Citation: XU Xian-Jin, SU Ji-Guo, LIU Bin, LI Chun-Hua, TAN Jian-Jun, ZHANG Xiao-Yi, CHEN Wei-Zu, WANG Cun-Xin. Reverse Virtual Screening on Persistent Organic Pollutants 4,4’-DDE and CB-153[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(10): 2276-2285. doi: 10.3866/PKU.WHXB201307161
持久性有机污染物4,4’-DDE和CB-153的反向虚拟筛选
持久性有机污染物(POPs)会导致人类和动植物各种疾病的发生, 已经成为一种新的全球性环境问题.研究发现, POPs分子能够特异性地结合到生物体内一些蛋白质受体上, 发挥其致病机制. 本文运用基于分子对接的反向虚拟筛选方法,从蛋白质结构数据库中筛选出配体分子可能的受体蛋白质, 研究了持久性有机污染物4,4'-DDE和CB-153潜在的受体蛋白质. 结合实验信息, 讨论分析了排在前5%的蛋白质受体. 值得注意的是,已知的一些蛋白质受体都排在了虚拟筛选结果的前列. 该研究不仅有助于进一步了解这些有毒污染物分子的致病机制, 还将为设计针对该类污染物分子的生物传感器提供有用的信息.
English
Reverse Virtual Screening on Persistent Organic Pollutants 4,4’-DDE and CB-153
Persistent organic pollutants (POPs) cause various diseases in both human and wildlife and have become a new global environmental problem. The toxic effects of POPs can be induced through their binding to specific proteins in the body. In the present work, a reverse virtual screening method based on molecular docking was used to search for potential protein targets for two POPs, 4,4'-dichlorodiphenyldichloroethane (4, 4'-DDD) and 2,2',4,4',5,5'-hexachlorobiphenyl (CB-153), froma protein structure database. Targets ranked in the top 5%were chosen for analysis using experimental information. All known targets appeared in the top 5% of targets. This study not only increases understanding of the toxic mechanismof POPs, but may also aid the design of novel recognition elements in biosensors.
-
Key words:
-
Persistent organic pollutant
- / Reverse virtual screening
- / Protein target
- / Biosensor
-
-
[1]
(1) Jones, K. C.; de Voogt, P. Environ. Pollut. 1999, 100, 209. doi: 10.1016/S0269-7491(99)00098-6
(1) Jones, K. C.; de Voogt, P. Environ. Pollut. 1999, 100, 209. doi: 10.1016/S0269-7491(99)00098-6
-
[2]
(2) Yu, G.; Niu, J. F.; Huang, J. Persistent Organic Pollutants——a New lbal Environmental Problem; Science Press: Beijing,2005; pp 1-164. [余刚, 牛军峰, 黄俊.持久性有机污染物——新的全球性环境问题. 北京: 科学出版社, 2005: 1-164.](2) Yu, G.; Niu, J. F.; Huang, J. Persistent Organic Pollutants——a New lbal Environmental Problem; Science Press: Beijing,2005; pp 1-164. [余刚, 牛军峰, 黄俊.持久性有机污染物——新的全球性环境问题. 北京: 科学出版社, 2005: 1-164.]
