一种基于KAT6A和H3互作筛选治疗牙周炎药物的系统、方法及设备

本发明属于计算机辅助药物筛选，具体地，涉及一种基于kat6a和h3互作筛选治疗牙周炎药物的系统、方法及设备。

背景技术：

1、牙周炎是当今世界第六大疾病，也是我国成年人牙齿丧失的主要原因。据估计，全球约有50%的人患有不同程度的牙周炎，约11亿人患有严重牙周炎。重度牙周炎不仅会影响患者的口颌功能、发音、美观等，也会影响全身健康。目前，临床上治疗重度牙周炎的方法主要包括了牙周再生手术、牙周组织工程、药物辅助治疗等。牙周再生手术主要是指在牙周基础治疗的前提下开展植骨术和引导组织再生(guided tissue regeneration，gtr)。bio-oss骨粉是临床上应用最广泛的骨缺损充填材料。其制备工艺复杂，价格较高，在机体的生物降解率低于人自体牙骨粉，且存在着免疫排斥的风险。由于术式的限制，gtr仅适用于垂直或角形吸收的牙周炎患者，对水平型吸收作用有限。因此，亟需开发一项新技术解决牙周再生手术存在的不足。

2、药物是治疗牙周炎一种重要的手段。药物治疗有着操作简便、价格较低等其他治疗方式无法比拟的优点。然而，受限于牙周组织环境局限、易受龈沟液和唾液冲刷的特点。常规给药方式，如口服给药难以达到牙周炎症部位，且易引发全身症状；局部注射给药在牙周发挥的作用有限。因此，药物治疗目前在临床上仅作为一种辅助治疗手段。如何实现精准给药，提高药物的作用效能和作用时间，是目前亟待解决的问题之一。计算机辅助药物设计(computeraided drug design，cadd)基于计算机的运算和模拟技术，通过学习海量药物数据中蕴含的先验知识，挖掘目标靶点和候选药物之间的相互作用关系，可以从上百万分子中快速遴选出具有类药性的活性药物分子。这极大地降低了筛选候选药物分子的盲目性，提高了研发效率。

技术实现思路

1、鉴于此，为了弥补现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于kat6a和h3互作筛选治疗牙周炎药物的系统、方法及设备。利用计算机辅助药物筛选技术筛选能够用于治疗牙周炎的药物。

2、本发明的第一方面提供了一种基于kat6a和h3的计算机辅助药物筛选方法。

3、进一步地，所述方法包括：

4、获取kat6a蛋白结构、组蛋白h3结构数据；

5、选取所述kat6a蛋白和所述组蛋白h3相互作用形成的复合物的空间结构，确定所述复合物中所述kat6a蛋白和所述组蛋白h3的结合位点作为靶向药物的结合位点；

6、采用计算机辅助筛选药物的方法获得靶向所述结合位点的候选药物。

7、进一步地，所述结合位点为h3k9。

8、进一步地，所述候选药物为能够抑制牙周炎进展的药物。

9、进一步地，所述计算机辅助筛选药物的方法包括：

10、获取所述复合物中所述kat6a蛋白和所述组蛋白h3的结合位点；

11、基于所述复合物中所述kat6a蛋白和所述组蛋白h3的结合位点的空间结构在分子数据库中筛选结构类似的小分子化合物；

12、对筛选得到的功能分子与所述kat6a蛋白或组蛋白h3进行分子对接并打分得到所述功能分子的综合得分，根据所述综合得分进行排序得到候选药物。

13、进一步地，所述功能分子包括小分子化合物、肽类似物、多肽、抗体、蛋白类似物。

14、进一步地，所述小分子化合物包括无机小分子化合物、sirna、shrna、dsrna、微小rna或反义核酸。

15、进一步地，所述复合物中所述kat6a蛋白和所述组蛋白h3的结合位点利用生物信息学预测方法预测得到。

16、进一步地，所述生物信息学预测方法包括分子对接方法、基于序列和结构信息的预测方法或多尺度蛋白质序列结构对比学习方法。

17、进一步地，所述方法还包括对所述候选药物进行抑制结合实验测试，所述候选药物与kat6a蛋白液、h3蛋白液混合后，采用表面等离子共振、生物层干涉、等温滴定量热法中的任意一种或几种方法计算kat6a和h3的结合力在加入所述候选药物后的变化，筛选得到能够抑制kat6a和h3结合的候选药物。

