基于计算机辅助水解和蛋白互作网络的珍珠母寡肽作用机制解析

珍珠母蛋白及活性肽是珍珠母发挥疗效的主要成分之一,解析其药效物质及作用机制具有重要研究意义。该研究利用计算机辅助水解和蛋白互作网络等模拟技术,获得珍珠母的活性寡肽成分,预测其潜在的作用靶标并解析珍珠母寡肽的作用机制。通过收集珍珠母的主要珍珠层蛋白序列,采用计算机辅助水解方法进行蛋白的模拟消化水解,构建了包含458条珍珠母水解寡肽的三维结构数据库。随后利用反向找靶技术预测珍珠母寡肽的作用靶点,并通过网络富集技术法对排名前20的关键靶点及其蛋白互作关系进行分析,获得12个功能模块。从系统角度理解各种生物学过程,发现珍珠母寡肽的作用靶点与神经系统相关疾病有密切关系,提示珍珠母寡肽具有能治疗中枢神经类相关疾病的功效。计算机辅助水解方法可以高效地对已知序列结构的珍珠母蛋白进行模拟水解,并结合蛋白互作网络,解析珍珠母寡肽治疗神经类疾病的作用机制。该研究为探讨中药寡肽类药效物质发现及作用机制解析的提供研究思路,为开展寡肽类中药设计研究提供了重要的技术支撑。     

κ阿片受体与拮抗剂作用机制的计算机模拟研究

 目的 构建人κ阿片受体三维结构模型,探讨拮抗剂与受体作用机制。方法 应用同源模建方法构建人κ阿片受体三维结构模型,采用Profile-3D和Ramachandran图验证模型的可靠性。将选择性κ阿片受体拮抗剂5′-GNTI与受体进行分子对接和分子动力学优化,得到拮抗状态κ阿片受体模型。采用AutoDock对接软件将受体与测试集拮抗剂进行分子对接研究。结果 搜寻和分析受体的活性位点,确定合理的κ阿片受体结合口袋。训练集和测试集化合物与受体对接的结合自由能ΔG和实际活性lgK_i之间具有较好的相关性,相关系数为0.779,各类拮抗剂与受体结合的关键氨基酸残基与实验结果基本一致。说明本研究构建的拮抗状态受体模型比较合理。结论 建立了合理的κ阿片受体模型和拮抗状态受体模型,探讨各类拮抗剂与κ阿片受体的作用机制,为设计新型选择性κ阿片受体拮抗剂奠定理论基础。     

基于钾离子通道开放的中药降压成分发现研究

该文以降压靶标膜ATP敏感钾通道(ATP-sensitive potassium channel,KATP)为研究对象,构建其基于配体和基于受体结构的药效团模型,并分别筛选中药化学成分数据库(traditional Chinese medicine database,TCMD),利用分子对接评价筛选结果,发现具有潜在KATP开放作用的中药降压活性成分。其中,基于配体的药效团模型(ligand based pharmacophore,LBP)以对人源KATP具有开放活性的48个化合物为研究对象,利用Hypogen模块进行构建,最优模型由1个氢键受体、1个氢键供体、1个疏水基团、1个芳香环和5个排除体积组成,预测训练集化合物活性相关系数为0.876 4,测试集相关系数为0.705 8,辨识有效性指数N为3.304,综合评价指数CAI为2.616;以KATP同源模建模型(PM0079770)为研究对象,构建基于受体的药效团模型(structure-based pharmacophore,SBP),最优模型具有6个氢键受体、8个氢键供体、7个疏水基团和18个排除体积,辨识有效性指数N为2.200,综合评价指数CAI为2.017。分别用2个最优模型对TCMD数据库进行筛选,对候选化合物进行Lipinski五规则及ADMET性质预测研究,LBP模型命中171个化合物,SBP模型命中178个化合物。利用分子对接技术分别对上述2组潜在中药活性成分进行评价,按照打分值由大到小的排序,分别选取对接pose个数的前3%为潜在活性化合物。得到由LBP模型虚拟筛选得到的10个化合物、由SBP模型虚拟筛选得到的2个化合物,共12个具有潜在KATP开放活性的中药成分。该研究为发现新的KATP开放剂提供了思路。     

计算机辅助药物设计在天然产物多靶点药物研发中的应用

多靶点药物能同时调节多靶点、调节疾病网络的多个环节,在获得较高疗效的同时可降低单靶点引起的毒副作用,是治疗复杂性疾病的理想药物,因此已成为药物研发的主要方向。而天然产物凭借其结构的多样性,较高的多靶点活性和较小的毒副作用等优势,是多靶点药物开发的重要来源。计算机辅助药物设计(computer-aided drug design,CADD)是常用的多靶点药物研发方法,其主要包括虚拟筛选和药效团设计。该文对其进行了系统梳理,探讨了各方法用于天然产物多靶点药物研发的前景与优势。     

基于计算机辅助药物设计探究扶正避瘟方预防新型冠状病毒感染的物质基础及分子机制

目的 从抑制病毒感染不同靶点的选择性、调控机体免疫因子的角度出发,系统研究扶正避瘟方预防新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染的物质基础及分子机制.方法 采用计算机辅助药物设计中的同源模建、分子对接等方法,对扶正避瘟方中各药味的化合物进行基于分子对接的虚拟筛选.运用靶点反向预测及其KEGG通路,分析方中健脾药白术对机...     

基于醛固酮拮抗活性和专利检索的降压中药组方设计

该文从降压靶标醛固酮受体出发,构建其拮抗剂药效团模型,搜索中药化学数据库(traditional Chinese medicines database,TCMD),寻找潜在的中药醛固酮受体拮抗剂,并结合方剂专利检索结果,设计降压中药组方。其中,药效团模型以对人源醛固酮受体具有拮抗活性的33个化合物为研究对象,利用3D-QSAR pharmacophore(Hypogen)模块建立,最优模型由2个氢键受体、3个疏水基团以及4个排除体积组成,预测训练集化合物活性相关系数为0.953 4、测试集相关系数为0.674 8,辨识有效性指数N为2.878、综合评价指数CAI为1.119。采用最优模型对TCMD数据库进行筛选,命中1 700个化学成分,获得86味来源中药材,涉及常用中药24味。由于现有中医经典中未有记载治疗高血压病的用药方案以供参考,故该文利用所得药材在世界传统药物专利数据库(world traditional medicine patent database,WTM)中用于降压的统计结果,针对痰浊中阻型、瘀血阻滞型高血压,探讨了降压组方设计。     

作用于β2-AR高频降压中药成分的虚拟筛选研究

目的:发现治疗高血压的高频应用中药中作用于β2肾上腺素能受体的潜在有效化学成分,对新型药物的研制提供参考。方法:网络检索治疗高血压的高频应用中药的化学成分,并采用基于分子对接的方法筛选出有效成分,然后采用基于配体共同特征的算法合成药效团。结果:构建中药化学小分子数据库1个,包含185种化学成分;筛选出6种有效成分:6'-阿魏酰基长春花苷内酰胺、金合欢素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、芹菜素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、糖脂、16α-羟基齿孔酸、脑苷脂;药效团包含5个药效特征:2个疏水基团、2个氢键给体和1个氢键受体。结论:通过研究筛选的活性成分可能是治疗高血压的有效天然成分,并为治疗高血压和新型药物的研制提供参考。     

基于受体药效团的CETP天然抑制剂的发现研究

胆固醇酯转移蛋白(cholesterol ester transfer protein,CETP)是HDL的重要调控因子,抑制其活性可有效提高HDL的含量。由于HDL通过胆固醇逆向转运对动脉粥样硬化发挥的重要遏制作用,CETP已成为治疗心血管疾病的热门靶点。该文以PDB数据库中编号为4F2A的CETP蛋白结构为研究对象,对其活性区域内的药效特征进行识别、聚类及筛选,建立了基于CETP蛋白结构的受体药效团。最优药效团由6个疏水特征、1个氢键供体特征及9个排除体积组成,其辨识有效性指数N为3.33,综合评价指数CAI为2.31。同时,利用该模型对TCMD进行虚拟筛选,获得来源于315味中药的629个化合物。最后,该研究基于分子对接技术探讨了活性区域的关键氨基酸残基以及中药活性化合物与受体的相互作用,进一步验证了研究结果的可靠性。其中枸杞子、五味子等部分含有潜在活性成分较多的中药已有文献报道确有降脂活性。该研究为从中药中发现CETP抑制剂、探讨中药降脂作用机制提供了数据支撑。     

基于网络药理学的款冬花止咳化痰活性成分靶点探究

目的预测款冬花止咳化痰主要活性成分的作用靶点,探讨其多成分-多靶点-多通路的作用机制。方法采用网络药理学方法针对已报道的款冬花中酚酸类、苯丙素类及倍半萜类主要成分(绿原酸、3,5-二咖啡酰基奎尼酸、3,4-二咖啡酰基奎尼酸、4,5-二咖啡酰基奎尼酸、芦丁、咖啡酸、槲皮素、金丝桃苷、山柰酚、β-谷甾醇、款冬酮、款冬素酯),依据反向药效团匹配方法预测款冬花活性成分靶点。通过Coo LGe N数据库中已批准的止咳化痰药物靶基因的比对筛选,借助MAS 3.0生物分子功能软件进行靶点信息注释,通过Systems Dock Web Site软件将款冬花成分与靶点进行分子对接,采用Cytoscape软件构建款冬花成分-靶点-通路网络。结果网络分析表明款冬花活性成分涉及白细胞介素-2(IL-2)、环氧合酶-2(COX-2)、人核糖核酸酶A3(RNASE3)等18个靶点及信号转导-炎症-能量代谢等相关生物过程和代谢通路。结论款冬花止咳化痰作用体现了中药多成分、多靶点、多途径的作用特点,该研究为深入阐释款冬花止咳化痰作用机制提供科学依据。     

基于药效团模型与正负效应双靶标分子对接策略挖掘TPH1抑制剂相关的中药活性分子

目的基于药效团模型与正负效应双靶标分子对接策略挖掘色氨酸羟化酶1（Tryptophan hydroxylase-1, TPH1）抑制剂相关的中药活性分子。方法搭建药效团模型、类药性筛选、药代动力学预测、双靶标分子对 接、分子动力学模拟于一体的药物筛选平台,从TCM@TAIWAN 数据库中发现新型TPH1 候选抑制剂。结果 命中分子ZINC85626251、ZINC85626260 实验数据均表现出良好的抑制活性及类药性,预测命中分子可有效抑 制胃肠道相关的TPH1 活性,但对中枢神经系统相关TPH2 活性抑制作用较小,并精准预测靶标与命中分子的 结合自由能及相互作用方式。结论整合多种计算机虚拟筛选技术挖掘TPH 抑制剂,从天然产物中挖掘到2 个 缓解肠易激综合征相关痛症的潜在的活性分子ZINC85626251、ZINC85626260。     

黑豆种皮的酚酸类成分研究

目的 研究黑豆Glycine max种皮的化学成分。方法 采用大孔树脂、硅胶、ODS、Sephadex LH-20、Toyopearl HW-40、MCI柱色谱及半制备HPLC等方法进行分离纯化,并通过理化性质和波谱学技术（ESI-MS、¹H-NMR、¹³C-NMR）鉴定化合物的结构。结果 从黑豆皮提取物中分离得到11个化合物,分别鉴定为矢车菊素-3-O-葡萄糖苷（1）、咖啡酸甲酯（2）、3-甲氧基-4, 5-二羟基苯甲酸甲酯（3）、原儿茶酸甲酯（4）、原儿茶酸乙酯（5）、3-甲氧基-4-羟基-苯甲酸（6）、3-甲氧基没食子酸（7）、二氢槲皮素（8）、原儿茶酸（9）、原儿茶酸酐（10）、表儿茶素（11）。结论 化合物2～10为首次从该属植物中分离得到。     

大豆荚的化学成分研究

目的研究大豆Glycine max荚的化学成分。方法利用反复硅胶柱色谱法、Sephadex LH-20凝胶柱色谱法、中压柱色谱及半制备高效液相色谱等方法分离纯化,通过NMR、MS等谱学技术鉴定化合物结构。结果从大豆荚乙醇提取物中分离得到14个化合物,分别鉴定为4,4′-二苯甲烷二氨基甲酸乙酯(1)、2,6-二甲氧基-1,4-对苯醌(2)、杜仲树脂酚(3)、蒲公英萜酮(4)、羽扇豆烯酮(5)、7,3′,4′-三羟基黄酮(6)、考迈斯托醇(7)、3-吲哚甲酸(8)、芹菜素(9)、phaseol(10)、7,4′-二羟基黄酮(11)、豆甾醇(12)、β-谷甾醇(13)、胡萝卜苷(14)。结论化合物1~5为首次从大豆属植物中分离得到,化合物6为首次从该植物中分离得到。     

百脉根细胞亲环素电子克隆和生物信息学分析

目的通过电子克隆技术对百脉根细胞亲环素(cyclophilin)基因进行预测。方法以大豆cyclophilin序列为探针,基于NCBI中百脉根的EST数据库和CAP3在线软件进行序列拼接,利用生物信息学数据库及相关软件对其结构和功能进行预测分析。结果百脉根cyclophilin基因全长1 346 bp,包含771 bp的开放阅读框,编码256个氨基酸,该蛋白为亲水性蛋白。结论为进一步解释基因的分子功能奠定理论及实验基础。     

基于药效团模型的龙血竭潜在降糖活性成分筛选

目的 基于药效团模型筛选龙血竭Resina Draconi潜在降糖活性成分。方法 采用葡萄糖氧化酶法测定龙血竭含药血清对HepG2细胞胰岛素抵抗模型的葡萄糖消耗量。通过液相色谱-质谱联用技术（liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS）鉴定和检索中国知网（CNKI）、Web of Science数据库建立龙血竭的化合物库,通过Discovery Studio的吸收、分布、代谢、排泄、毒性（absorption,distribution,metabolism,excretion,toxicity,ADMET）模块预过滤化合物,通过钠-葡萄糖协同转运蛋白2(sodium-glucose cotransporter 2,SGLT2)、二肽基肽酶4(dipeptidyl peptidase 4,DPP4)药效团模型和分子对接筛选候选有效成分,通过细胞实验验证候选有效成分的降糖活性。结果 与模型组比较,龙血竭含药血清能使胰岛素抵抗的HepG2细胞葡萄糖消耗量显著增加（P<0.05）。经ADMET模块筛选到179个化合物,经最优药效团模型SGL...     

