Computation-Enabled Structure-Based Discovery of Potent Binders for Small-Molecule Aptamers

适体 计算 计算机科学 小分子 计算生物学 数据科学 纳米技术 化学 数据挖掘 生物 材料科学 算法 遗传学 生物化学
作者
Qingtong Zhou,Zheng Zhang,Ling Gao,Guanyi Li,Yue Zhang,Weili Yang,Yaxue Zhao,Dehua Yang,Ming‐Wei Wang,Zhaofeng Luo,Xiaole Xia
出处
期刊:Journal of Chemical Theory and Computation [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acs.jctc.4c01246
摘要

Aptamers, functional nucleic acids recognized for their high target-binding affinity and specificity, have been extensively employed in biosensors, diagnostics, and therapeutics. Conventional screening methods apply evolutionary pressure to optimize affinity, while counter-selections are used to minimize off-target binding and improve specificity. However, aptamer specificity characterization remains limited to target analogs and experimental controls. A systematic exploration of the chemical space for aptamer-binding chemicals (targets) is crucial for uncovering aptamer versatility and enhancing target specificity in practical applications, a task beyond the scope of experimental approaches. To address this, we employed a high-throughput three-stage structure-based computational framework to identify potent binders for two model aptamers. Our findings revealed that the l-argininamide (L-Arm)-binding aptamer has a 31-fold higher affinity for the retromer chaperone R55 than for L-Arm itself, while guanethidine and ZINC10314005 exhibited comparable affinities to L-Arm. In another case, norfloxacin and difloxacin demonstrated over 10-fold greater affinity for the ochratoxin A (OTA)-binding aptamer OBA3 than OTA, introducing a fresh paradigm in aptamer–target interactions. Furthermore, pocket mutation studies highlighted the potential to tune aptamer specificity, significantly impacting the bindings of L-Arm or norfloxacin. These findings demonstrate the effectiveness of our computational framework in discovering potent aptamer binders, thereby expanding the understanding of aptamer-binding versatility and advancing nucleic acid-targeted drug discovery.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
橙汁摇一摇完成签到 ,获得积分10
7秒前
kanong完成签到,获得积分0
10秒前
科研通AI5应助忧心的雁采纳,获得10
10秒前
科研通AI2S应助默默尔安采纳,获得10
10秒前
小糊涂完成签到 ,获得积分10
10秒前
joeqin完成签到,获得积分10
12秒前
dreamwalk完成签到 ,获得积分10
13秒前
Wen完成签到 ,获得积分10
13秒前
18秒前
藜藜藜在乎你完成签到 ,获得积分10
19秒前
红薯干完成签到,获得积分10
20秒前
沿途东行完成签到 ,获得积分10
21秒前
23秒前
忧心的雁发布了新的文献求助10
24秒前
Cold-Drink-Shop完成签到,获得积分10
27秒前
雪山飞龙发布了新的文献求助10
28秒前
微笑驳回了SciGPT应助
34秒前
35秒前
微卫星不稳定完成签到 ,获得积分10
42秒前
李新光完成签到 ,获得积分10
47秒前
合适的寄灵完成签到 ,获得积分10
47秒前
LeungYM完成签到 ,获得积分10
51秒前
啊啊啊啊宇呀完成签到 ,获得积分10
53秒前
雨前知了完成签到,获得积分10
54秒前
和平完成签到 ,获得积分10
1分钟前
留胡子的曼香完成签到 ,获得积分10
1分钟前
l老王完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zqlxueli完成签到 ,获得积分10
1分钟前
雪山飞龙发布了新的文献求助30
1分钟前
轻松念蕾完成签到,获得积分10
1分钟前
叶问夏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
haochi完成签到,获得积分10
1分钟前
Ava应助Sandy采纳,获得10
1分钟前
为霄完成签到 ,获得积分10
1分钟前
echo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
曾珍完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Wang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
微笑发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Mechanistic Modeling of Gas-Liquid Two-Phase Flow in Pipes 2500
Structural Load Modelling and Combination for Performance and Safety Evaluation 800
Conference Record, IAS Annual Meeting 1977 610
Interest Rate Modeling. Volume 3: Products and Risk Management 600
Interest Rate Modeling. Volume 2: Term Structure Models 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3555826
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3131451
关于积分的说明 9391147
捐赠科研通 2831132
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1556396
邀请新用户注册赠送积分活动 726516
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 715890