Uni-FEP辅助BCL6抑制剂优化 （附体系准备避坑Tips）| 靶点“探月”计划
在本期Uni-FEP靶点“探月”计划中，我们以JMC上的利用形状互补性发现了有效的BCL6抑制剂的文章：Optimizing Shape Complementarity Enables the Discovery of Potent Tricyclic BCL6 Inhibitors为例，选取了文献中几个具有代表性的化合物，使用Uni-FEP计算了其与BCL6的结合自由能，探索并验证了Uni-FEP在先导化合物优化过程中的适用性和准确性。
BCL6概述
BCL6 (B-cell lymphoma 6 protein)是生发中心（Germinal Centre）B细胞表型的主要调节因子，在GC形成过程中有着重要的作用[1]。BCL6的转录抑制需要BCL6的BTB结构域结合包括BCOR和NCOR在内的辅助抑制因子[2]，这种蛋白质相互作用的中断可以缓解BCL6介导的基因抑制。BCL6 的抑制剂和降解剂可在 BCL6 驱动的淋巴瘤细胞系中引起选择性生长抑制，但目前抑制或降解BCL6在淋巴瘤体内的治疗潜力尚未得到彻底测试，仍然需要具有适当药代动力学特性和强亲和力的化合物来进一步验证。FEP（自由能微扰）能够以化学精度计算化合物与靶标的结合自由能，主要用于先导化合物优化阶段。本案例从Owen A. Davis 等人发表的文章中选取6个IC50跨度将近4000倍化合物为例，探究了Hermite® Uni-FEP预测结合亲和力及指导先导化合物优化的能力。
Uni-FEP准确计算化合物与BCL6的结合自由能
· 计算体系
在Owen A. Davis 等人发表的文章中[3]，详细介绍了利用形状互补性的方法对BCL6抑制剂发现及优化的具体流程，并且作者进行了大量生化和生物学实验，对化合物的结合模式以及活性进行了验证。
本文选取了其中几个具有代表性的化合物：7、9a、10、12a、13a和1，使用Uni-FEP快速验证与BCL6（PDB ID：7Q7U）的结合自由能，用以验证利用Uni-FEP计算化合物结合自由能的准确性。
选取的化合物结构如图1所示：
图1 用于Uni-FEP计算的化合物
· 计算过程
Hermite® Uni-FEP提供完整的、自动化的FEP计算流程和结果分析指导，整个流程包括：蛋白准备、配体准备、化合物对齐（支持刚性对齐、柔性对齐、限制性对接）、化合物对的自动Mapping/Perturbation、结果分析。
图2 Uni-FEP构建的微扰图示意图（左）；
配体mapping示意图（右）
ΔGExp为实验ΔG值，ΔGFEP为计算ΔG，单位为kcal/mol
· 计算结果
表 1 为Hermite® Uni-FEP计算ΔG 与实验ΔG 的比较表格。单独分析每个化合物的计算结果和实验结果，从表中可知Uni-FEP预测出活性较好的两个化合物与实验结果保持一致。进一步分析计算ΔG与实验ΔG的相关性（图3），两者之间的相关性R²=0.84，RMSE=1.01 kcal/mol，表明Uni-FEP在BCL6的预测体系中，已经具备较好反映化合物实验亲和力的能力。
表1 Hermite® Uni-FEP计算结果与实验结果比较
图3 FEP计算结果与实验值的相关性
（横坐标为实验值，纵坐标为计算值）
结论
本文利用Hermite®平台的Uni-FEP模块，对BCL6 靶点抑制剂优化过程中具有代表性的一系列化合物进行了自由能计算。结果表明计算的结合自由能与实验值具有较高的相关性，验证了使用Hermite® Uni-FEP能够准确评估化合物与靶点的相对结合自由能，从而指导先导化合物的优化的工作。
附：笔者计算历程（体系准备避坑）
笔者在首次计算时使用BCL6 (PDB:7Q7U)二聚体中的单体，但计算结果较差（ΔG的R²和RMSE分别为0.23和1.35）。经分析后发现两个单体均会与小分子形成非键相互作用（如图4左），在保留二聚体的情况下提交Uni-FEP的计算，发现计算结果显著提高（ΔG的R²和RMSE分别为0.84和1.01）。因此，蛋白体系的准备对FEP的计算也尤为重要。
图4 化合物与BCL6靶点的结合模式
Hermite® Uni-FEP 靶点“探月”计划更多靶点案例，请参考：
❖
❖
❖
❖
❖
❖
❖
❖
❖
参考文献
[1] Basso, K., Dalla-Favera, R. Roles of BCL6 in Normal and Transformed Germinal Center B Cells.Immunol. Rev. 2012, 247, 172 183.
[2] Polo, J. M., Dell Oso, T.,Ranuncolo, S. M, etal. Specific Peptide Interference Reveals BCL6 Transcriptional and Oncogenic Mechanisms in B-Cell Lymphoma Cells. Nat. Med. 2004, 10, 1329 1335.
[3] Owen A. Davis, Kwai-Ming J. Cheung, Alfie Brennan, etal. Optimizing Shape Complementarity Enables the Discovery ofPotent Tricyclic BCL6 Inhibito. J. Med. Chem. 2022 65 (12), 8169-8190.
上下滑动查看更多
关于Hermite® Uni-FEP
Hermite®是深势科技打造的基于AI for Science新范式的新一代药物计算设计平台，致力于为药物研发工作者提供一站式解决方案，满足多种场景的药物研发需求。Uni-FEP是Hermite®最新推出的药物结合自由能计算模块，将自由能微扰理论、分子动力学、增强采样算法与高性能计算相结合，能够以化学精度高效评估蛋白质与配体的结合亲和力，实现工业规模的先导化合物优化。
如何试用
平台地址：hermite.dp.tech
功能体验或加入Hermite®官方交流群，请扫码下方添加平台官方微信：
关于深势科技
深势科技是“AI for Science”科学研究范式的引领者和践行者，致力于运用人工智能和分子模拟算法，结合先进计算手段求解重要科学问题，为人类文明最基础的生物医药、能源、材料和信息科学与工程研究打造新一代微尺度工业设计和仿真平台。
我们开创性地提出了「多尺度建模+机器学习+高性能计算」的革命性科学研究新范式，并推出了Hermite®药物计算设计平台、Bohrium微尺度科学计算云平台等微尺度工业设计基础设施，颠覆了现有研发模式，打造“计算指导实验、实验反馈设计”的全新范式，为药物、材料领域带来极具突破性的计算模拟及设计工具。