本發明屬于計算機輔助藥物篩選,具體地,涉及一種基于tead4和pdia4的計算機輔助藥物篩選的方法、系統及設備。
背景技術:
1、三陰性乳腺癌(triple-negative?breast?cancer,tnbc),其由復雜的信號通路網絡驅動侵襲性轉移行為是治療失敗的主要原因。因此,理解維持tnbc播散的分子機制是一個緊迫的臨床需求。hippo通路是tnbc侵襲性的關鍵驅動因素之一。mst1/2-lats1/2激酶級聯反應的激活導致yap/taz磷酸化并被滯留在細胞質中;當通路失活時,yap/taz轉位到細胞核,與tead轉錄因子(特別是tead4)結合,并激活促轉移基因表達。核內yap-tead4轉錄活性促進乳腺癌進展,并與患者不良預后相關。然而,其與細胞應激反應通路的功能性交互作用仍不清楚。在這些應激適應系統中,內質網未折疊蛋白反應尤為重要。由于癌基因激活和分泌活性增高,快速增殖的腫瘤會經歷蛋白毒性應激,導致慢性內質網應激和對適應性upr信號的依賴。蛋白二硫鍵異構酶a4(pdia4),一種內質網駐留的伴侶蛋白和關鍵的upr效應分子,在多種癌癥中高表達,并與不良生存相關。它在維持內質網蛋白穩態和增強腫瘤細胞適應性方面發揮著重要作用。值得注意的是,pdia4在tnbc中積極促進腫瘤發生并賦予治療抵抗。然而,目前尚無選擇性的pdia4抑制劑,且其受上游致癌通路調控的轉錄機制也未得到很好地闡明。
技術實現思路
1、鑒于此,為了彌補現有技術的不足,本發明的目的在于提供一種基于tead4和pdia4的計算機輔助藥物篩選的方法、系統及設備。利用計算機輔助藥物篩選的技術篩選能夠用于抑制三陰性乳腺癌轉移的藥物。
2、本發明的第一方面提供了一種基于tead4和pdia4的計算機輔助藥物篩選的方法。
3、進一步地,所述方法包括:
4、獲取tead4蛋白和pdia4蛋白的結構數據;
5、根據所述tead4蛋白和所述pdia4蛋白的結構數據確定二者的結合位點;
6、通過計算機輔助篩選得到同時靶向所述二者的結合位點的抑制三陰性乳腺癌轉移的候選藥物。
7、進一步地,所述計算機輔助篩選的過程包括:
8、獲取所述tead4蛋白和所述pdia4蛋白的結合位點;
9、基于所述tead4蛋白和所述pdia4蛋白的結合位點的空間結構在分子數據庫中篩選結構類似的功能分子;
10、對篩選得到的功能分子與所述tead4蛋白和/或所述pdia4蛋白進行分子對接并打分,得到所述功能分子的綜合得分,根據所述綜合得分進行排序得到候選藥物。
11、進一步地,所述功能分子包括小分子化合物、肽類似物、多肽、抗體、蛋白類似物。
12、進一步地,所述小分子化合物包括無機小分子化合物、sirna、shrna、dsrna、微小rna或反義核酸。
13、進一步地,所述復合物中所述tead4蛋白和所述pdia4蛋白的結合位點利用生物信息學預測方法預測得到。
14、進一步地,所述生物信息學預測方法包括分子對接方法、基于序列和結構信息的預測方法或多尺度蛋白質序列結構對比學習方法。
15、進一步地,所述方法還包括有效性驗證單元,所述方法還包括對所述候選藥物進行抑制結合實驗測試,所述候選藥物與tead4蛋白液、pdia4蛋白液混合后,計算tead4和pdia4的結合力、結合量、表達水平在加入所述候選藥物前后的變化,篩選得到能夠抑制tead4和pdia4結合的候選藥物。
16、進一步地,所述tead4和pdia4的結合力的測量方法包括表面等離子共振、生物層干涉、等溫滴定量熱法。
17、進一步地,所述tead4和pdia4的結合量的測量方法包括免疫共沉淀、pla、熒光共振能量轉移。
18、進一步地,所述tead4和pdia4的表達水平包括mrna表達水平、蛋白表達水平。
19、進一步地,所述mrna表達水平的檢測方法包括qrt-pcr、rna測序。
20、進一步地,優選地,所述蛋白表達水平的檢測方法包括western?blot、elisa、流式細胞術、免疫熒光、免疫組化、蛋白質組學。
21、本發明的第二方面提供了一種基于tead4和pdia4的計算機輔助藥物篩選系統。
22、進一步地,所述系統包括:
23、數據獲取單元,獲取tead4蛋白和pdia4蛋白的結構數據;
24、位點確定單元,根據所述tead4蛋白和所述pdia4蛋白的結構數據確定二者的結合位點;
25、藥物篩選單元,通過計算機輔助篩選得到同時靶向所述二者的結合位點的抑制三陰性乳腺癌轉移的候選藥物。
26、進一步地,所述計算機輔助篩選藥物的過程包括:
27、獲取所述復合物中所述tead4蛋白和所述pdia4蛋白的結合位點;
28、基于所述復合物中所述tead4蛋白和所述pdia4蛋白的結合位點的空間結構在分子數據庫中篩選結構類似的功能分子;
29、對篩選得到的功能分子與所述tead4蛋白和/或所述pdia4蛋白進行分子對接并打分,得到所述功能分子的綜合得分,根據所述綜合得分進行排序得到候選藥物;
30、進一步地,所述功能分子包括小分子化合物、肽類似物、抗體、多肽、蛋白類似物。
31、進一步地,所述小分子化合物包括無機小分子化合物、sirna、shrna、dsrna、微小rna或反義核酸。
32、進一步地,所述復合物中所述tead4蛋白和所述pdia4蛋白的結合位點利用生物信息學預測方法預測得到。
33、進一步地,所述生物信息學預測方法包括分子對接方法、基于序列和結構信息的預測方法或多尺度蛋白質序列結構對比學習方法。
34、優選地,所述方法還包括有效性驗證單元,所述方法還包括對所述候選藥物進行抑制結合實驗測試,所述候選藥物與tead4蛋白液、pdia4蛋白液混合后,計算tead4和pdia4的結合力、結合量、表達水平在加入所述候選藥物前后的變化,篩選得到能夠抑制tead4和pdia4結合的候選藥物。
35、進一步地,所述tead4和pdia4的結合力的測量方法包括表面等離子共振、生物層干涉、等溫滴定量熱法。
36、進一步地,所述tead4和pdia4的結合量的測量方法包括免疫共沉淀、pla、熒光共振能量轉移。
37、進一步地,所述tead4和pdia4的表達水平包括mrna表達水平、蛋白表達水平。
38、進一步地,所述mrna表達水平的檢測方法包括qrt-pcr、rna測序。
39、進一步地,優選地,所述蛋白表達水平的檢測方法包括western?blot、elisa、流式細胞術、免疫熒光、免疫組化、蛋白質組學。
40、本發明的第三方面提供了一種基于tead4和pdia4的計算機輔助藥物篩選設備,所述設備包括:
41、存儲器和處理器,所述存儲器用于存儲程序指令;所述處理器用于調用程序指令,當程序指令被執行時實現本發明第一方面中所述的基于tead4和pdia4的計算機輔助藥物篩選的方法。
42、本發明的第四方面提供了一種計算機可讀介質,所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序,所述計算機程序被處理器執行時實現本發明第一方面所述的基于tead4和pdia4的計算機輔助藥物篩選的方法。
43、本發明的第五方面提供了如下任一種產品:
44、(1)一種復合物,所述復合物由所述tead4蛋白和所述pdia4蛋白互相作用形成的;
45、(2)一種根據本發明第一方面所述的基于tead4和pdia4的計算機輔助藥物篩選的方法篩選得到的藥物;
46、進一步地,所述藥物還包括醫學領域內可接受的添加劑。
47、進一步地,所述添加劑包括下列的一種或幾種:淀粉、糖粉、甘露醇、淀粉漿、纖維素衍生物、硬脂酸鎂、微粉硅膠、滑石粉、明膠、水、乙醇、聚乙二醇類、月桂醇硫酸鎂、氫化植物油。
48、本發明的第六方面提供了一種復合物的應用,所述復合物為本發明第五方面提供的由所述tead4蛋白和所述pdia4蛋白互相作用形成的復合物,所述應用包括:所述復合物在制備抑制三陰性乳腺癌轉移中的藥物中的應用。
49、本發明具有的優點和有益效果:
50、本發明首次發現hippo通路效應分子tead4直接驅動內質網伴侶蛋白pdia4的轉錄,tead4是三陰性乳腺癌轉移能力的關鍵調控因子,通過tead4沉默破壞tead4-pdia4軸可模擬pdia4敲低的效果,而這種效果可通過pdia4重新表達得以挽救,從而確立了一個線性的因果通路,基于此,本發明為本領域提供了一種基于tead4和pdia4的計算機輔助藥物篩選的方法、系統、設備以及計算機可讀存儲介質,本發明為抑制三陰性乳腺癌的轉移研發提供了一種高效、準確、快速的篩選方法,在轉移性乳腺癌的藥物治療提供了一種新的臨床思路。