Insight into the selective binding mechanism of DNMT1 and DNMT3A inhibitors: a molecular simulation study

DNMT1型 DNA甲基转移酶 分子动力学 甲基转移酶 范德瓦尔斯力 结合位点 化学 自由能微扰 DNA甲基化 计算化学 生物物理学 DNA 生物 生物化学 基因 甲基化 基因表达 分子 有机化学
作者
Tianli Xie,Jie Yu,Weitao Fu,Zhe Wang,Lei Xu,Shan Chang,Ercheng Wang,Feng Zhu,Su Zeng,Yu Kang,Tingjun Hou
出处
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics [Royal Society of Chemistry]
卷期号:21 (24): 12931-12947 被引量:48
标识
DOI:10.1039/c9cp02024a
摘要

DNA methyltransferases (DNMTs), responsible for the regulation of DNA methylation, have been regarded as promising drug targets for cancer therapy. However, high structural conservation of the catalytic domains of DNMTs poses a big challenge to design selective inhibitors for a specific DNMT isoform. In this study, molecular dynamics (MD) simulations, end-point free energy calculations and umbrella sampling (US) simulations were performed to reveal the molecular basis of the binding selectivity of three representative DNMT inhibitors towards DNMT1 and DNMT3A, including SFG (DNMT1 and DNMT3A dual inhibitors), DC-05 (DNMT1 selective inhibitor) and GSKex1 (DNMT3A selective inhibitor). The binding selectivity of the studied inhibitors reported in previous experiments is reproduced by the MD simulation and binding free energy prediction. The simulation results also suggest that the driving force to determine the binding selectivity of the studied inhibitors stems from the difference in the protein-inhibitor van der Waals interactions. Meanwhile, the per-residue free energy decomposition reveals that the contributions from several non-conserved residues in the binding pocket of DNMT1/DNMT3A, especially Val1580/Trp893, Asn1578/Arg891 and Met1169/Val665, are the key factors responsible for the binding selectivity of DNMT inhibitors. In addition, the binding preference of the studied inhibitors was further validated by the potentials of mean force predicted by the US simulations. This study will provide valuable information for the rational design of novel selective inhibitors targeting DNMT1 and DNMT3A.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
夜雨诗意发布了新的文献求助40
1秒前
1秒前
kunkun发布了新的文献求助10
1秒前
甜甜紫槐发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
传奇3应助盛夏如花采纳,获得10
2秒前
2秒前
无情的聪健应助屯屯鱼采纳,获得20
2秒前
lzl发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
田田田田发布了新的文献求助10
3秒前
tph完成签到,获得积分10
3秒前
mianyang发布了新的文献求助20
3秒前
尔刀发布了新的文献求助10
3秒前
sertraline完成签到,获得积分10
4秒前
青争完成签到 ,获得积分10
4秒前
JamesPei应助骑猪看日落采纳,获得10
5秒前
5秒前
zyz完成签到,获得积分20
5秒前
小鱼爱吃肉应助可夫司机采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
吕科伟发布了新的文献求助10
5秒前
烟花应助桃子采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
所所应助tph采纳,获得10
6秒前
6秒前
keyanqianjin发布了新的文献求助10
6秒前
小乔发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
谦让的完成签到,获得积分10
7秒前
无风之旅发布了新的文献求助10
7秒前
小茗同学完成签到,获得积分10
8秒前
敏感初露完成签到,获得积分10
8秒前
orixero应助haibo采纳,获得10
8秒前
8秒前
JamesPei应助nkqxxy采纳,获得10
8秒前
今天看文献了没完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introducing the Learning Sciences 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 800
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7324999
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8940397
关于积分的说明 18957386
捐赠科研通 6981747
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3215544
关于科研通互助平台的介绍 2382813
邀请新用户注册赠送积分活动 2194843