-
[3]
(3) Lohmann, R.; Breivik, K.; Dachs, J.; Muir, D. Environ. Pollut.2007, 150, 150. doi: 10.1016/j.envpol.2007.06.051(3) Lohmann, R.; Breivik, K.; Dachs, J.; Muir, D. Environ. Pollut.2007, 150, 150. doi: 10.1016/j.envpol.2007.06.051
-
[4]
(4) Mandal, P. K. J. Comp. Physiol. B 2005, 175, 221. doi: 10.1007/s00360-005-0483-3(4) Mandal, P. K. J. Comp. Physiol. B 2005, 175, 221. doi: 10.1007/s00360-005-0483-3
-
[5]
(5) Xu, X. J.; Cannistraro, S.; Bizzarri, A. R.; Zeng, Y.; Chen, W.Z.; Wang, C. H. Chem. Res. Chin. Univ. 2013, 29, 299. doi: 10.1007/s40242-013-2384-4(5) Xu, X. J.; Cannistraro, S.; Bizzarri, A. R.; Zeng, Y.; Chen, W.Z.; Wang, C. H. Chem. Res. Chin. Univ. 2013, 29, 299. doi: 10.1007/s40242-013-2384-4
-
[6]
(6) Lintelmann, J.; Katayama, A.; Kurihara, N.; Shore, L.; Wenzel,A. Pure Appl. Chem. 2003, 75, 631. doi: 10.1351/pac200375050631(6) Lintelmann, J.; Katayama, A.; Kurihara, N.; Shore, L.; Wenzel,A. Pure Appl. Chem. 2003, 75, 631. doi: 10.1351/pac200375050631
-
[7]
(7) Vandenberg, L. N.; Colborn, T.; Hayes, T. B.; Heindel, J. J.;Jacobs, D. R.; Lee, D. H.; Shioda, T.; Soto, A. M.; vomSaal, F.S.; Welshons, W. V.; Zoeller, R. T.; Myers, J. P. Endocr. Rev.2012, 33, 378. doi: 10.1210/er.2011-1050(7) Vandenberg, L. N.; Colborn, T.; Hayes, T. B.; Heindel, J. J.;Jacobs, D. R.; Lee, D. H.; Shioda, T.; Soto, A. M.; vomSaal, F.S.; Welshons, W. V.; Zoeller, R. T.; Myers, J. P. Endocr. Rev.2012, 33, 378. doi: 10.1210/er.2011-1050
-
[8]
(8) Luccio-Camelo, D. C.; Prins, G. S. J. Steroid Biochem. 2011,127, 74. doi: 10.1016/j.jsbmb.2011.04.004(8) Luccio-Camelo, D. C.; Prins, G. S. J. Steroid Biochem. 2011,127, 74. doi: 10.1016/j.jsbmb.2011.04.004
-
[9]
(9) Chambers, J. P.; Arulanandam, B. P.; Matta, L. L.; Weis, A.;Valdes, J. J. Curr. Issues Mol. Biol. 2008, 10, 1.(9) Chambers, J. P.; Arulanandam, B. P.; Matta, L. L.; Weis, A.;Valdes, J. J. Curr. Issues Mol. Biol. 2008, 10, 1.
-
[10]
(10) Rodriguez-Mozaz, S.; de Alda, M. J. L.; Barcelo, D. Anal. Bioanal. Chem. 2006, 386, 1025. doi: 10.1007/s00216-006-0574-3(10) Rodriguez-Mozaz, S.; de Alda, M. J. L.; Barcelo, D. Anal. Bioanal. Chem. 2006, 386, 1025. doi: 10.1007/s00216-006-0574-3
-
[11]
(11) Rodriguez-Mozaz, S.; Marco, M. P.; Lopez de Alda, M. J.;Barcelo, D. Anal. Bioanal. Chem. 2004, 378, 588. doi: 10.1007/s00216-003-2385-0(11) Rodriguez-Mozaz, S.; Marco, M. P.; Lopez de Alda, M. J.;Barcelo, D. Anal. Bioanal. Chem. 2004, 378, 588. doi: 10.1007/s00216-003-2385-0
-
[12]
(12) Rognan, D. Mol. Inform. 2010, 29, 176. doi: 10.1002/minf.v29:3(12) Rognan, D. Mol. Inform. 2010, 29, 176. doi: 10.1002/minf.v29:3
-
[13]
(13) Li, H.; Gao, Z.; Kang, L.; Zhang, H.; Yang, K.; Yu, K.; Luo, X.;Zhu, W.; Chen, K.; Shen, J.; Wang, X.; Jiang, H. Nucleic Acids Res. 2006, 34,W219.(13) Li, H.; Gao, Z.; Kang, L.; Zhang, H.; Yang, K.; Yu, K.; Luo, X.;Zhu, W.; Chen, K.; Shen, J.; Wang, X.; Jiang, H. Nucleic Acids Res. 2006, 34,W219.
