其他宿主致病性疾病的有
效药物靶点。从序列水平分析发现丝氨酸和天冬氨酸蛋白酶切割位点,
并与蛋白酶抑制剂和金属相互作用残基进行了分子相互作用研究。以往
的实验研究表明,丝氨酸抑制剂对
鼠疫菌
Pla和E. coliOmpT [44,45]。
但是,在我们的分子相互作用研究中,常用的丝氨酸蛋白酶抑制剂,如
二异丙基氟磷酸盐(
DFP
)和苯甲基磺酰氟(
PMSF
),不能与S.
伤寒
PgtE.
通常,通过蛋白酶抑制剂抑制外膜蛋白酶是具有挑战性的。然而,
我们将金属离子相互作用研究作为抑制
S
催化活性的替代方法
。 伤寒