去泛素化酶筛选化合物库

背景信息
去泛素化酶家族包含约100种蛋白质，可分为两个主要类别：半胱氨酸蛋白酶和金属蛋白酶。该酶家族与多种人类疾病相关，包括癌症、慢性炎症、自身免疫性疾病和神经退行性疾病。
泛素与靶蛋白的结合是一个多步骤过程，涉及泛素激活酶（E1）、泛素结合酶（E2）和泛素蛋白连接酶（E3）的级联作用。泛素化机制对蛋白质的翻译后修饰包括向底物蛋白的赖氨酸残基添加单个泛素蛋白或多泛素链，这些修饰可激活或失活蛋白质，通过蛋白酶体和溶酶体途径调控蛋白降解，并调节蛋白质-蛋白质相互作用。
泛素蛋白酶通过去除翻译后修饰来逆转这些效应，在泛素化途径中发挥关键作用。去泛素化酶的催化活性包括对泛素C末端甘氨酸形成的酯键、硫酯键、酰胺键、肽键和异肽键进行硫醇依赖性水解。该酶家族具有明确的活性位点（含催化性半胱氨酸），这一特性使其成为小分子药物研发的重要靶点。

去泛素化酶聚焦化合物库
基于ChEMBL数据库数据，我们整理了一个包含25,500多种具有已报道DUB抑制剂活性的生物活性化合物参考集。随后采用二维指纹相似性搜索（塔尼莫托相似度阈值设为85%）对内部数据库进行筛选，并应用PAINS过滤器及我们自主开发的有毒结构基团和不良官能团过滤器。
最终获得了一个包含15,300多种结构多样性分子的筛选库，这些化合物针对不同DUB相关靶点具有潜在的去泛素化酶抑制活性，主要聚焦于两种去泛素化酶——泛素羧基末端水解酶UCH1和UCH2。此外，我们还加入了包含3,900多种结构多样性的去泛素化酶靶向筛选化合物的多样性筛选集，为针对DUB的药物发现研究提供了便捷的起点。

去泛素化酶靶向化合物库
本去泛素化酶靶向筛选库采用结构导向与配体导向双重设计策略，包含4,900余种结构多样的小分子化合物，专为生物筛选实验而构建。我们的化学信息学团队在设计过程中重点聚焦以下去泛素化酶相关靶点：
• 克里米亚-刚果出血热病毒OTU蛋白酶
• OTU结构域蛋白4（OTUD4）
• 泛素特异性肽酶USP1/USP2
• 泛素样修饰激活酶5（UBA5）
团队通过专有计算机筛选平台预测新型生物活性化合物，所有支撑数据均源自ChEMBL数据库和RCSB蛋白质数据银行。基于薛定谔分子模拟平台的Glide模块，我们对内部数据库进行了全面分析，以筛选可与靶蛋白活性位点发生对接的化合物。为提升对接结果的准确性，我们采用了一套约束条件进行优化。

克里米亚-刚果出血热病毒OTU蛋白酶
卵巢肿瘤结构域（OTU结构域）是一种保守的蛋白结构域，存在于多种病毒的RNA指导的RNA聚合酶（RdRp）中，包括克里米亚-刚果出血热病毒（CCHFV）。该结构域能够从宿主细胞蛋白上切割泛素和干扰素刺激基因15（ISG15），使病毒得以逃避宿主免疫反应并促进自身复制。需要指出的是，克里米亚-刚果出血热病毒具有高度危险性，病死率可达30%，其RdRp中的OTU结构域对病毒致病性至关重要。抑制OTU结构域可阻断病毒在细胞培养中的复制，且感染缺乏OTU结构域RdRp病毒的机体通常病毒载量更低、促炎细胞因子水平更低。因此，CCHFV的RdRp L蛋白中的OTU结构域对病毒逃逸宿主免疫反应及在感染细胞内复制的能力具有决定性作用。解析该结构域的结构与功能，不仅能深化对CCHFV致病机制的理解，更有望推动针对该结构域的新型抗病毒药物研发。
基于此前确定的克里米亚-刚果出血热病毒OTU蛋白酶结合位点，我们通过对高通量筛选化合物库进行分子对接，最终获得1,070个类药性筛选化合物。
核心特征：
• 方法：Glide配体对接（标准精度）
• 使用的X射线数据：5V5H（位点3）
• 约束条件：无
• 使用过滤器：QikProp特性与描述符
• 筛选化合物数量：1,070个

含OTU结构域蛋白4（OTUD4）
含OTU结构域蛋白4（OTUD4）是一种去泛素化酶，在DNA修复、免疫应答和细胞增殖等多种细胞过程中发挥关键调控作用。OTUD4蛋白含有卵巢肿瘤（OTU）催化结构域，使其能够水解底物蛋白上的泛素链。OTUD4通过与DNA损伤应答蛋白MDC1相互作用并稳定其表达，从而促进双链DNA断裂的修复。此外，OTUD4可通过去泛素化干扰素基因刺激蛋白（STING）信号分子调控天然免疫应答；OTUD4还能通过调节致癌蛋白c-Myc的稳定性促进细胞增殖。OTUD4在多种癌症中表达上调，表明其具有作为治疗靶点的潜力。
现有研究表明，去泛素化酶OTUD4是维持细胞稳态的关键因子，并参与癌症等多种疾病的发生发展。然而，仍需进一步研究以揭示OTUD4功能的具体分子机制及其作为治疗靶点的潜力。为此，我们将OTUD4对接子集引入去泛素化酶筛选库，以推动相关研究。
研究对含OTU结构域蛋白4的空间结构进行了重建，并预测了其结合位点。通过对HTS化合物库进行对接，并依据生物活性和毒性进行筛选，最终选出约600种化合物。
关键实验特征：
• 方法：Glide配体对接（标准精度）
• 对接位点：基于I-TASSER模型（模型1与模型2）的site1与site2
• 约束条件：His148（氢键）
• 结果对比：分别对两个模型的site1和site2的对接化合物进行比较
• 筛选依据：QikProp物性与描述符
• 选定化合物数量：599种

泛素特异性肽酶USP1/USP2
USP1与USP2是调控DNA损伤应答、细胞周期进程及蛋白质降解等多种细胞过程的泛素特异性肽酶。二者功能异常与癌症等多种疾病相关，使其成为潜在治疗靶点。针对USP1和USP2活性的调节剂有望为癌症及其他疾病开发新型疗法。
通过Cresset与Schrödinger计算模块进行药效团建模，筛选出针对去泛素化酶的特定筛选化合物，最终为去泛素化酶USP1/2靶向筛选库鉴定了1100余种泛素特异性蛋白酶（USP1,2）的小分子潜在抑制剂。

泛素样修饰物激活酶5（UBA5）
UBA5属于E1类酶家族，可激活泛素样修饰物。这类酶在蛋白质降解、DNA修复和信号传导等多种细胞过程中发挥关键作用。UBA5的功能失调与癌症、神经退行性疾病等多种疾病密切相关，因此成为药物研发中潜在的治疗靶点。调控UBA5活性有望为相关疾病开发新型疗法。
通过计算机虚拟筛选，针对去泛素化酶E1靶向筛选集获得了2200种具有潜在E1酶活性的在库类药物筛选化合物。

• 可选用DMSO耐受的96/384孔板或2D 条形码编码管；
• 干粉蓝冰运输，DMSO溶液干冰运输；
• 排布：96孔板：1st & 12th 空白对照，384孔板：1st & 2nd & 23th & 24th空白对照。