靶向GP2蛋白的埃博拉病毒抑制剂虚拟筛选策略

埃博拉病毒（EBOV）复制周期中的关键步骤会涉及到病毒糖蛋白2（GP2）的构象改变，从而促进宿主 – 病毒膜融合，释放病毒基因组的过程。这个蛋白的作用和HIV的GP41的作用机制类似。

这篇文章针对EBOV的GP2蛋白为靶点进行虚拟筛选，所选用的分子库包含大约170万个分子，使用传统的DOCK软件进行对接，从排名前列的化合物中，选出165种购买并进行生物活性检测，发现了4个良好的候选化合物，其IC50在3-26uM之间。

在随后的分子动力学模拟中，发现了结合相关的作用大多涉及到了7个高度保守的氨基酸残基，这个发现对未来EBOV的抑制剂研发有重要的指导作用。

大体思路很经典，第一步分子对接，然后选择得分靠前的化合物进行生物学实验验证，然后进行分子模拟解释实验现象。现在就来对这篇文章进行解析。

蛋白：2EBO
对GP2的结构进行分析，在CHR（599-632）区域分析出范德华力以及静电力贡献最大的残基，作为参考配体。
删除2EBO的C链残基A609到F630，以便使指定的对接靶点区域暴露，根据分子足迹分析，C链残基I619-I626与五螺旋区域有着最为紧密的联系，并将I619-I626作为参考配体。

A图：GP41的CHR 多肽区域与GP2 五螺旋束之间的静电与范德华力的分子足迹（footprint profiles）分析

B图：靶点蛋白的关键性作用残基

来自于ZINC上面的170万个的一个类药化合物库。作者根据分子的旋转键将这个化合物库分为了42个小类，每个最多50000个分子。

对接程序使用的是MPI版本的DOCK6.6，最好的结合模式被保存，然后使用DOCK Cartesian energy (DCE)进行微调 。排名前100000的化合物使用MOE计算其描述符，包括类药五原则，手性中心，以及logP。使用MACCS指纹对分子按照结构进行分类，每个类选中DCE得分最高的作为clusterhead。为了更加多样性的选择分子，clusterheads按照5种打分函数进行排序:
DCESUM ,FPSVDW, FPSES,FPSSUM, TS

检测病毒感染率：295T细胞检测荧光素酶活检测细胞死亡率。从中选出9种化合物作为Hits。

使用Amber程序进行分子动力学模拟，蛋白力场：ff14sb，水分子力场：TIP3P，配体力场：GAFF。进行20ns的分子动力学模拟，重复6次。使用RMSD（均方根偏差）对配体运动进行量化，RMSD考虑了相对于初始姿势的平移，旋转和几何构象的差异。

一篇很经典的虚拟筛选文章，分子对接使用DOCK，对接后处理手法的目的是要尽可能的拿到多样性的分子结构，这其中涉及到一些化学信息学相关的计算，随后进行生物实验验证，得到好的Hits之后，进行动力学模拟，其结果被用于分析残基与配体之间的相互作用力。

在靶点区域的确认、打分函数以及动力学模拟结果分析都用到了Molecular Footprint这个技术。