人工智能辅助发现新型比拉司汀和贝波司汀类似物,用于对抗组胺H1受体:结合分子动力学与MM/PBSA评估方法

《Journal of Pharmaceutical Innovation》:Artificial Intelligence-assisted Discovery of Novel Bilastine and Bepotastine Analogs Against the Histamine H1 Receptor: Integrated Molecular Dynamics and MM/PBSA Evaluation

【字体: 时间:2026年03月20日 来源:Journal of Pharmaceutical Innovation 2.7

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  过敏性鼻炎(AR)的AI药物设计研究通过分子对接、动力学模拟和ADMET分析筛选出四个候选化合物(Bep-1/Bep-2/Bil-1/Bil-2),验证其与H1受体的强结合(-8.2至-8.7 kcal/mol)和稳定性,Bep-2与Bil-1因氢键作用更优,同时符合药代动力学要求。

  

摘要

过敏性鼻炎(AR)是一种常见的免疫系统疾病,其特征是鼻腔炎症、打喷嚏和鼻塞,通常由花粉、灰尘或宠物皮屑等过敏原引发。过敏性鼻炎发病率的上升凸显了对更安全、更有效的抗组胺药的需求。组胺是一种关键的生物胺,在神经传导、胃酸分泌和免疫反应中起着关键作用;然而,其失调与过敏反应和炎症性疾病密切相关。尽管第二代抗组胺药(如比拉司汀和贝波司汀)在安全性方面有所改善,但它们在效力、选择性和代谢稳定性方面仍存在局限性。在这项研究中,利用人工智能(AI)设计了50种比拉司汀和贝波司汀的新衍生物,以增强其对H1受体的治疗潜力。经过全面的虚拟筛选流程后,选出了四种最具潜力的化合物(Bep-1Bep-2Bil-1Bil-2)进行详细研究。分子对接显示这些化合物的结合亲和力为-8.2至-8.7 kcal/mol,关键相互作用涉及活性位点残基TRP 158、LEU 154和PHE 116。值得注意的是,Bil-1Bep-2表现出更强的氢键相互作用,表明配体-蛋白质复合物的稳定性更高。通过120纳秒的分子动力学(MD)模拟,利用TIP3P水模型在显式液体环境中验证了复合物的结构稳定性,该模型能够准确模拟生物分子的溶剂化和相互作用。此外,MM/PBSA计算结果进一步支持了对接和MD的结果,解释了所有研究化合物的结合自由能。前沿分子轨道分析显示,Bil-2的HOMO-LUMO能量间隙为3.62 eV,Bep-2为4.47 eV,表明它们属于软分子。Bep-2的紫外-可见光谱分析显示其在277纳米处有π → π*跃迁,Bep-1Bep-2Bil-1
过敏性鼻炎(AR)是一种常见的免疫系统疾病,其特征是鼻腔炎症、打喷嚏和鼻塞,通常由花粉、灰尘或宠物皮屑等过敏原引发。过敏性鼻炎发病率的上升凸显了对更安全、更有效的抗组胺药的需求。组胺是一种关键的生物胺,在神经传导、胃酸分泌和免疫反应中起着关键作用;然而,其失调与过敏反应和炎症性疾病密切相关。尽管第二代抗组胺药(如比拉司汀和贝波司汀)在安全性方面有所改善,但它们在效力、选择性和代谢稳定性方面仍存在局限性。在这项研究中,利用人工智能(AI)设计了50种比拉司汀和贝波司汀的新衍生物,以增强其对H1受体的治疗潜力。经过全面的虚拟筛选流程后,选出了四种最具潜力的化合物(Bep-1Bep-2Bil-1Bil-2)进行详细研究。分子对接显示这些化合物的结合亲和力为-8.2至-8.7 kcal/mol,关键相互作用涉及活性位点残基TRP 158、LEU 154和PHE 116。值得注意的是,Bil-1Bep-2表现出更强的氢键相互作用,表明配体-蛋白质复合物的稳定性更高。通过120纳秒的分子动力学(MD)模拟,利用TIP3P水模型在显式液体环境中验证了复合物的结构稳定性,该模型能够准确模拟生物分子的溶剂化和相互作用。此外,MM/PBSA计算结果进一步支持了对接和MD的结果,解释了所有研究化合物的结合自由能。前沿分子轨道分析显示,Bil-2的HOMO-LUMO能量间隙为3.62 eV,Bep-2为4.47 eV,表明它们属于软分子。Bep-2Bep-1Bep-2Bil-1
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