Conception de novo

publicité
Mastère recherche de Biochimie mention
Biochimie Structurale et Fonctionnelle
UE Bioinformatique Structurale
Modélisation moléculaire et
Drug Design
Décembre 2004
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Bon, j’ai mon modèle 3D,
et maintenant, j’en fait quoi ?
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Validation de mon modèle
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Validation structurale
• Loi de Murphy:
« Tout ce qui doit aller mal, ira
mal; surtout si les choses
sont aussi compliquées que
les structures protéiques. »
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Validation structurale
• Validation des empreintes
• Validation des modèles
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Validation structurale
des empreintes
Pourquoi un homme sain d’esprit
passerai 40 ans de sa vie à
rechercher des millions d’erreurs
dans la PDB ?
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Parce que…
• Tout ce que nous savons sur les
protéines vient des fichiers de la PDB.
• Si une empreinte est fausse, le modèle
sera faux
• Les erreurs deviennent moins
dangereuses quand nous les connaissons
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Que va-t-on vérifier ?
•
•
•
•
•
•
Les erreurs de frappe
Les erreurs spécifiques au cristal
Les erreurs spécifiques à la RMN
Les erreurs les plus évidentes
Les erreurs les plus improbables
Les erreurs qui semblent les pires
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Comment évaluer un modèle
• Comparaison avec l’empreinte (RMS,
alignement…)
• Évaluer le repliement global (distribution
des hydrophobes)
• Évaluer les paramètres structuraux de
notre modèle
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Une bonne structure 3D..
• rmsd = 4 Å Forme de la molécule
• rmsd = 3 Å Discrimination des chaines polypeptidiques
• rmsd = 2 Å Discrimination des chaînes latérales
• rmsd = 1.5 Å OK
• rmsd = 0.8 Å Discrimination des atomes
• rmsd = 0.4 Å très bonne
• rmsd = 0.2 Å le rêve
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Evaluation structurale
• Validation se fait par comparaison des paramètres
structuraux du modèle avec des valeurs standards.
• Ces valeurs sont obtenues par:
– analyse de « bonnes » structures: RMSD moins de
1.2 Angstrom (rare)
– analyse des 300 meilleurs structures de la PDB
(Protein DataBase)
– Analyse des 300 meilleurs fragments de la CSD
(Cambridge Structural Database)
• Certains paramètres peuvent être obtenus par des
calculs théoriques (ramachandran…) mais difficulté de
discrimination des « bonnes » ou « mauvaises »
structures.
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Paramètres analysés
• Nomenclature:
– des angles (surtout V,T,I,L,R,Y,F,D,E)
– Poids (entre 0 et 1)
– Nom des chaînes
– Pas d’atomes manquants
– Présence de l’oxygène sur le C terminal
–…
nomenclature.html
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Nomenclature
C-delta-1 et C-delta-2 semblent être les même donc 2
possibilités pour nommer les atomes
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Nomenclature
• L’angle de torsion chi-2, définie par C-alpha, Cbeta, C-gamma, C-delta-1, doit toujours être
compris entre -90 et 90 degrés
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Paramètres analysés
• Symétrie:
– Consistance
– Convention pour la cellule
– Combien de molécule dans la cellule
– Symétrie importante
– Symétrie non cristallographique
symmetry.html
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Paramètres analysés
• Géométrie:
– Chiralité (exemple)
– Longueur des liaisons (exemple)
– Angle des liaisons (exemple)
– Angle de torsion (exemple)
– Angles oméga, chi1/chi2
– Ramachandran (exemple)
– Cycle et plan (exemple)
– Proline
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Angle de torsion
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Cycles et Plan
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Ramachandran
• En 1963, G. N. Ramachandran, C.
Ramakrishnan et V. Sasisekharan
présentent un article sur la représentation
graphique des 2 plus important angles de
torsion du squelette Ca (phi and psi)
(J.Mol.Biol 7:95-99 (1963)).