18、本发明的第二方面提供了一种基于kat6a和h3的计算机辅助药物筛选系统。

19、进一步地，所述系统包括：

20、数据获取单元，获取kat6a蛋白、组蛋白h3结构数据；

21、位点确定单元，选取所述kat6a蛋白和所述组蛋白h3相互作用形成的复合物的空间结构，确定所述复合物中所述kat6a蛋白和所述组蛋白h3位点的结合位点作为靶向药物的结合位点；

22、药物筛选单元，采用计算机辅助筛选药物的方法获得靶向所述结合位点的候选药物；

23、进一步地，所述结合位点为h3k9；

24、进一步地，所述候选药物为能够抑制牙周炎进展的药物；

25、进一步地，所述计算机辅助筛选药物的方法包括：

26、获取所述复合物中所述kat6a蛋白和所述组蛋白h3的结合位点；

27、基于所述复合物中所述kat6a蛋白和所述组蛋白h3的结合位点的空间结构在分子数据库中筛选结构类似的小分子化合物；

28、对筛选得到的功能分子与所述kat6a蛋或组蛋白h3进行分子对接并打分得到所述功能分子的综合得分，根据所述综合得分进行排序得到候选药物；

29、进一步地，所述功能分子包括小分子化合物、肽类似物、抗体、多肽、蛋白类似物；

30、进一步地，所述小分子化合物包括无机小分子化合物、sirna、shrna、dsrna、微小rna或反义核酸；

31、进一步地，所述复合物中所述kat6a蛋白和所述组蛋白h3的结合位点利用生物信息学预测方法预测得到；

32、进一步地，所述生物信息学预测方法包括分子对接方法、基于序列和结构信息的预测方法或多尺度蛋白质序列结构对比学习方法；

33、进一步地，所述方法还包括有效性验证单元，所述方法还包括对所述候选药物进行抑制结合实验测试，所述候选药物与kat6a蛋白液、h3蛋白液混合后，采用表面等离子共振、生物层干涉、等温滴定量热法中的任意一种或几种方法计算kat6a和h3的结合力在加入所述候选药物后的变化，筛选得到能够抑制kat6a和h3结合的候选药物。

34、本发明的第三方面提供了一种基于kat6a和h3的计算机辅助药物筛选设备。

35、进一步地，所述设备包括：

36、存储器和处理器，所述存储器用于存储程序指令；所述处理器用于调用程序指令，当程序指令被执行时实现本发明第一方面提供的基于kat6a和h3的计算机辅助药物筛选方法。

37、本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质。

38、进一步地，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面提供的基于kat6a和h3的计算机辅助药物筛选方法。

39、本发明的第五方面提供如下任一种产品：

40、(1)一种复合物，所述复合物由kat6a蛋白和组蛋白h3互相作用形成的；

41、(2)一种根据本发明第一方面提供的基于kat6a和h3的计算机辅助药物筛选方法筛选得到的药物；

42、进一步地，所述药物还包括医学领域内可接受的添加剂。

43、进一步地，所述添加剂包括下列的一种或几种：淀粉、糖粉、甘露醇、淀粉浆、纤维素衍生物、硬脂酸镁、微粉硅胶、滑石粉、明胶、水、乙醇、聚乙二醇类、月桂醇硫酸镁、氢化植物油。

44、本发明的第六方面提供了一种复合物的应用。

45、进一步地，所述复合物为本发明第五方面中所述的kat6a蛋白和组蛋白h3互相作用形成的复合物。

46、进一步地，所述应用包括所述复合物在筛选用于抑制牙周炎发展进程的药物中的应用。

47、本发明具有的优点和有益效果：

48、本发明首次发现wm1119通过抑制kat6a乙酰化组蛋白h3k9从而下调jak/stat1通路，抑制牙周炎症进展这一相互作用关系，基于此，本发明为本领域提供了一种基于kat6a和h3的计算机辅助药物筛选方法、系统、设备以及计算机可读存储介质，本发明为治疗牙周炎的相关新药研发提供了一种高效、准确、快速的筛选方法，在牙周炎的药物治疗提供了一种新的临床思路。