-
[14]
(14) Li, X. D.; Xu, X. J.; Hu, J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 307.[李旭东,徐筱杰,胡娟.物理化学学报, 2008, 24, 307.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20080221(14) Li, X. D.; Xu, X. J.; Hu, J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 307.[李旭东,徐筱杰,胡娟.物理化学学报, 2008, 24, 307.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20080221
-
[15]
(15) Yang, L.; Luo, H.; Chen, J.; Xing, Q.; He, L. Nucleic Acids Res.2009, 37,W406.(15) Yang, L.; Luo, H.; Chen, J.; Xing, Q.; He, L. Nucleic Acids Res.2009, 37,W406.
-
[16]
(16) Zhang, X. Y.; Liu, B.; He, H. Q.; Yang, D.; Wang, C. X. Acta Phys. -Chim. Sin., 2009, 25, 817. [张小轶,刘斌,何红秋,杨东,王存新. 物理化学学报, 2009, 25, 817.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090505(16) Zhang, X. Y.; Liu, B.; He, H. Q.; Yang, D.; Wang, C. X. Acta Phys. -Chim. Sin., 2009, 25, 817. [张小轶,刘斌,何红秋,杨东,王存新. 物理化学学报, 2009, 25, 817.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090505
-
[17]
(17) Kinnings, S. L.; Jackson, R. M. J. Chem. Inf. Model. 2011, 51,624. doi: 10.1021/ci1003174(17) Kinnings, S. L.; Jackson, R. M. J. Chem. Inf. Model. 2011, 51,624. doi: 10.1021/ci1003174
-
[18]
(18) Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; et al . Gaussian 03,Revision B.05; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2004.(18) Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; et al . Gaussian 03,Revision B.05; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2004.
-
[19]
(19) Kellenberger, E.; Muller, P.; Schalon, C.; Bret, G.; Foata, N.;Rognan, D. J. Chem. Inf. Model. 2006, 46, 717. doi: 10.1021/ci050372x(19) Kellenberger, E.; Muller, P.; Schalon, C.; Bret, G.; Foata, N.;Rognan, D. J. Chem. Inf. Model. 2006, 46, 717. doi: 10.1021/ci050372x
-
[20]
(20) Meslamani, J.; Rognan, D.; Kellenberger, E. Bioinformatics2011, 27, 1324. doi: 10.1093/bioinformatics/btr120(20) Meslamani, J.; Rognan, D.; Kellenberger, E. Bioinformatics2011, 27, 1324. doi: 10.1093/bioinformatics/btr120
-
[21]
(21) Gao, Z.; Li, H.; Zhang, H.; Liu, X.; Kang, L.; Luo, X.; Zhu, W.;Chen, K.; Wang, X.; Jiang, H. BMC Bioinformatics 2008, 9,104. doi: 10.1186/1471-2105-9-104(21) Gao, Z.; Li, H.; Zhang, H.; Liu, X.; Kang, L.; Luo, X.; Zhu, W.;Chen, K.; Wang, X.; Jiang, H. BMC Bioinformatics 2008, 9,104. doi: 10.1186/1471-2105-9-104
-
[22]
(22) Morris, G. M.; Huey, R.; Lindstrom, W.; Sanner, M. F.; Belew,R. K.; odsell, D. S.; Olson, A. J. J. Comput. Chem. 2009, 30,2785. doi: 10.1002/jcc.v30:16(22) Morris, G. M.; Huey, R.; Lindstrom, W.; Sanner, M. F.; Belew,R. K.; odsell, D. S.; Olson, A. J. J. Comput. Chem. 2009, 30,2785. doi: 10.1002/jcc.v30:16
-
[23]
(23) Gasteiger, J.; Marsili, M. Tetrahedron 1980, 36, 3219. doi: 10.1016/0040-4020(80)80168-2(23) Gasteiger, J.; Marsili, M. Tetrahedron 1980, 36, 3219. doi: 10.1016/0040-4020(80)80168-2
-
[24]
(24) Huey, R.; Morris, G. M.; Olson, A. J.; odsell, D. S.J. Comput. Chem. 2007, 28, 1145.(24) Huey, R.; Morris, G. M.; Olson, A. J.; odsell, D. S.J. Comput. Chem. 2007, 28, 1145.