基于毛蕊花糖苷含量分析陈皮和砂仁在熟地黄炮制中的影响性研究

[目的] 针对熟地黄的药性特点，深入研究熟地黄炮制过程中，陈皮与砂仁对其炮制过程中毛蕊花糖苷含量的影响，并建立超高压液相色谱-串联质谱（UPLC-MS）法检测熟地黄中毛蕊花糖苷含量的方法，并根据其含量变化，验证其炮制方法的科学性与合理性，为丰富熟地黄的炮制品种并建立其质量控制标准提供参考。[方法] 参考熟地黄在全国各省市《中药炮制规范》中的炮制方法，采用其中具有临床实用特色的方法，即：陈皮制熟地黄、砂仁制熟地黄（酒蒸法和拌制法），并以2015版《中华人民共和国药典》中熟地黄的质量标准为参照指标，采用UPLC-MS检测技术对其炮制过程中毛蕊花糖苷的含量变化进行研究，并结合性状评分，进行综合评价及统计学分析。[结果] 检测的线性范围为（1~1 000 ng/mL，r=1），其精密度、重复性、稳定性、准确度均较好（RSD<3%）。本实验中炮制后的熟地黄其毛蕊花糖苷的含量均超过药典标准，在炮制过程中当性状达到药典及传统标准时，其毛蕊花糖苷的含量能保持在较高水平，以陈皮制熟地黄后的毛蕊花糖苷含量最高，炮制过程中含量变化最显著。[结论] 陈皮制熟地黄可明显稳定和控制毛蕊花糖苷在熟地黄炮制过程中的下降趋势。这对通过相应的炮制方法，在有效保存熟地黄指标性成分的同时，扩大熟地黄临床使用范围有积极意义。同时UPLC-MS法由于操作简便、速度快、准确度高，可用于熟地黄炮制过程中毛蕊花糖苷含量的检测。     

瓜蒌、红花、川芎和菊花提取物对氧化应激诱导的果蝇肠道免疫的影响

目的研究中药提取物对氧化应激诱导的果蝇肠道免疫功能的影响。方法通过喂食氧化应激物(百草枯和H2O2)后统计果蝇生存率的方法,从50种中药中筛选出具有缓解氧化应激损伤作用的中药。通过分析果蝇寿命、肠道干细胞和成肠细胞数量等,探索中药对果蝇肠道氧化应激损伤的影响。结果瓜蒌、红花、川芎和菊花具有缓解氧化应激损伤的作用,主要表现为提高百草枯和H2O2诱导后果蝇的生存率、延长果蝇寿命、缓解由老化及百草枯诱导的肠道干细胞和成肠细胞数量过多的现象。结论瓜蒌、红花、川芎和菊花提取物对百草枯和H2O2诱导的氧化应激损伤具有很好的缓解和保护作用。     

基于分子对接方法的川芎治疗脑缺血的物质基础及分子机制研究

川芎具有广泛的临床应用,是常用中药之一,但其有效物质及作用机制尚不明确。该研究优选川芎治疗脑缺血的有效成分,并探究其作用机制。选取4个与脑缺血相关的靶蛋白,以对应的上市药物为参照,基于分子对接技术对文献报道的川芎所含45种成分进行联合筛选。结果显示川芎中多个成分与靶点的对接结果优于对应的上市药物,如苯酞类物质,提示可能是川芎治疗脑缺血的主要有效成分。该方法可用于研究中药的物质基础和分子作用机制。     

瓜馥木枝叶中生物碱类化学成分研究

采用硅胶柱色谱、ODS柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱及半制备HPLC等色谱方法对番荔枝科瓜馥木属植物瓜馥木Fissistigma oldhamii中生物碱类化学成分进行了系统的分离与纯化,运用理化分析及NMR、MS等现代波谱学方法对其结构进行鉴定。从瓜馥木枝叶的总生物碱提取物中共分离得到14个生物碱类化合物,分别鉴定为:去甲头花千金藤二酮(1)、巴婆碱(2)、毛叶含笑碱(3)、六驳碱(4)、异紫堇定碱(5)、番荔枝叶碱(6)、甲氧番荔枝碱(7)、N-methylbuxifoline(8)、aristolactam AIIIa(9)、piperumbellactam A(10)、goniopedaline(11)、aristolactam BIII(12)、鹅掌揪碱(13)和salutaridine(14)。其中化合物3~5,8,10,11和14为首次从瓜馥木属植物中分离得到。