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突触小泡糖蛋白2C（synaptic vesicle glycoprotein 2C, SV2C）是一种囊泡蛋白，在基底节多巴胺能神经元中富集，调节多巴胺的储存与释放，其功能紊乱与帕金森病（Parkinson's disease, PD）有关。尽管SV2C与PD之间存在强有力的遗传学和病理学关联，但目前尚无针对SV2C的选择性小分子探针。在此，我们报道了一项人工智能增强的虚拟筛选（virtual screening, VS）与实验研究，起始于一个大型通用商业化化合物库，鉴定出多种新的化学型，这些化合物对SV2C具有低微摩尔亲和力，并且相较于SV2A和SV2B表现出显著选择性。 由于当时尚无全长高分辨率SV2C结构可用，我们以SV2A冷冻电镜结构为模板构建了同源模型，并通过分子动力学（molecular dynamics, MD）和高斯加速分子动力学（Gaussian accelerated MD, GaMD）模拟，对其在游离态以及与已知SV2配体（plosaracetam、levetiracetam、brivaracetam和padsevonil）形成复合物时的构象景观进行了表征。随后，基于卷积神经网络的评分函数（CNN_VS）在一个人工整理的39个配体的SV2A基准集上进行了回顾性验证（与实验pIC50的相关系数r = 0.72），并在多阶段漏斗式流程中应用于596万个Mcule现货化合物。这些化合物在对接和重评分之前，经连续筛选缩减为319万个与中枢神经系统相关的分子。 在94个由VS优先排序的候选化合物中，有71个化合物通过正交的一级实验筛选流程进行了表征。该流程结合了热转移分析（thermal shift assay, TSA）与[3H]-padsevonil闪烁邻近分析（scintillation proximity assay, SPA），随后对关键命中化合物进行了Ki测定和亚型选择性分析。该研究共获得22个活性分子（命中率31%），并自然分为两类：一类化合物表现出与主位点竞争，另一类则不与[3H]-padsevonil表现出主位点竞争。部分竞争性化合物还表现出热稳定化活性。其中，化合物36和56尤其具有吸引力，分别在SV2C上表现出24.6 uM和3.25 uM的Ki值，并且相较于SV2A具有超过10倍的选择性；化合物56相对于SV2B也保持了约12倍的选择性。另一组具有SV2C选择性的命中化合物表现为padsevonil位点竞争者，为后续功能表征以及针对影响多巴胺能信号传导疾病的药物开发提供了一组先导模板。 对接分析提示，这些化合物具有一种共同的结合模式，其锚定依赖于SV2口袋中保守的色氨酸残基。该预测得到了一项尚未发表的SV2A-plosaracetam冷冻电镜结构的独立证实：其结合位点相对于SV2C模型的Cα RMSD为0.76 Å，且色氨酸笼完全保守。腔面结构域与跨膜区域中的细微差异则揭示了亚型选择性背后的结构决定因素。 总体而言，这些结果表明，一个与中等通量生物物理实验紧密整合的人工智能驱动虚拟筛选流程，即使面对结构表征不足的膜蛋白靶点，也能够从通用化学库中获得具有选择性的SV2C结合物。所鉴定的命中化合物为从命中到先导的优化提供了多个起始点，也为探究SV2C生物学及其在PD中的作用提供了工具。
利用人工智能增强虚拟筛选与实验验证发现SV2C的选择性小分子配体 | bioRxiv 跳转到主要内容 首页 关于 投稿 警报 / RSS 搜索此关键词 高级搜索 新结果 利用人工智能增强虚拟筛选与实验验证发现SV2C的选择性小分子配体 查看 ORCID 资料 Alexander C. Brueckner ， 查看 ORCID 资料 Matthew F. Martin ， 查看 ORCID 资料 Sheenam Khuttan ， 查看 ORCID 资料 Benjamin Shields ， 查看 ORCID 资料 Anshumali Mittal ， 查看 ORCID 资料 Jennifer A. Schreiber ， 查看 ORCID 资料 Romelia Salomon-Ferrer ， 查看 ORCID 资料 Andrea Bortolato ， 查看 ORCID 资料 Ali Salahpour ， 查看 ORCID 资料 Meghan L. Bucher ， 查看 ORCID 资料 Jonathan A. Coleman ， 查看 ORCID 资料 Gary W. Miller doi: https://doi.org/10.64898/2026.08.11.744237 Alexander C. Brueckner 1 SandboxAQ，美国加利福尼亚州帕洛阿尔托； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授予bioRxiv永久展示该预印本的许可。 其依据 CC-BY-NC-ND 4.0国际许可协议 提供。
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发表于2026年8月16日。 下载PDF 补充材料 电子邮件
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Alexander C. Brueckner， Matthew F. Martin， Sheenam Khuttan， Benjamin Shields， Anshumali Mittal， Jennifer A. Schreiber， Romelia Salomon-Ferrer， Andrea Bortolato， Ali Salahpour， Meghan L. Bucher， Jonathan A. Coleman， Gary W. Miller
bioRxiv 2026.08.11.744237； doi： https://doi.org/10.64898/2026.08.11.744237
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通过AI增强虚拟筛选与实验验证发现SV2C的选择性小分子配体 Alexander C. Brueckner， Matthew F. Martin， Sheenam Khuttan， Benjamin Shields， Anshumali Mittal， Jennifer A. Schreiber， Romelia Salomon-Ferrer， Andrea Bortolato， Ali Salahpour， Meghan L. Bucher， Jonathan A. Coleman， Gary W. Miller
bioRxiv 2026.08.11.744237； doi： https://doi.org/10.64898/2026.08.11.744237
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🏷️ SV2C 虚拟筛选 小分子配体 帕金森病 分子动力学 选择性探针