Replacement of Protein Binding-Site Waters Contributes to Favorable Halogen Bond Interactions
Replacement of Protein Binding-Site Waters Contributes to Favorable Halogen Bond Interactions
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蛋白质结合位点水的替代有助于有利的卤素键相互作用
DOI：
10.1021/acs.jcim.9b00128
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发表时间：
2019-06
影响因子：
5.6
通讯作者：
Huang Niu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang Yuanxun;Fu Qiuyu;Zhou Yu;Du Yunfei;Huang Niu
蛋白质电负性原子与配体卤原子之间的卤键相互作用在基于结构的药物设计领域日益受到关注。然而，在理解上的差距，使人们希望更好地检查的作用，控制形成有利的卤键相互作用的力量，和有效的和高效的计算方法的发展，以“设计”有利的卤键相互作用在铅优化过程中是必要的。在这里，我们分析了结合位点的水的性质的晶体结构的特征卤键之间的相互作用配体卤素原子和蛋白质骨架羰基，从而发现，卤素原子参与卤键相互作用经常取代计算的结合位点沃茨配体结合。此外，我们观察到，卤键相互作用的优先方向性与这些取代的沃茨的方向一致，这些取代的沃茨表现出不同的能量特性相比，被取代的卤素原子，但不形成卤键相互作用的沃茨。我们的发现，计算的结合位点沃茨的替代有助于形成有利的卤键相互作用，提出了一种实用的方法，合理的药物设计利用卤键与蛋白质骨架羰基的相互作用。
Halogen bond interaction between protein electronegative atom and ligand halogen atom is increasingly attracting attention in the field of structure-based drug design. Nevertheless, gaps in understanding make it desirable to better examine the role of forces governing the formation of favorable halogen bond interactions, and the development of effective and efficient computational approaches to "design in" favorable halogen bond interactions in lead optimization process are warranted. Here, we analyzed the binding-site water properties of crystal structures with characterized halogen bond interactions between ligand halogen atoms and protein backbone carbonyl groups, and thusly found that halogen atoms involved in halogen bond interactions frequently replace calculated binding-site waters upon ligand binding. Moreover, we observed that the preferential directionality of halogen bond interactions aligns well with the orientations of these replaced waters, and the these replaced waters exhibited differential energetic characteristics as compared to waters that are displaced by halogen atoms but that do not form halogen bond interactions. Our discovery that replacement of calculated binding-site waters contributes to the formation of favorable halogen bond interactions suggests a practical approach for rational drug design utilizing halogen bond interactions with protein backbone carbonyl groups.
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影响因子：
7.3
作者：
Wilcken, Rainer;Zimmermann, Markus O.;Boeckler, Frank M.
通讯作者：
Boeckler, Frank M.
DOI：
10.1021/acs.jpcb.7b04198
发表时间：
2017-07-20
期刊：
The journal of physical chemistry. B
影响因子：
--
作者：
Lin FY;MacKerell AD Jr
通讯作者：
MacKerell AD Jr
影响因子：
15
作者：
Abel, Robert;Young, Tom;Friesner, Richard A.
通讯作者：
Friesner, Richard A.
影响因子：
15
作者：
Lange, Andreas;Guenther, Marcel;Boeckler, Frank M.
通讯作者：
Boeckler, Frank M.
影响因子：
3.4
作者：
A. P. Graves;Ian D. Wall;C. Edge;James M. Woolven;Guanglei Cui;A. Le Gall;Xuan Hong;K. Raha;E. Manas
通讯作者：
A. P. Graves;Ian D. Wall;C. Edge;James M. Woolven;Guanglei Cui;A. Le Gall;Xuan Hong;K. Raha;E. Manas