• Le premier outil sérieux de vérification de
la structure des protéines
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Ramachandran
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Ramachandran
33 résidus dans les
zones les + favorables
2 résidus dans les
zones permises
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Paramètres analysés
• Structure:
– Distribution des résidus (inside/outside)
– Clash stériques
– Environnement
– Squelette a
– Chaînes latérales
– Molécules d’eau
– B-factor ou facteur de température
– Liaisons hydrogène
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Clash stérique
• 2 atomes peuvent être distant au minimum
de 1.4 Angstroms. (i.e. la distance internucleaire doit être égale au minimum à la
somme des rayons de Van der Waals radii
minus 0.4 Angstrom)
• Des exceptions existent (liaisons entre les
atomes…)
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Chaînes latérales
• Vérification de la conformation des
rotamères chi-1 avec une base de donnée
3D
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Volume, Rayon de giration
Léger
Dense
Protéine
Protéines sont fortement repliées
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
En résumé
• Critères permettant de juger la validité de
structures obtenues par RMN ou
diffraction
• Méthodes et critères permettant d’évaluer
la validité d’un modèle 3D
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Une bonne structure 3D
• Minimum d’angles de
torsion non permis
• Maximum de liaison H
• Maximum de résidus
hydrophobes non exposés
• Maximum de résidus
hydrophiles exposés
• Minimum d’espace
interstitiels
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Une bonne structure 3D
• Minimum de mauvais
contact
• Minimum de résidus
chargés non exposés
• Minimum du rayon de
giration
• Minima des énergies
covalentes et non
covalentes (van der Waals
et coulomb)
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Validation d’une structure
de la PDB
• La qualité des structures de la PDB peut être
vérifiée avec PDBREPORT
http://www.cmbi.kun.nl/gv/pdbreport/
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
pdbreport_1crn.html
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
PDBREPORT
• Plus de 25 000 structures PDB analysées
• Plus de 20 millions de problèmes
répertoriés (nomenclature des acides
aminés, atomes manquants, chaîne
latérale de HIS, ASN, GLN…,
conformation du squelette Ca etc…)
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Validation d’un modèle
• Les nouvelles structures et modèles peuvent
être vérifiés en utilisant des outils disponibles
via le web ou en téléchargement.
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Via le web
• What IF Web Server –
http://swift.cmbi.kun.nl/WIWWWI/
• Biotech Validation Suite –
http://biotech.ebi.ac.uk:8400/
• Verify3D http://shannon.mbi.ucla.edu/DOE/Services/Verify_3D/
• VADAR –
http://redpoll.pharmacy.ualberta.ca/vadar/
• Rampage –
http://raven.bioc.cam.ac.uk/rampage.php
• Molprobity –
http://kinemage.biochem.duke.edu/molprobity/index.html
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
What IF Web Server
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
What IF Web Server
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
What IF Web Server
http://pbil.ibcp.fr
pdbout_1crn.txt
[email protected]
Biotech Validation Suite
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Biotech Validation Suite
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Biotech Validation Suite
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Biotech Validation Suite
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
RAMPAGE
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
RAMPAGE
http://pbil.ibcp.fr
rampage_1crn.pdf
[email protected]
MOLPROBITY
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
MOLPROBITY
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
MOLPROBITY
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Logiciels de validation
structurales
• PROCHECK http://www.biochem.ucl.ac.uk/~roman/procheck/procheck.html
• PROSA II http://www.came.sbg.ac.at/Services/prosa.html
• VADAR - http://redpoll.pharmacy.ualberta.ca/vadar
• DSSP http://www.cmbi.kun.nl/gv/dssp/index.html
• WHAT IF –
http://www.cmbi.kun.nl/gv/whatif/
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
© www.pinkpigpage.com
DRUG DESIGN
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Avant tout…
• Identification d’une cible correspondant
à la pathologie
• Conception de tests biologiques
permettant l’évaluation de l’affinité et de
l’activité des molécules synthétisées
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Comment sont découvertes
les nouvelles drogues ?
• Approche classique
• HTS-Chimie combinatoire
• Par conception rationnelle
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Approche classique
• A partir de substances naturelles :
– Extraits/broyats
– Recherche d’activité
– Synthèse et Production
(ex: pénicilline, taxol, cyclosporine…)
• Constitution d’une bases de données
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
HTS-Chimie combinatoire
• Synthèse automatique et rapide de
1000er de molécules
• Criblage expérimental à haut débit
(Hight Throughput Screening)
• Analyse des informations, tri et
évaluation de la diversité moléculaire
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Conception rationnelle
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Cibles et mécanisme d’action
de la molécule thérapeutique
• Enzymes – inhibiteurs (réversible ou
non)
• Récepteurs – agonistes ou antagonistes
• Canaux ioniques – bloqueurs
• Transporteurs – inhibiteurs de transport
• ADN – agents intercalants, drogue
antisens, liants au petit sillon
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Nouvelles stratégies du Drug
Design
• Création d’inhibiteurs à partir de la structure
du substrat
• Création de pharmacophore et de
peptidomimétiques
• Structure-based design de ligands (affinité,
sélectivité, résistante aux drogues)
• Création de ligands de novo
• Criblage virtuel pour des propriétés voulues
(règle des 5)
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Conception rationnelle
• A partir du ligand
• A partir de la structure du ligand et/ou
du récepteur
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Conception rationnelle
• A partir d’un produit naturel actif, recherche :
–
–
–
–
Un dérivé plus actif
Moins toxique, mieux toléré
Plus assimilable
Coût de fabrication faible etc…
• A partir des dérivés :
– Tests biologiques
– Mesure d’activité
• Constitution d’une base de données
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Conception rationnelle
• Optimisation d’un produit naturel peut se faire
par :
– une synthèse systématique d'analogues
structuraux
– une optimisation systématique basée sur le
métabolisme des composés actifs
– une approche rationnelle (quantitative ou
qualitative) par l‘étude des relations structureactivité
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Conception rationnelle
• A partir du ligand
• A partir de la structure du ligand et/ou
du récepteur
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Conception rationnelle
Cible
Ligand
Connue
Connue
Connue
Inconnue
Inconnue
Connue
Inconnue
Inconnue
A CHAQUE SITUATION, SES OUTILS…
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Conception rationnelle
http://pbil.ibcp.fr
Cible
Ligand
Connue
Connue
Connue
Inconnue
Inconnue
Connue
Inconnue
Inconnue
[email protected]
?
?
?
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Cible et ligand sont connus
• « Structure-based drug design »
• Docking, dynamique moléculaire
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Conception rationnelle
http://pbil.ibcp.fr
Cible
Ligand
Connue
Connue
Connue
Inconnue
Inconnue
Connue
Inconnue
Inconnue
[email protected]
A partir de la structure du
récepteur
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
La cible seule est connue
• « Analog-based drug design »
• Conception de novo, criblage virtuel
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Conception rationnelle
http://pbil.ibcp.fr
Cible
Ligand
Connue
Connue
Connue
Inconnue
Inconnue
Connue
Inconnue
Inconnue
[email protected]
Le ligand seul est connue
• Situation la plus commune
• Développement d’un pharmacophore ou
d’un modèle QSAR puis criblage d’une
banque de donnée 3D.
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Pharmacophore
• Représentation en 3D des propriétés
les plus essentielles d’une molécule
active
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Criblage sur
pharmacophore
CO2H
d1
NH
PD
CH3
H
L
d2
d1
+
d3
+
NH
PD
HO
d2
d3
D
OH
PD
L
d2
CH3
L
DN
H
d1
H
d3
D
Pharmacophore
HO
+
NH3
HO
Dopamine
L = site lipophilique; D = Donneur H;
PD = Donneur H protoné
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Méthodes de corrélation
Quantitative
• Association des variations de l'activité
biologiques de certaines molécules à leur
paramètres structuraux
• Donne, pour une série chimique donnée et
pour une activité définie, une équation de
corrélation
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Conception rationnelle
http://pbil.ibcp.fr
Cible
Ligand
Connue
Connue
Connue
Inconnue
Inconnue
Connue
Inconnue
Inconnue
[email protected]
La cible comme le ligand
sont inconnus
• Chimie combinatoire
• Utilisation d’informations à partir
d’autres ligands actifs si connus,
analyse de similitude…
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Docking
Largement inspiré de la présentation de G. Schaftenaar
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Objectif
• Identifier la conformation géométrique
correcte du ligand dans son site actif
• Observation:
Des ligands similaires peuvent
parfaitement se lier de différentes
façons dans un site actif
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Docking
• Se divise en 3 étapes :
– Caractérisation du site actif
– Positionnement du ligand dans le site actif
– Évaluation des interactions entre le ligand
et la protéine (définition d’un score)
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Le site actif
• Différentes méthodes :
– Les cavités de la protéine (récepteur) sont
utilisées pour définir une image négative du site
actif se composant d’un jeu de sphères se
superposant (DOCK)
– Définition de descripteurs ensuite recherchés à la
surface de la protéine
descripteurs chimiques (grpt méthyle,
aromatique…) ou physico-chimiques
(hydrophobicité, potentiel électrostatique)
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Positionnement du ligand
• Le ligand peut être définit comme rigide
ou flexible
• Généralement, le récepteur est toujours
définit comme rigide
• Historiquement, la 1ère approche: tout
rigide
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Ligand rigide
• La protéine et le ligand sont fixes.
• On recherche l’orientation relative des 2
molécules avec la plus basse énergie.
• On utilise généralement la Transformée
de Fourier pour accélérer les calculs
(FTDock…)
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Ligand rigide
• On peut également chercher à évaluer les
énergies d’interactions électrostatiques et de
VDW pour un complexe
• Ou encore utiliser des descripteurs (points
dans l’espace à qui on assigne certaines
propriétés physico-chimique). Les
descripteurs du ligand et du récepteur doivent
alors coïncidés géométriquement et
chimiquement.
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Complémentarité
d’interactions
FlexX
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Ex. du logiciel FlexX
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Flexibilité
• Si on désire introduire la notion de flexibilité
du ligand, il faut en plus considérer son
espace conformationnel
• Incorporation des méthodes de:
– Monte Carlo (FLO98, MCDOCK, AUTODOCK)
– Dynamique moléculaire (SYBYL)
– Recuit simulé (AUTODOCK)
– Algorithme génétique (GOLD, AUTODOCK)
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
En résumé…
•
•
•
•
Monte carlo (FlexX)
« recuit simulé » (AutoDock)
dynamique moléculaire (SYBYL)
Algorithmes génétiques (GOLD
AutoDock)
• Géométrie des distances
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Reconstruction du ligand
dans le site actif
• Identification d’un ou plusieurs fragments
significatifs dans le ligand (ex: cycle d’un
aa…)
• Placement de ces fragments dans le site actif
en essayant de maximiser les contacts
favorables
• Chaque orientation de ces fragments est le
point de départ d’une étude
conformationnelle du ligand entier
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Flexibilité du ligand
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Flexibilité du ligand
•
•
•
•
Analyse conformationelle
Insensibilité de la conformation de départ
Rapide (1 à 2 min par molécule)
Précision insuffisante (rmsd < 2 A dans 75%
des cas)
• Protéine rigide
• Eau
• Analyse conformationelle non exhaustive
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Scoring
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Expression de la fonction
de scoring
• Permet d’estimer la complémentarité
ligand-protéine dans les complexes
• Le plus souvent = estimation du gain
d’énergie libre du ligand en interaction
avec le récepteur par rapport à la forme
libre.
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Expression de la fonction
de scoring
• De nombreux faux positifs sont générés mais
peuvent être réduits par l’utilisation de
fonction de scoring consensus.
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Exemple de scores
•
•
•
•
•
Forme et Complémentarité chimique
Empirique
Champ de force
Base de données
Consensus (Cscore)
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Evaluation de l’interaction
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Amber99 (!)
…
;BOND PARAMETERS
;===============
;<Atom1-Atom2> <Energy [kcal/(mol*^2)]> <Equilibrium distance
[]>
;Energy must be multiplied with 0.013895611e-13 to obtain
YASARA units [N/fm]
;[*4.182*2*1000*1e20/(6.022045e23*1e15)]
OW-HW 553.0
0.9572
! TIP3P water
HW-HW 553.0
1.5136
TIP3P water
C -C
310.0
1.525
Junmei et al, 1999
C -CA 469.0
1.409
JCC,7,(1986),230; (not used any
more in TYR)
C -CB 447.0
1.419
JCC,7,(1986),230; GUA
C -CM 410.0
1.444
JCC,7,(1986),230; THY,URA
C -CT 317.0
1.522
JCC,7,(1986),230; AA
…
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Exemple
But:
Trouver un inhibiteur non peptidique comme
possible Nouvelle antibiotique
Procédure :
- utilisation de la structure 3D de l‘enzyme
- docking de 210,000 molecules de ACD
(Available Chemical Directory) avec
DOCK4.0
- sélection des 100 meilleurs ligands
- visualisation des 100 complexes
- elimination des doublons
- proposition de structure pour 25 inhibiteur
- tests biologiques
Enzyme I of the Phosphoenolpyruvate-Sugar
Phosphotransferase System (PTS)
http://pbil.ibcp.fr
IC50 = 50mM
[email protected]
Les logiciels
• DOCK (http://dock.compbio.ucsf.edu/)
• FlexX
(http://www.tripos.com/sciTech/inSilicoDisc/virtualScr
eening/flexx.html)
• GOLD
(http://www.ccdc.cam.ac.uk/products/life_sciences/go
ld/)
• AutoDOCK (http://www.scripps.edu/pub/olsonweb/doc/autodock/)
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Conception de novo
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Conception de novo
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Conception de novo
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Assemblage
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Conception rationnelle
• A partir d’un composé naturel, on peut
théoriquement synthétiser des millions de
dérivés.
• Nécessité de méthodes quantitatives
corrélant paramètres structuraux et activité
• Quantitative Structure Activity Relationship
(QSAR)
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Méthodes de corrélation
Quantitative
• Association des variations de l'activité
biologiques de certaines molécules à leur
paramètres structuraux
• Donne, pour une série chimique donnée et
pour une activité définie, une équation de
corrélation
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Equation de corrélation
• Permet de déterminer les valeurs des
paramètres qui correspondent à une activité
maximale et ainsi de prédire l'activité des
molécules qui n'ont pas encore été
synthétisée
• La validité d'un modèle QSAR dépendra donc
du choix que l'on aura fait sur les paramètres
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Les paramètres les plus
pertinents
• Les paramètres associés aux substituants
moléculaires
• Les paramètres associés aux atomes
• Les paramètres associés à la topologie 1D
• Les paramètres associés à la topologie 3D
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Les paramètres associés
aux substituants
moléculaires
• Les paramètres électroniques
• Les paramètres stériques (encombrement)
• Les paramètres de lipophilie
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Les paramètres
électroniques
• Une variation de la distribution électronique
sur une molécule se traduit par une réactivité
chimique différente.
• De nombreux exemples ont montré qu'une
augmentation de la densité électronique
conduit à un renforcement de l'activité
biologique.
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Activité insecticide du diéthyl phényl phosphate et
du diéthyl 2,4-dicloro-phényl phosphate
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Les paramètres stériques et
lipophiles
• Encombrement stérique modifie l’interaction
entre une molécule et son récepteur
• Le caractère lipophile rend compte souvent
des propriétés biologiques comme le
métabolisme, la distribution dans les tissus, la
liaison avec le site récepteur...
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
logP
• Logarithme du coefficient du rapport 1octanol/eau (logKOW)
• Permet d’estimer la biodisponibilité d’une
molécule
– Équilibre hydrophile/hydrophobe
– Suffisamment hydrophile pour être soluble dans le
sang (eau)
– Suffisamment hydrophobe pour traverser les
membranes cellulaires
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
logP
+7
-3
Fortement
hydrophile
http://pbil.ibcp.fr
2
5
plupart des molécules
thérapeutiques
Fortement
hydrophobe
[email protected]
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Les paramètres les plus
pertinents
• Les paramètres associés aux substituants
moléculaires
• Les paramètres associés aux atomes
• Les paramètres associés à la topologie 1D
• Les paramètres associés à la topologie 3D
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Les paramètres associés
aux atomes
•
•
•
•
•
Le volume atomique
Les surfaces atomiques
Les charges atomiques partielles
L‘électronégativité
Les constantes fragmentales de
lipophilie
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Les paramètres les plus
pertinents
• Les paramètres associés aux substituants
moléculaires
• Les paramètres associés aux atomes
• Les paramètres associés à la topologie 1D
• Les paramètres associés à la topologie 3D
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Les paramètres associés à
la topologie 1D
•
•
•
•
•
•
Le volume moléculaire
La réfractivité moléculaire
Le coefficient de partage
La chaleur de formation
le potentiel d'ionisation
Les constantes d'ionisation
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Les paramètres les plus
pertinents
• Les paramètres associés aux substituants
moléculaires
• Les paramètres associés aux atomes
• Les paramètres associés à la topologie 1D
• Les paramètres associés à la topologie 3D
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Les paramètres associés à
la topologie 3D (3D-QSAR)
• La surface moléculaire, accessible au
solvant, de connolly ou surface de contact
• Le potentiel électrostatique (position des
groupements chargés)
• Participation à des liaisons hydrogènes
• Le potentiel de lipophilie moléculaire
• Les orbitales moléculaires
• La forme de la molécule
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Les paramètres associés à
la topologie 3D (3D-QSAR)
• La surface moléculaire, accessible au
solvant, de connolly ou surface de contact
• Le potentiel électrostatique (position des
groupements chargés)
• Participation à des liaisons hydrogènes
• Le potentiel de lipophilie moléculaire
• Les orbitales moléculaires
• La forme de la molécule
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Lignes de contour des
potentiels électrostatiques
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Les paramètres associés à
la topologie 3D (3D-QSAR)
• La surface moléculaire, accessible au
solvant, de connolly ou surface de contact
• Le potentiel électrostatique (position des
groupements chargés)
• Participation à des liaisons hydrogènes
• Le potentiel de lipophilie moléculaire
• Les orbitales moléculaires
• La forme de la molécule
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
La règle des 5 de Lipinski
•
•
•
•
•
Poids moléculaire < 500 (opt ~= 350)
Nbre de liaisons H accepteurs < 10 (opt ~=5)
Nbre de liaisons H donneurs < 5 (opt ~=2)
-2 < clogP < 5 (opt ~= 3)
Nbre d’angles de rotations =< 5
Lipinski et al, Adv. Drug. Del. Rev., 23, 3-25 (1997)
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Quelques réussites
falcipain inhibitors
Ring et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90, 3583-3587 (1993)
FluA HA fusion inhibitors
Bodian et al., Biochemistry, 32, 2967-3978 (1993)
HIV Tat-TAR interaction inhibitors
Filikov et al. J. Comput-Aided Mol. Des. 12, 229-240 (1998)
CD4-MHC II inhibitors
Gao et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 94, 73-78 (1997)
HIV gp41 inhibitors
Debnath et al.; J. Med. Chem, 42, 3203-3209 (1999)
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
http://pbil.ibcp.fr
[email protected]
Téléchargement