Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Наши страницы
SETI25
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
Оценить эту запись

Работа OpenZika над сетью мирового сообщества завершена

Запись от SETI25 размещена 01.02.2020 в 07:36

Работа OpenZika над сетью мирового сообщества завершена
Автор: исследовательская команда OpenZika
13 декабря 2019 г.
Резюме
Теперь, когда работа OpenZika над World Community Grid завершена, исследователи начинают следующий этап своей работы, продолжая распространять информацию о своих ранних результатах.
Прогресс в выборе и тестировании соединений
(https://www.worldcommunitygrid.org/a...?articleId=598)
Продолжая прогресс, который мы упомянули в нашем последнем обновлении проекта в начале этого года, мы фактически отобрали и приобрели 75 соединений - 55 кандидатов на вирус Зика (ZIKV) и 20 кандидатов на вирус денге (DENV) - для экспериментальной оценки у доктора Сикейра. Лаборатория Нето в Сан-Диего. Лаборатория доктора Сикейра-Нето проводила клеточные анализы в стволовых клетках глиобластомы (hGSC) с помощью ZIKV.
Из экспериментальных результатов, полученных к настоящему времени, два соединения, отобранные для протеазы NS2B-NS3, обладали ингибирующей активностью в отношении клеток, инфицированных ZIKV, и низкой цитотоксичностью (фиг. 1). Один из них проявлял активность в наномолярном диапазоне и поэтому является многообещающим кандидатом.
Рисунок 1. Виртуальный скрининг для протеазы ZIKV и DENV NS2B-NS3.
Кроме того, из семи соединений, отобранных для сайта РНК геликазы NS3, три были для сайта АТФ и ингибировали клетки, инфицированные ZIKV и обладали низкой цитотоксичностью (фиг. 2).
Рисунок 2. Виртуальный скрининг геликазы ZIKV NS3, сайта АТФ и сайта РНК.
Два соединения были практически отобраны для NS5-метилтрансферазы и обладали ингибирующей активностью в отношении клеток, инфицированных ZIKV (одно для активного сайта и одно для SAM-сайта), и имели низкую цитотоксичность (фиг.3).
Рисунок 3. Виртуальный скрининг для сайта ZIKV NS5 метилтрансфераза, активный, GTP и SAM.
Ни одно из соединений, практически отобранных для NS5-полимеразы, не проявляло ингибирующей активности в отношении клеток, инфицированных ZIKV (фиг.4).
Рисунок 4. Виртуальный скрининг для сайта ZIKV NS5 полимеразы, NTP и РНК сайта.
Одно соединение, фактически выбранное для белка оболочки ZIKV, было ингибитором клеток, инфицированных ZIKV и низкой цитотоксичностью (фигура 5).
Рисунок 5. Виртуальный скрининг белка конверта ZIKV.
Ферментные анализы с геликазой ZIKV NS3, протеазой NS2B-NS3 и полимеразой NS5 будут проводиться в Физическом институте Сан-Карлоса, Университет Сан-Паулу (Бразилия), в лаборатории профессора Глаусиуса Оливы, для проверки предполагаемых ферментативных кандидатов. деятельность.
Два соединения, практически отобранные для протеазы DENV NS2B-NS3, были ингибитором против клеток, инфицированных ZIKV, и имели низкую цитотоксичность (фиг.6). Активные сайты протеазы DENV и ZIKV имеют более 90% идентичности последовательности. Эти соединения также будут протестированы на клетках, инфицированных DENV, в лаборатории профессора Хосе Модены, другого сотрудника OpenZika, в Университете Кампинас (UNICAMP) в Бразилии.
Рисунок 6. Виртуальный скрининг против протеазы DENV NS2B-NS3.
Два соединения, фактически отобранные для геликазы DENV NS3, были ингибитором клеток, инфицированных ZIKV, а также обладали низкой цитотоксичностью (фиг.7). Сайты АТФ и РНК протеазы DENV и ZIKV являются консервативными и имеют более 90% идентичности последовательностей. Эти соединения также будут протестированы на клетках, инфицированных DENV, в лаборатории профессора Хосе Модены в ЮНИКАМП.
Рисунок 7. Виртуальный скрининг против сайта ATP геликазы DENV NS3 и сайта РНК.
В другом проекте, проводимом студентом бакалавриата Пауло Рамосом, мы использовали интегративный анализ сходства, модели стыковки и машинного обучения (ML) для выявления новых кандидатов на ингибиторы ZIKV NS5 под руководством известных ингибиторов DENV NS5. Сравнивая первичную последовательность сайтов связывания NS5 ZIKV и NS5 DENV (SAM, GTP, РНК-сайт, каталитический сайт и N-Pocket), мы обнаружили высокую идентичность последовательности для всех из них. Мы искали ингибиторы DENV NS5 в базах данных PubChem и ChEMBL и просмотрели эти модели ML для Zika.
Мы обнаружили 145 соединений, о которых сообщалось как об ингибиторах DENV NS5, которые были просеяны через фильтр ML (рис. 8). Из этого фильтра 74 соединения были расставлены по приоритетам для расчетов молекулярного докинга. В 32 соединениях, которые продемонстрировали показатели свободной энергии при стыковке <-7,0 ккал / моль, был проведен поиск сходства со структурами в коммерческой базе данных E-молекул, в результате чего было получено 6053 аналогичных соединения. ML и процесс стыковки были повторены для этих аналогичных соединений. Соединения также были подвергнуты скринингу на байесовских моделях ML на ZIKV и цитотоксичность, и 58 были расставлены по приоритетам. Наконец, эти соединения были проверены через серверы STopTox1 и Pred-hERG2, и 38 соединений были предсказаны как нетоксичные для изученных конечных точек. Эти соединения будут закуплены и представлены для экспериментальной оценки.
Рисунок 8. Виртуальный скрининг на ZIKV NS5 под руководством ингибиторов Dengue NS5.
В совместном проекте с проф. Скотт Ластер и Фрэнк Шолле из Университета штата Северная Каролина, мы выполнили расчеты стыковки для природных соединений из Ashitaba (Angelica keiskei), который используется в азиатской медицине. Эти соединения были описаны в литературе как вирусные ингибиторы. Мы провели скрининг экстрактов из ашитабы с помощью клеточных и цитотоксических анализов (рис. 9). Они также представили противовирусную активность против ZIKV. Таким образом, мы выделили соединения, и три халкона продемонстрировали анти-ZIKV-активность с IC50 в диапазоне 5-20 мкМ и низкой цитотоксичностью в клетках млекопитающих (CC50 100 мкМ). Прогнозирование цели было выполнено, и мы предсказали, что протеаза является наиболее вероятной целью этих соединений. Мы также провели исследования молекулярного докинга по всем белкам ZIKV в проекте OpenZika. Согласившись с прогнозом цели, док предположил, что протеаза ZIKV является основной целью. Ферментативный анализ протеазы показал, что соединения могут ингибировать протеазу ZIKV, подтверждая предсказания in silico.
Рис. 9. При скрининге экстрактов из Ашитабы с помощью клеточного и вычислительного подходов было обнаружено три халконоподобных ингибитора ZIKV NS3.


Принятые и предстоящие публикации
Наша статья под названием «Диариламин, полученный из антраниловой кислоты, ингибирует репликацию ZIKV» была принята в журнале Scientific Reports. Это исследование было совместной работой с профессором Аной Каролиной Жардим из Федерального университета, Бразилия, и в нем сообщается о серии аналогов из антраниловой кислоты, отобранных с помощью клеточных анализов. Затем расчеты стыковки, выполненные в проекте OpenZika, показали, что геликаза NS3 была наиболее вероятной мишенью, что было подтверждено экспериментально ферментативными анализами.
Недавно мы представили антивирусным исследованиям документ «Натуральные продукты из Angelica keiskei с активностью против протеазы Zika vírus NS2B-NS3». В этом исследовании описаны три соединения, извлеченные из Angelica keiskei, обычно используемые в азиатской медицине, которые проявляли анти-ZIKV-активность в клеточных анализах. Прогнозирование цели и молекулярная стыковка показали, что протеаза NS2B-NS3 является наиболее вероятной мишенью. Ферментные анализы подтвердили предсказания in silico predictions.
Документы в стадии написания - будут представлены в ближайшее время:
Мы готовим следующие статьи о впечатляющих результатах проекта OpenZika:
(https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11095-018-2558-3)
В одной статье сообщается о результатах (виртуальных и экспериментальных) первого раунда соединений, отобранных против геликазы ZIKV NS3, которые проявляли анти-ZIKV-активность в стволовых клетках глиобластомы человека (hGSC);
В одной статье сообщается о результатах виртуального скрининга и экспериментальной оценки природных продуктов из нитрогенов птерогина, которые продемонстрировали анти-ZIKV-активность, ингибируя протеины ZIKV-протеазы и геликазы;
В одном документе сообщается о результатах для утвержденных лекарственных препаратов / соединений клинических коллекций, которые обладают противомалярийной активностью, в которых представлены действия против ZIKV против белка геликазы ZIKV, кандидатов на лекарственные средства.
(https://doi.org/10.1016/j.drudis.2018.06.014)
Эти документы будут вскоре представлены в научных журналах.
Прошлые публикации и пропаганда
Мы опубликовали обзор под названием «Высокая пропускная способность и вычислительное перепрофилирование для забытых болезней» в журнале ******ceutical Research. В этой статье описываются усилия по перепрофилированию многих лекарств, предпринимаемые в разных лабораториях по всему миру, чтобы попытаться найти способы лечения многих тропических заболеваний, включая инфекции Зика и денге.
20 июня 2018 года был опубликован основной обзор «Обнаружение наркотиков сегодня» «Обнаружение лекарств от А до Я». Это всеобъемлющий обзор недавних достижений в области обнаружения наркотиков ЗИКВ, в котором освещаются репозиционирование лекарств и соединения с компьютерным контролем, в том числе недавно обнаруженные вирусные. и ингибиторы клетки-хозяина. Также описываются и обсуждаются перспективные молекулярные мишени ZIKV, а также мишени, принадлежащие клетке-хозяину, как новые возможности для открытия лекарств ZIKV. Все эти знания не только важны для продвижения борьбы с вирусом Зика и другими флавивирусами, но и помогут научному сообществу подготовиться к следующей вспышке вируса, на которую мы должны будем реагировать.
(http://www.scielo.br/pdf/bjps/v54nspe/2175-9790-bjps-54-spe-e01002.pdf)
20 октября 2016 года была опубликована наша статья о забытых тропических заболеваниях PLoS «OpenZika: проект всемирного сетевого сообщества IBM по ускорению обнаружения вируса Зика», и ее уже просмотрели более 5200 раз. Любой может получить доступ и прочитать эту статью бесплатно. Другой исследовательский документ «Иллюстрирование и гомологическое моделирование белков вируса Зика» был опубликован в F1000Research и просмотрен> 4200 раз.
Мы также опубликовали еще одну исследовательскую работу под названием «Моделирование молекулярной динамики геликазы Zika Virus NS3: анализ активности сайтов связывания РНК» в специальном выпуске о флавивирусах для журнала Biochemical and Biophysical Research Communications. Это исследование системы геликазы NS3 помогло нам узнать больше об этой многообещающей цели для блокирования репликации Zika. Результаты помогут понять, как мы анализируем виртуальные экраны, которые мы выполняли на геликазе NS3, и моделирование молекулярной динамики создало новые конформации этой системы, которые мы использовали в качестве целей на новых виртуальных экранах, которые мы выполняли в рамках OpenZika.
(https://f1000research.com/articles/5-275/v1)
Д-р Шон Экинс представил плакат на «Симпозиуме клеток: новые и вновь появляющиеся вирусы» 1-3 октября 2017 года в Арлингтоне, штат Вирджиния, США, на тему «OpenZika: открытие новых противовирусных кандидатов против вируса Зика».
Исследователи OpenZika, доктор Мелина Моттин, доктор Рузвельт Сильва, Msc. Бруна Соуза и Пауло Рамос представили плакаты на 9-й конференции BrazMedChem 2019, крупнейшей конференции по медицинской химии в Латинской Америке, организованной OpenZika PI, профессором Каролиной Орта Андраде.
(http://www.sciencedirect.com/science...34X?via%3Dihub)
Д-р Мелина и Бруна представили исследования, связанные с природными соединениями: «Открытие флавоноидов из нитроген птерогина с мощной активностью против протеазы и геликазы вируса Зика» и «Открытие новых кандидатов на вирус Зика: натуральные продукты из Angelica keiskei с активностью против NS2B-NS3 протеаза» соответственно. Пауло представил работу «Интегративный анализ сходства, модели стыковки и машинного обучения для выявления новых хитов Zika NS5, управляемых ингибиторами Dengue NS5». Пауло также представил эту работу на 16-м Конгрессе CONPEEX (Исследования, обучения и расширения Федерального университета Гояса - UFG).) и работа была выбрана для премии UFG бакалавриата.
Доктор Рузвельт представил плакат по молекулярной динамике ZIKV NS1: «Динамическое поведение вирусов Денге и Зика. NS1 белок раскрывает механизмы взаимодействия мономер-мономер и дает представление о рациональном дизайне лекарств».
Доктор Шон Экинс также принимал участие в 9-й конференции BrazMedChem в качестве основного докладчика, представляя доклад «Следующая эра фармацевтических исследований: от байесовских моделей к глубокому обучению», касающийся обновленных результатов проекта OpenZika, а также его работы над болезнью Шагаса и Эбола.
(http://www.cell-symposia.com/emerging-viruses-2017/)
Рисунок 10. Команда LabMol и доктор Шон Экинс (в белых брюках) на симпозиуме BrazMedChem.
Рисунок 11. Доктор Шон Экинс, выступая на 9-м Симпозиуме BrazMedChem в Бразилии, о последних результатах проекта OpenZika.
(https://brazmedchem.org/)
Доктор Мелина Моттин недавно представила обновленную информацию о проекте OpenZika в качестве устной презентации на RENORBIO 2019: II Совещание по биотехнологии Северо-Востока в Форталезе, Бразилия, 28 ноября 2019 года.
(https://eventosrenorbio.com.br/ii-en...a-do-nordeste/)
Рисунок 12. Доктор Мелина представляет обновленные результаты проекта OpenZika на конференции RENORBIO.
Недавно проф. Каролина Орта Андраде выступила на открытии конференции на III семинаре молодых медицинских химиков в Сальвадоре, БА, Бразилия, 21 ноября 2019 года. В своей лекции она продемонстрировала проект OpenZika и наши последние интересные результаты.
(https://jpesquisadores.wixsite.com/workshop)
Рисунок 13. Доктор Каролина Андраде, представляющая обновленные результаты проекта OpenZika на III семинаре молодых медицинских химиков.
(https://jpesquisadores.wixsite.com/workshop)
Состояние расчетов
(https://brazmedchem.org/preliminary-...-dd34a2bd-e7db)
В общей сложности мы предоставили почти 9,29 миллиарда рабочих мест для стыковки, в которых участвовало 427 различных целевых сайтов. На наших первых экранах использовалась более старая библиотека из 6 миллионов коммерчески доступных соединений, а в наших текущих экспериментах используется новая библиотека ZINC15 из 30,2 миллиона соединений.
80 000 добровольцев, которые пожертвовали свои запасные вычислительные мощности OpenZika, дали нам 92 696 процессорных лет вычислений на стыковку! Спасибо всем большое за вашу помощь !!
Мы получили все результаты для наших экспериментов, которые включают стыковку 30,2 миллиона соединений против NS1, NS helicase (и сайт связывания РНК, и сайт NTP), NS5 РНК-полимераза (карман NTP и РНК), NS5 метилтрансфераза (сайт SAM и GTP) Протеиназа NS2B / NS3, капсид (карманы связывания 1 и 2) и белок оболочки.
Мы невероятно благодарны всем добровольцам, которые пожертвовали свое неиспользованное компьютерное время этому проекту! Большое спасибо!!
Ссылки
СТОПТОКС 1.0. LabMol, 2016. Доступно по адресу: http://stoptox.labmol.com.br/. Доступ: 02 декабря 2019 года.
(http://stoptox.labmol.com.br/)
Pred-HERGA новый веб-доступный вычислительный инструмент для прогнозирования сердечной токсичности. Брага, Р.С .; Алвес В.М. Сильва, М.Ф.Б .; Муратов Э .; Fourches, D .; Ляо, Л.М .; Тропша, А .; Andrade, C.H. Mol. Inf.2015, 34, 698-701.10.1002 / minf.201500040
(http://dx.doi.org/10.1002/minf.201500040)
Название: OZ-Figure-1.jpg
Просмотров: 99

Размер: 16.7 Кб

Нажмите на изображение для увеличения
Название: OZ-Figure-2.jpg
Просмотров: 744
Размер:	32.0 Кб
ID:	5867

Нажмите на изображение для увеличения
Название: OZ-Figure-3a.jpg
Просмотров: 722
Размер:	34.3 Кб
ID:	5868

Название: OZ-Figure-3b.jpg
Просмотров: 97

Размер: 17.5 Кб

Нажмите на изображение для увеличения
Название: OZ-Figure-4.jpg
Просмотров: 732
Размер:	32.9 Кб
ID:	5870

Название: OZ-Figure-5.jpg
Просмотров: 98

Размер: 16.1 Кб

Название: OZ-Figure-6.jpg
Просмотров: 91

Размер: 16.7 Кб

Нажмите на изображение для увеличения
Название: OZ-Figure-7.jpg
Просмотров: 835
Размер:	31.3 Кб
ID:	5873

Нажмите на изображение для увеличения
Название: OZ-Figure-8.jpg
Просмотров: 723
Размер:	28.3 Кб
ID:	5874

Нажмите на изображение для увеличения
Название: OZ-Figure-9.jpg
Просмотров: 835
Размер:	34.9 Кб
ID:	5875

Нажмите на изображение для увеличения
Название: OZ-Figure-10.jpg
Просмотров: 727
Размер:	53.4 Кб
ID:	5876

Нажмите на изображение для увеличения
Название: OZ-Figure-11.jpg
Просмотров: 836
Размер:	27.4 Кб
ID:	5877

Название: OZ-Figure-12.jpg
Просмотров: 96

Размер: 8.9 Кб

Нажмите на изображение для увеличения
Название: OZ-Figure-13.jpg
Просмотров: 726
Размер:	38.3 Кб
ID:	5879
Размещено в Без категории
Просмотров 101 Комментарии 0
Всего комментариев 0
Комментарии
 
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2020, vBulletin Solutions, Inc.