-
[25]
(25) Hauser, R.; Singh, N. P.; Chen, Z.; Pothier, L.; Altshul, L. Hum. Reprod. 2003, 18, 2525. doi: 10.1093/humrep/deg508(25) Hauser, R.; Singh, N. P.; Chen, Z.; Pothier, L.; Altshul, L. Hum. Reprod. 2003, 18, 2525. doi: 10.1093/humrep/deg508
-
[26]
(26) Richthoff, J.; Rylander, L.; Jonsson, B. A.; Akesson, H.;Hagmar, L.; Nilsson-Ehle, P.; Stridsberg, M.; Giwercman, A.Environ. Health Perspect. 2003, 111, 409. doi: 10.1289/ehp.111-a409(26) Richthoff, J.; Rylander, L.; Jonsson, B. A.; Akesson, H.;Hagmar, L.; Nilsson-Ehle, P.; Stridsberg, M.; Giwercman, A.Environ. Health Perspect. 2003, 111, 409. doi: 10.1289/ehp.111-a409
-
[27]
(27) Rignell-Hydbom, A.; Rylander, L.; Giwercman, A.; Jonsson, B.A. G.; Nilsson-Ehle, P.; Hagmar, L. Hum. Reprod. 2004, 19,2066. doi: 10.1093/humrep/deh362(27) Rignell-Hydbom, A.; Rylander, L.; Giwercman, A.; Jonsson, B.A. G.; Nilsson-Ehle, P.; Hagmar, L. Hum. Reprod. 2004, 19,2066. doi: 10.1093/humrep/deh362
-
[28]
(28) Gao, W.; Bohl, C. E.; Dalton, J. T. Chem. Rev. 2005, 105,3352. doi: 10.1021/cr020456u(28) Gao, W.; Bohl, C. E.; Dalton, J. T. Chem. Rev. 2005, 105,3352. doi: 10.1021/cr020456u
-
[29]
(29) Hauser, R.; Chen, Z. Y.; Pothier, L.; Ryan, L.; Altshul, L.Environ. Health Persp. 2003, 111, 1505. doi: 10.1289/ehp.6175(29) Hauser, R.; Chen, Z. Y.; Pothier, L.; Ryan, L.; Altshul, L.Environ. Health Persp. 2003, 111, 1505. doi: 10.1289/ehp.6175
-
[30]
(30) Spano, M.; Toft, G.; Hagmar, L.; Eleuteri, P.; Rescia, M.;Rignell-Hydbom, A.; Tyrkiel, E.; Zvyezday, V.; Bonde, J. P.Inuendo. Hum. Reprod. 2005, 20, 3488. doi: 10.1093/humrep/dei297(30) Spano, M.; Toft, G.; Hagmar, L.; Eleuteri, P.; Rescia, M.;Rignell-Hydbom, A.; Tyrkiel, E.; Zvyezday, V.; Bonde, J. P.Inuendo. Hum. Reprod. 2005, 20, 3488. doi: 10.1093/humrep/dei297
-
[31]
(31) Bjork, C.; Nenonen, H.; Giwercman, A.; Bergman, A.; Rylander,L.; Giwercman, Y. L. Reprod. Toxicol. 2011, 32, 293. doi: 10.1016/j.reprotox.2011.06.075(31) Bjork, C.; Nenonen, H.; Giwercman, A.; Bergman, A.; Rylander,L.; Giwercman, Y. L. Reprod. Toxicol. 2011, 32, 293. doi: 10.1016/j.reprotox.2011.06.075
-
[32]
(32) Hardell, L.; van Bavel, B.; Lindstrom, G.; Carlberg, M.;Dreifaldt, A. C.;Wijkstrom, H.; Starkhammar, H.; Eriksson, M.;Hallquist, A.; Kolmert, T. Environ. Health Persp. 2003, 111, 930.(32) Hardell, L.; van Bavel, B.; Lindstrom, G.; Carlberg, M.;Dreifaldt, A. C.;Wijkstrom, H.; Starkhammar, H.; Eriksson, M.;Hallquist, A.; Kolmert, T. Environ. Health Persp. 2003, 111, 930.
-
[33]
(33) Tiido, T.; Rignell-Hydbom, A.; Jonsson, B. A. G.; Giwercman,Y. L.; Pedersen, H. S.; Wojtyniak, B.; Ludwicki, J. K.; Lesovoy,V.; Zvyezday, V.; Spano, M.; Manicardi, G. C.; Bizzaro, D.;Bonefeld-Jorgensen, E. C.; Toft, G.; Bonde, J. P.; Rylander, L.;Hagmar, L.; Giwercman, A.; Grp, I. Environ. Health Persp.2006, 114, 718.(33) Tiido, T.; Rignell-Hydbom, A.; Jonsson, B. A. G.; Giwercman,Y. L.; Pedersen, H. S.; Wojtyniak, B.; Ludwicki, J. K.; Lesovoy,V.; Zvyezday, V.; Spano, M.; Manicardi, G. C.; Bizzaro, D.;Bonefeld-Jorgensen, E. C.; Toft, G.; Bonde, J. P.; Rylander, L.;Hagmar, L.; Giwercman, A.; Grp, I. Environ. Health Persp.2006, 114, 718.
-
[34]
(34) Wallace, A. C.; Laskowski, R. A.; Thornton, J. M. Protein Eng.1995, 8, 127. doi: 10.1093/protein/8.2.127(34) Wallace, A. C.; Laskowski, R. A.; Thornton, J. M. Protein Eng.1995, 8, 127. doi: 10.1093/protein/8.2.127
-
[35]
(35) Li, E.; Norris, A. W. Annu. Rev. Nutr. 1996, 16, 205. doi: 10.1146/annurev.nu.16.070196.001225(35) Li, E.; Norris, A. W. Annu. Rev. Nutr. 1996, 16, 205. doi: 10.1146/annurev.nu.16.070196.001225
-
[36]
(36) Weinshilboum, R. M.; Otterness, D. M.; Szumlanski, C. L.Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1999, 39, 19. doi: 10.1146/annurev.pharmtox.39.1.19(36) Weinshilboum, R. M.; Otterness, D. M.; Szumlanski, C. L.Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1999, 39, 19. doi: 10.1146/annurev.pharmtox.39.1.19
-
[37]
(37) Binda, C.; Newton-Vinson, P.; Hubalek, F.; Edmondson, D. E.;Mattevi, A. Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 22. doi: 10.1038/nsb732(37) Binda, C.; Newton-Vinson, P.; Hubalek, F.; Edmondson, D. E.;Mattevi, A. Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 22. doi: 10.1038/nsb732
-
[38]
(38) Kitamura, S.; Shimizu, Y.; Shiraga, Y.; Yoshida, M.; Sugihara,K.; Ohta, S. Drug Metab. Dispos. 2002, 30, 113. doi: 10.1124/dmd.30.2.113(38) Kitamura, S.; Shimizu, Y.; Shiraga, Y.; Yoshida, M.; Sugihara,K.; Ohta, S. Drug Metab. Dispos. 2002, 30, 113. doi: 10.1124/dmd.30.2.113
-
[39]
(39) Karmaus, W.; Kuehr, J.; Kruse, H. Arch. Environ. Health 2001,56, 485. doi: 10.1080/00039890109602896(39) Karmaus, W.; Kuehr, J.; Kruse, H. Arch. Environ. Health 2001,56, 485. doi: 10.1080/00039890109602896
-
[40]
(40) Karmaus, W.; Davis, S.; Chen, Q.; Kuehr, J.; Kruse, H. Paediatr. Perinat. Epidemiol. 2003, 17, 212. doi: 10.1046/j.1365-3016.2003.00488.x
(40) Karmaus, W.; Davis, S.; Chen, Q.; Kuehr, J.; Kruse, H. Paediatr. Perinat. Epidemiol. 2003, 17, 212. doi: 10.1046/j.1365-3016.2003.00488.x
-
[1]
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 717
- 文章访问数: 1040
- HTML全文浏览量: 35

下载: