分子对接实验室汇报

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分子对接、CRISPRCas9技术筛选并验证DNA ligase Ⅳ抑制剂

分子对接、CRISPRCas9技术筛选并验证DNA ligase Ⅳ抑制剂

肖红卫.分子对接、CRISPR/Cas9技术筛选并验证DNA ligase IV 抑制剂[J ].湖北农业科学,2021,60(23):177-180.收稿日期:2021-07-12基金项目:湖北省农业科技创新中心项目(2019-620-000-001-20);湖北省农业科学院青年拔尖人才项目(Q2018020);湖北省农业科学院领军人才项目(L2018015);国家自然科学基金项目(31772577);湖南创新型省份建设专项(2019RS1068);重点领域研发计划(2020WK2030);重点实验室开放课题(KLAEMB-2020-01);外国青年人才计划项目(QN20200127002);中国科学院战略性先导科技专项(XDA24030204)作者简介:肖红卫(1979-),男,江苏大丰人,副研究员,硕士,主要从事动物生物技术研究,(电话)159****4615(电子信箱)***********************。

分子对接、CRISPR/Cas9技术筛选并验证DNA ligase IV 抑制剂肖红卫(动物胚胎工程与分子育种湖北重点实验室/湖北省农业科学院畜牧兽医研究所,武汉430064)摘要:为了筛选靶向DNA 连接酶IV 的抑制剂以实现更有效的基因定点插入,采用分子对接技术筛选出与前期研究中靶向DNA 连接酶IV 的抑制剂SCR7作用类似的小分子化合物。

筛选到与化合物库一致的nocodazole 、Fisetin 和Methylene blue 3个小分子化合物,通过用MSTN 基因T11位点序列截断的Firefly Luciferase 荧光素酶报告载体结合CRISPR/Cas9-gRNA-T11载体共转细胞,并结合不同的小分子化合物处理。

结果表明,没有用小分子化合物处理时,萤火虫荧光素酶被截断的位置发生NHEJ 修复,不能得到大量有活性的萤火虫荧光素酶;经过小分子化合物处理,抑制了细胞内的NHEJ ,提高了HDR 效率,能得到大量有活性的萤火虫荧光素酶。

基于网络药理学方法与分子对接技术探究左西孟旦治疗低氧肺动脉高压的作用机制

基于网络药理学方法与分子对接技术探究左西孟旦治疗低氧肺动脉高压的作用机制

基于网络药理学方法与分子对接技术探究左西孟旦治疗低氧肺动脉高压的作用机制张晓丹;谢玉良;高梦丹;袁奥雪;李涵飞;祝田田【期刊名称】《中国药理学通报》【年(卷),期】2024(40)3【摘要】目的通过动物实验探究左西孟旦(levosimendan,LEVO)对低氧肺动脉高压(hypoxic pulmonary hypertension,HPH)的作用,使用网络药理学方法与分子对接技术进一步探索其潜在作用机制。

方法构建HPH大鼠模型,检测右心收缩压及右心重构指数;通过HE、Masson和VG染色分析大鼠肺组织病理学变化。

检索Swiss Target Prediction、DrugBank Online、BatMan、Targetnet、SEA、PharmMapper数据库,筛选药物靶点;从GeneCards、OMIM数据库中检索疾病靶点;确定二者交集靶点后,构建“药物-靶点-疾病”网络;构建蛋白互作网络并筛选出核心靶点;使用DAVID数据库进行GO和KEGG通路富集分析;用AutoDock软件对核心靶点进行分子对接。

结果动物实验结果表明,LEVO对HPH具有明显治疗作用;网络药理学结果显示,SRC、HSP90AA1、MAPK1、PIK3R1、AKT1、HRAS、MAPK14、LCK、EGFR、ESR1等是发挥治疗作用的关键靶点;分子对接显示,LEVO与度值前5的核心靶点均对接良好。

结论LEVO可能通过多靶点发挥对HPH的治疗作用。

【总页数】9页(P565-573)【作者】张晓丹;谢玉良;高梦丹;袁奥雪;李涵飞;祝田田【作者单位】新乡医学院药学院;河南省心血管重构与药物干预国际联合实验室;新乡市心血管重构干预与分子靶向治疗药物研发重点实验室【正文语种】中文【中图分类】R-332;R319;R544;R845.22;R972.4【相关文献】1.基于网络药理学和分子对接技术探讨西红花治疗阿尔茨海默病的潜在作用机制2.基于网络药理学及分子对接技术探讨红花治疗肺动脉高压的作用机制3.基于网络药理学和分子对接方法探究白及治疗糖尿病足作用机制4.基于网络药理学方法和分子对接技术探究六君二陈解毒汤治疗非小细胞肺癌的潜在作用机制5.基于网络药理学及分子对接技术探究三棱-莪术配伍在卵巢癌辅助治疗中的作用机制因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

PPARs泛激动剂设计、分子对接及分子动力学模拟研究

PPARs泛激动剂设计、分子对接及分子动力学模拟研究
第 1 9卷 4期
2 8 2
2 0 1 Biblioteka 年 7月 天 津 医科 大 学 学 报
J o u r n a l o f T i a n j i n Me d i c a l U n i v e r s i t y
Vo I .1 9 .No . 4
J u 1 . 2 O1 3
w i t h 3 b a g s o f p r o t e i n r e c e p t o r l i g a n d s . A n d t h e n ma k e i t c a r r y o n m o l e c u l a r d o c k i n g w i t h t h e P P A R 一 B r e c e p t o r . M o l e c u l a r d y n a m i c s
ma c e u t i c a l R e s e a r c h , T i a n j i n 3 0 0 1 9 3 , C h i n a ) Ab s t r a c t 0b j e c t i v e : T o o b t a i n t h e n e w P P A R p a n a g o n i s t w i t h b e t t e r t r e a t m e n t a n d mi n i m a l s i d e e f f e c t s . Me t h o d s : T h e r e p l a c e m e n t
P P A R 一 0 【 、 B 、 活性位点 区域的氨基酸残基形成 氢键 , 使A F 一 2螺旋稳 定于激 活构 象。 分子动力学模拟 结果表 明模拟过程 中受体 与激动剂复合物体 系是稳 定的。 A D ME预测发现它们体 内的吸收 、 分布、 代谢和排泄情况符合作 为药物的一般特 点。结论 : 得 到 的 8个化合物可 以作 为 P P A R泛激动剂 予以进一步的研 究。 关键词 P P A R s 泛激动剂 ; 分子对接 ; 分子动 力学; A D ME预测

分子对接方法的应用与发展

分子对接方法的应用与发展

分子对接方法的应用与发展分子对接方法是一种重要的生物物理学研究手段,用于研究分子之间的相互作用和识别机制。

该方法的应用范围广泛,涉及到药物发现、食品安全、环境监测等多个领域。

本文将介绍分子对接方法的发展历程、优点和不足,以及在各个领域中的应用场景,以期为相关领域的研究者提供参考和启示。

分子对接方法的发展可以追溯到20世纪90年代初,当时科学家们开始研究分子之间的相互作用和识别机制。

随着计算机技术的不断发展,分子对接方法逐渐成为生物物理学研究的重要工具。

目前,国内外研究者已经开发出了多种分子对接软件和算法,如AutoDock、Dock、FTDock等。

分子对接方法的优点在于其能够较为准确地预测分子之间的相互作用模式和结合亲和力。

同时,该方法还可以用于研究复杂生物体系中的多分子相互作用,从而为药物发现、食品安全、环境监测等领域提供理论支持和实践指导。

然而,分子对接方法也存在一定的不足之处,如对于某些类型的分子对接的精度和可靠性还有待进一步提高。

分子对接方法在药物发现领域中有着广泛的应用。

该方法可以通过预测药物与靶点分子之间的相互作用模式和结合亲和力,为新药研发提供重要的理论支持和实践指导。

例如,研究者可以利用分子对接方法预测候选药物与蛋白质靶点之间的相互作用,从而为药物设计和优化提供依据。

分子对接方法也可以应用于食品安全领域。

例如,可以利用该方法研究食品中添加剂与靶点分子之间的相互作用,从而为食品添加剂的合理使用和监管提供理论支持和实践指导。

在环境监测领域,分子对接方法可以用于研究污染物与生物体内部的靶点分子之间的相互作用,从而为环境污染的预防和治理提供理论依据和实践指导。

例如,可以利用该方法研究重金属离子与生物体中特定蛋白质的相互作用,进而探讨重金属污染的毒理效应和治理策略。

分子对接方法的基本原理是将两个或多个分子通过计算机模拟进行对接,以寻找它们之间最佳的相互作用模式和结合构象。

该方法主要分为自由空间中的对接和约束条件下的对接两种类型。

单体化合物和环糊精分子对接教程

单体化合物和环糊精分子对接教程

单体化合物和环糊精分子对接教程1.引言1.1 概述概述单体化合物和环糊精分子的对接是一种重要的化学方法,可以用于研究分子的结构、性质和相互作用。

单体化合物是指由一个分子构成的化合物,而环糊精是一种特殊的分子,具有中空的环状结构,可以将其他分子通过适应性结合进入其中形成包结合物。

在化学研究中,通过对单体化合物和环糊精分子进行对接,我们可以更好地理解它们之间的相互作用机制。

本篇文章将重点介绍单体化合物和环糊精分子的特点和应用,以及它们的对接方法。

首先,我们将详细介绍单体化合物和环糊精分子的结构和特点,包括它们的物理性质和化学性质。

其次,我们将讨论单体化合物和环糊精分子的应用领域,例如在药物传递、分离技术和环境污染治理等方面的应用。

在对接方法方面,我们将介绍几种常用的对接方法,包括实验室研究中常用的物理方法和计算模拟方法。

物理方法主要包括荧光光谱、核磁共振、质谱等技术,这些技术可以帮助我们确定单体化合物和环糊精分子之间的相互作用方式和结构。

计算模拟方法则是通过计算机模拟技术来预测和分析单体化合物和环糊精分子之间的结合模式和强度。

最后,在结论部分,我们将对本文所介绍的内容进行总结,并展望单体化合物和环糊精分子对接领域的未来发展方向。

我们相信,通过深入研究单体化合物和环糊精分子的对接,将会有助于拓展我们对分子结构和相互作用机制的认识,为化学研究和应用提供更多的可能性。

1.2文章结构文章结构部分的内容应该是对整篇文章的组织和设置进行说明和概述。

可以按照以下方向进行撰写:文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的组织和设置进行说明和概述。

首先,撰写介绍部分,向读者解释本文的目的和意义。

可以提到,单体化合物和环糊精分子的对接方法在现代化学领域具有重要的应用价值和研究意义,深入了解和掌握这些对接方法有助于推动相关领域的研究和发展。

接下来,介绍正文部分的构成和内容。

可以提到,正文部分包括单体化合物和环糊精分子的特点和应用,以及它们之间的对接方法。

基于网络药理学与分子对接探讨兰州软儿梨止咳化痰作用机制

基于网络药理学与分子对接探讨兰州软儿梨止咳化痰作用机制

罗慧英,吴步梅,马天玥,等. 基于网络药理学与分子对接探讨兰州软儿梨止咳化痰作用机制[J]. 食品工业科技,2023,44(23):11−20. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023010103LUO Huiying, WU Bumei, MA Tianyue, et al. Based on Network Pharmacology and Molecular Docking to Discuss the Mechanism of Antitussive and Expectorant Action of Ruanerli[J]. Science and Technology of Food Industry, 2023, 44(23): 11−20. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023010103· 未来食品 ·基于网络药理学与分子对接探讨兰州软儿梨止咳化痰作用机制罗慧英1,2,吴步梅3,马天玥4,张文利3,方彩霞3,魏永波5,陈辅斌6(1.甘肃中医药大学药学院,甘肃兰州 730000;2.甘肃省中药药理与毒理学重点实验室,甘肃兰州 730000;3.兰州市农业科技研究推广中心,甘肃兰州 730000;4.中国药科大学生命科学与技术学院,江苏南京 211198;5.皋兰百璐通瓜果专业合作社,甘肃兰州 730200;6.什川镇农业农村综合服务中心,甘肃兰州 730200)摘 要:采用网络药理学方法预测软儿梨止咳化痰作用及其机制,并采用分子对接和动物实验对预测结果予以验证。

通过文献调研和TCMSP 等数据库筛选得到软儿梨的成分与作用靶点,与GeneCards 数据库中“咳嗽(cough )”和“痰(sputum )”相关的两组基因相映射,得到软儿梨止咳化痰作用的靶点基因。

基于网络药理学和分子对接法探寻达原饮治疗新型冠状病毒肺炎活性化合物的研究

基于网络药理学和分子对接法探寻达原饮治疗新型冠状病毒肺炎活性化合物的研究

基于网络药理学和分子对接法探寻达原饮治疗新型冠状病毒肺炎活性化合物的研究一、本文概述新型冠状病毒肺炎(COVID-19)自爆发以来,已对全球公共卫生造成了严重的影响。

随着疫情的持续,寻找有效治疗策略及药物成为了科研工作的重点。

达原饮,作为一种传统中药方剂,历史悠久,被广泛应用于治疗多种疾病。

近年来,随着网络药理学和分子对接技术的发展,为中药方剂的作用机制研究和药物发现提供了新的视角和方法。

本研究旨在利用网络药理学和分子对接法,深入探索达原饮治疗新型冠状病毒肺炎的潜在活性化合物及其作用机制,以期为疫情防控和治疗提供新的药物候选和理论依据。

本文将首先介绍达原饮的组方、历史应用及其在现代研究中的进展,然后详细阐述网络药理学和分子对接法的基本原理及其在中药研究中的应用。

在此基础上,我们将通过网络药理学分析达原饮中潜在的活性化合物及其与新型冠状病毒肺炎相关的靶点,进而利用分子对接技术验证这些活性化合物与靶点的相互作用。

我们将讨论达原饮治疗新型冠状病毒肺炎的可能作用机制,并总结本研究的成果与不足,为未来的研究提供参考。

二、材料与方法达原饮,一种传统中药方剂,由多种草本植物组成,包括槟榔、厚朴、草果、知母、芍药、黄芩、甘草等。

其活性化合物包括生物碱、黄酮类、皂苷等多种成分。

这些化合物具有抗炎、抗氧化、抗病毒等多种生物活性,是治疗新型冠状病毒肺炎的潜在候选药物。

本研究使用的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)毒株为实验室保存的病毒株。

同时,采用Vero E6细胞系进行病毒复制和感染实验。

实验所需的试剂包括细胞培养基、胎牛血清、胰蛋白酶、DMSO等。

仪器设备包括生物安全柜、细胞培养箱、倒置显微镜、酶标仪、PCR 仪、凝胶成像系统等。

通过网络药理学方法,对达原饮中的活性化合物进行靶点预测和生物网络分析。

利用公共数据库(如TCMSP、STITCH等)获取化合物的靶点信息,结合文献报道和实验验证,筛选出与新型冠状病毒肺炎相关的潜在靶点。

基于光谱法及分子对接技术的猪血红蛋白与儿茶素相互作用研究

基于光谱法及分子对接技术的猪血红蛋白与儿茶素相互作用研究

核农学报2024,38(6):1117~1124Journal of Nuclear Agricultural Sciences基于光谱法及分子对接技术的猪血红蛋白与儿茶素相互作用研究刘丽莉1, 2, 3, 4, *陈卉1郭净芳1张潇丹1苏克楠1于影1(1河南科技大学食品与生物工程学院,河南洛阳471023;2食品加工与安全国家级实验教学示范中心,河南洛阳471023;3河南省食品加工与质量安全控制河南省国际联合实验室,河南洛阳471023;4食品微生物河南省工程技术研究中心,河南洛阳471023)摘要:为增强猪血红蛋白(PHb)结构的稳定性,提高其应用价值,将天然抗氧化剂儿茶素(C)与PHb进行互作,以期稳定PHb的结构。

采用紫外可见光谱、荧光光谱、傅里叶红外光谱和扫描电镜研究C与PHb的相互作用,并通过分子模拟对接技术表征儿茶素-猪血红蛋白复合物(C-PHb)的形貌和结构。

结果表明,添加C前后,PHb的紫外吸收光谱发生明显变化;荧光光谱结果表明,C能有效猝灭PHb内源荧光且为自由发生的静态猝灭,猝灭常数(Kq)为7.5×1010 L·mol-1·s-1,作用力主要为范德华力、氢键和疏水作用力。

同时,相较于PHb,C-PHb的蛋白质二级结构发生改变,表现为β-折叠含量增高,α-螺旋、β-转角和无规卷曲含量降低。

此外,分子对接模型进一步验证了C可与PHb进行相互作用。

综上,C可与PHb互作以稳定其结构。

本研究可为制备具有抗氧化性质的PHb复合物提供理论支持和可行性依据。

关键词:猪血红蛋白;儿茶素;相互作用;光谱法;分子对接DOI:10.11869/j.issn.1000‑8551.2024.06.1117肉类工业中,畜禽活物屠宰过程会产生副产物畜禽血液。

猪血红蛋白(porcine hemoglobin,PHb)是猪血中的主要蛋白质组分,具有丰富的营养价值[1],其抗氧化性、起泡性和乳化性等多种功能特性可应用于食品研究[2]。

基于网络药理学、分子对接和实验验证探讨蛇床子素治疗结直肠肿瘤的作用机制

基于网络药理学、分子对接和实验验证探讨蛇床子素治疗结直肠肿瘤的作用机制

基于网络药理学、分子对接和实验验证探讨蛇床子素治疗结直肠肿瘤的作用机制1. 研究背景和意义结直肠肿瘤是一种常见的消化系统恶性肿瘤,其发病率和死亡率逐年上升,给患者及其家庭带来了巨大的心理和经济负担。

针对结直肠癌的治疗方法主要包括手术、放疗、化疗和靶向治疗等。

由于肿瘤细胞的多变性和复杂性,单一治疗方法往往难以达到理想的治疗效果。

寻找新的有效治疗手段具有重要的临床意义。

网络药理学在药物研发领域取得了显著的成果,为药物发现提供了新的思路。

网络药理学通过分析生物体内药物与靶点之间的相互作用关系,揭示了药物作用机制的内在规律。

分子对接技术作为一种计算机模拟方法,可以预测药物与靶点的结合模式,为药物设计提供理论依据。

实验验证则通过对动物模型进行实验,评价药物的生物学活性,为药物的优化和临床应用提供依据。

蛇床子素(Cnidanolysin)是从中药蛇床子中提取的一种具有抗肿瘤活性的天然化合物。

蛇床子素具有抑制肿瘤细胞生长、诱导肿瘤细胞凋亡、抗氧化等多种生物学活性。

关于蛇床子素治疗结直肠肿瘤的作用机制尚未得到充分阐述,本研究拟采用网络药理学、分子对接和实验验证相结合的方法,探讨蛇床子素治疗结直肠肿瘤的作用机制,为开发新型抗结直肠癌药物提供理论基础和实验依据。

1.1 结直肠肿瘤的概述结直肠肿瘤(Colorectal cancer,CRC)是发生在结肠和直肠的一种恶性肿瘤,占全球癌症死亡率的第三位。

结直肠癌的发生与多种因素有关,如环境因素、遗传因素、饮食习惯等。

随着人们生活水平的提高和生活方式的改变,结直肠癌的发病率逐年上升,给患者及其家庭带来了沉重的负担。

结直肠癌的主要治疗方法包括手术切除、放疗、化疗和靶向治疗等。

由于结直肠癌具有较高的复发率和转移率,因此寻找有效的治疗手段显得尤为重要。

蛇床子素(Cnidanosides)是一种从中药蛇床子中提取的有效成分,具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化等多种药理作用。

研究发现蛇床子素在治疗结直肠肿瘤方面具有一定的潜力,本文将结合网络药理学、分子对接和实验验证的方法,探讨蛇床子素治疗结直肠肿瘤的作用机制,为临床治疗提供理论依据和新的研究方向。

基于网络药理学和分子对接探究山楂治疗高脂血症的作用机制

基于网络药理学和分子对接探究山楂治疗高脂血症的作用机制

㊀基金项目:河北省重点研发计划项目(No.20372507D)作者简介:何明媚ꎬ女ꎬ硕士生ꎬ研究方向:中药分析ꎬE-mail:hmm1260@163.com通信作者:潘海峰ꎬ女ꎬ硕士ꎬ教授ꎬ硕士生导师ꎬ研究方向:中药分析与中药质量控制ꎬTel:0314-2291186ꎬE-mail:phf2301@163.com基于网络药理学和分子对接探究山楂治疗高脂血症的作用机制何明媚ꎬ高静云ꎬ贺美婷ꎬ潘海峰(承德医学院河北省中药研究与开发重点实验室ꎬ河北承德067000)摘要:目的㊀运用网络药理学和分子对接技术探究山楂治疗高脂血症的作用机制ꎮ方法㊀通过HERB㊁ETCM㊁SymMap㊁BATMAN-TCM㊁PubChem㊁SwissTargetPretiction和UniProt数据库以及文献补充获得山楂的有效成分及其对应的靶点ꎮ通过GeneCards㊁OMIM和DAVID数据库收集高脂血症的相关靶点并对交集靶点进行GO和KEGG富集分析ꎮ再利用OpenBabelGUI㊁AutoDockTools-1.5.7软件对主要成分与靶点进行分子对接ꎮ最后通过BioGPS数据库收集高脂血症的组织分布信息ꎬ数据处理后利用Cytoscape3.9.1软件将结果可视化ꎮ结果㊀通过网络药理学分析ꎬ获得69个山楂的有效成分ꎬ其中35个活性成分与山楂治疗高脂血症相关ꎮ成分-疾病靶基因中的188个交集基因在心脏㊁肝脏㊁肺㊁全血㊁骨骼肌㊁前列腺和甲状腺中表达情况良好ꎮ关键靶点有12个ꎬ包括丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT1)㊁肿瘤坏死因子(TNF)和白细胞介素(IL-6)等ꎮKEGG富集分析得到201条通路ꎬ包括脂质和动脉粥样硬化通路㊁流体剪切应力与动脉粥样硬化通路和PI3K-Akt通路等ꎮ分子对接结果显示山楂的主要成分与关键靶点具有良好的结合能力ꎮ结论㊀网络药理学研究表明ꎬ山楂治疗高脂血症是通过多成分-多靶点-多通路共同实现的ꎬ为后期山楂治疗高脂血症的研究提供参考ꎮ关键词:网络药理学ꎻ分子对接ꎻ组织分布ꎻ山楂ꎻ高脂血症中图分类号:R285㊀文献标志码:A㊀文章编号:2095-5375(2024)02-0115-008doi:10.13506/j.cnki.jpr.2024.02.003MechanismofhawthornintreatinghyperlipidemiabasedonnetworkpharmacologyandmoleculardockingHEMingmeiꎬGAOJingyunꎬHEMeitingꎬPANHaifeng(HebeiKeyLaboratoryofStudyandExploitationofChineseMedicineꎬChengdeMedicalUniversityꎬChengde067000ꎬChina)Abstract:Objective㊀Toexplorethemechanismofhawthornintreatinghyperlipidemiabynetworkpharmacologyandmoleculardockingtechnology.Methods㊀TheeffectivecomponentsofhawthornandtheircorrespondingtargetswereobtainedbyHERBꎬETCMꎬSymMapꎬBATMAN-TCMꎬPubChemꎬSwissTargetPretictionꎬUniProtdatabaseandliteraturesup ̄plement.TherelatedtargetsofhyperlipidemiawerecollectedbyGeneCardsꎬOMIMandDAVIDdatabasesꎬandGOandKEGGenrichmentanalysiswereperformedontheintersectiontargets.ThemaincomponentsandtargetsweremolecularlydockedusingOpenBabelGUIandAutoDockTools-1.5.7software.Finallyꎬthetissuedistributioninformationofhyperlipi ̄demiawascollectedthroughtheBioGPSdatabaseꎬandtheresultswerevisualizedbyCytoscape3.9.1softwareafterdataprocessing.Results㊀Throughnetworkpharmacologyanalysisꎬ69activeingredientsofhawthornwereobtainedꎬofwhich35activeingredientswererelatedtohawthorninthetreatmentofhyperlipidemia.The188intersectiongenesofcomponent-dis ̄easetargetgeneswerewellexpressedinheartꎬliverꎬlungꎬwholebloodꎬskeletalmuscleꎬprostateandthyroid.Thereare12keytargetsꎬincludingserine/threonineproteinkinase(AKT1)ꎬtumornecrosisfactor(TNF)andinterleukin(IL-6).KEGGenrichmentanalysisobtained201pathwaysꎬincludinglipidandatherosclerosisