第二部分虚拟仿真实验 (16号楼2楼)
15 第二部分 虚拟仿真实验 （16 号楼 2 楼）
实验六血管紧张素转化酶抑制剂构效关系分析 实验目的: 1.了解PDB( Protein data bank)数据库的基本信息和用途,掌握生物大分子3D 数据的搜索和获取 2.了解 Discovery Studio4 1 Visualizer软件,学习使用软件观察分析药物-靶点相互 作用模式 3.了解氢键、疏水性相互作用等常见药物-靶点相互作用力。 实验原理: 血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)是一种抑制血管紧张素转化酶活性的化合 物。血管紧张素转化酶催化血管紧张素Ⅰ生成血管紧张素Ⅱ,后者是强烈的血管收 缩剂和肾上腺皮质类醛固酮释放的激活剂。此外,ACEI还可以减少缓激肽的失活 因此,ACEI在临床可用于治疗高血压、心力衰竭和肾小球疾病。ACEI类药物的构 效关系如下所示 型活性高,D-构型 優;沼陘舒酡蹙 换成3H2 蘑屝溶鐥瘟所裤羁于畯 酯化后活性更高, 憾的甭痿垦簪代 活性,延长作用时间 H3 面环,保持活性 图1.ACEI类药物的构效关系(教材图6-15) 根据相应药物-靶点共结晶的3D数据,结合药物-靶点实际结合后的相互作用 模式,可以对ACEI类药物的构效关系进行深入讨论和理解
16 实验六 血管紧张素转化酶抑制剂构效关系分析 一．实验目的： 1. 了解 PDB（Protein Data Bank）数据库的基本信息和用途，掌握生物大分子 3D 数据的搜索和获取； 2. 了解 Discovery Studio 4.1 Visualizer 软件，学习使用软件观察分析药物-靶点相互 作用模式； 3. 了解氢键、疏水性相互作用等常见药物-靶点相互作用力。 二．实验原理： 血管紧张素转化酶抑制剂（ACEI）是一种抑制血管紧张素转化酶活性的化合 物。血管紧张素转化酶催化血管紧张素 I 生成血管紧张素 II，后者是强烈的血管收 缩剂和肾上腺皮质类醛固酮释放的激活剂。此外，ACEI 还可以减少缓激肽的失活。 因此，ACEI在临床可用于治疗高血压、心力衰竭和肾小球疾病。ACEI类药物的构 效关系如下所示： 图 1. ACEI 类药物的构效关系（教材图 6-15） 根据相应药物-靶点共结晶的 3D 数据，结合药物-靶点实际结合后的相互作用 模式，可以对 ACEI 类药物的构效关系进行深入讨论和理解。 O OH HS H CH3 O N L-构型活性高，D-构型 活性低，为丙氨酸或苯 丙氨酸，活性可能更高 换成-PO 3H2. -CONHOH等 基后团脂，溶活性性增有强所，减有弱利，于酯吸化收 引入亲脂取代基，增强 活性，延长作用时间 引入双键后，成平 面环，保持活性 酯化后活性更高， 减也少可不用良羧反基应替，代
三.实验材料 PDB(Proteindatabank)数据库:www.rcsb.org 2.DiscoveryStudio4.1VisualizerEf:http://accelrys.com: 3. PowerPoint或其他常见图片编辑软件 四.实验方法: 打开PDB数据库网页(www.rcsb.org),搜索并下载ACE的晶体结构数据,要 求如下:以“ Captopril为关键词进行搜索,在结果中选择符合以下要求的晶体结 构:人源性( Homo sapiens),与之结合蛋白是血管紧张素转化酶I( angiotensin- converting-enzymeⅠ),分辨率( Resolution)不超过2.5A,没有氨基酸突变 ( mutant),链长( Residue count)589个氨基酸,找到符合要求的晶体数据后从 Download files下拉列表中下载 PDB Format文件备用,下载后的文件后缀为 2.打开 Discovery Studio4 1 Visualizer软件,用软件打开已下载的晶体数据文件, 掌握基本操作: 获取帮助:工具栏>Help> Tutorials 打开文件:工具栏>File>Open>选中目标pdb文件>打开; 移动分子:按住鼠标中间滚珠不动,可以平行移动分子; 翻转分子:按住鼠标右键不动,可以任意角度翻转分子; 选择对象:左键双击目标分子或是按住左键不动圈定对象,可以选中任意对象,选 中后的对象默认以黄色显示; 放大与缩小分子:向上滚动鼠标中间滚珠可放大显示分子,反之可缩小显示分子 删除对象:选择待删除对象> Edit> Delete;(注意需要删除溶剂分子) 改变背景颜色及显示质量:
17 三．实验材料： 1. PDB（Protein Data Bank）数据库：www.rcsb.org； 2. Discovery Studio 4.1 Visualizer 软件：http://accelrys.com； 3. PowerPoint 或其他常见图片编辑软件。 四．实验方法： 1. 打开 PDB 数据库网页（www.rcsb.org），搜索并下载 ACE 的晶体结构数据，要 求如下：以“Captopril”为关键词进行搜索，在结果中选择符合以下要求的晶体结 构：人源性（Homo sapiens），与之结合蛋白是血管紧张素转化酶Ⅰ（angiotensinconverting-enzyme Ⅰ），分辨率（Resolution）不超过 2.5 Å，没有氨基酸突变 （mutant），链长（Residue Count）589 个氨基酸，找到符合要求的晶体数据后从 Download Files 下拉列表中下载 PDB Format 文件备用，下载后的文件后缀为 “.pdb”。 2. 打开 Discovery Studio 4.1 Visualizer 软件，用软件打开已下载的晶体数据文件， 掌握基本操作： 获取帮助：工具栏>Help>Tutorials； 打开文件：工具栏>File>Open>选中目标.pdb 文件>打开； 移动分子：按住鼠标中间滚珠不动，可以平行移动分子； 翻转分子：按住鼠标右键不动，可以任意角度翻转分子； 选择对象：左键双击目标分子或是按住左键不动圈定对象，可以选中任意对象，选 中后的对象默认以黄色显示； 放大与缩小分子：向上滚动鼠标中间滚珠可放大显示分子，反之可缩小显示分子； 删除对象：选择待删除对象>Edit>Delete；（注意需要删除溶剂分子） 改变背景颜色及显示质量：
方法一:工具栏> ScriptsⅤ isualization> Publication Quality; 方法二:右键单击空白处调出右键菜单> Display style.>调出 Display Style工具栏: Atos ORthograph 图edim Background Color, Imare Line width:1.60 图2. Display Style工具栏 Graphics> Background Color(设定背景颜色), Quality(设定显示质量)>OK: 保存图片:工具栏>File> Save as.>调出 Save as工具栏,保存类型下拉列表选择 Image files>保存。 3.药物靶点相互作用图: 工具栏>Tols> Receptor- Ligand Interactions>View interactions>调出相应工具栏(位 于页面左侧); 左侧工具栏> Ligand Interactions显示药物-靶点相互作用图(点中后按钮显示下陷 效果) 上方工具栏> Chemistry> Hydrogens>Show Poar>隐藏非极性H原子,只显示极性H 原子(有利于简化页面显示); 上方工具栏> Structure> Labels>Add.>调出 Label工具栏
18 方法一：工具栏>Scripts>Visualization>Publication Quality； 方法二：右键单击空白处调出右键菜单>Display Style…>调出 Display Style 工具栏： 图 2. Display Style 工具栏 Graphics >Background Color（设定背景颜色），Quality（设定显示质量）>OK； 保存图片：工具栏>File>Save as…>调出 Save as 工具栏，保存类型下拉列表选择 Image Files>保存。 3. 药物-靶点相互作用图： 工具栏>Tools>Receptor-Ligand Interactions>View interactions>调出相应工具栏（位 于页面左侧）； 左侧工具栏>Ligand Interactions>显示药物-靶点相互作用图（点中后按钮显示下陷 效果）； 上方工具栏>Chemistry>Hydrogens>Show Poar>隐藏非极性 H 原子，只显示极性 H 原子（有利于简化页面显示）； 上方工具栏>Structure>Labels>Add…>调出 Label 工具栏：
Label Label Cancel Attrbute Attnbute Apply Custom text Custom text Arial Black 图3. Label工具栏 Label工具栏> Object>>下拉列表选择 Aminoacid,更改字体颜色(考虑到后期打印 以深色大号字体为好)>OK,被标记出来的氨基酸以相应字体字号字色显示,前面 是氨基酸名称缩写,后面是其在蛋白质氨基酸序列中的位置编号 选中Zn2>右键单击调出右键菜单> Display Style.>调出 Display style工具栏; Atom> Ball and stick>OK,Zn2将以球棍模型显示; 左侧工具栏> Ligand Interactions,显示药物-靶点相互作用,以不同颜色虚线显示 左侧工具栏> Show Types,显示药物-靶点相互作用类型,见下表说明 左侧工具栏> Show distances,显示药物-靶点相互作用距离,单位为A。 HIS353 图4.药物靶点相互作用图
19 > 图 3. Label 工具栏 Label 工具栏>Object>下拉列表选择 AminoAcid，更改字体颜色（考虑到后期打印 以深色大号字体为好）>OK，被标记出来的氨基酸以相应字体字号字色显示，前面 是氨基酸名称缩写，后面是其在蛋白质氨基酸序列中的位置编号； 选中 Zn2+>右键单击调出右键菜单>Display Style…>调出 Display Style 工具栏； Atom>Ball and Stick>OK，Zn2+将以球棍模型显示； 左侧工具栏>Ligand Interactions，显示药物-靶点相互作用，以不同颜色虚线显示； 左侧工具栏>Show Types，显示药物-靶点相互作用类型，见下表说明； 左侧工具栏>Show Distances，显示药物-靶点相互作用距离，单位为 Å。 图 4. 药物-靶点相互作用图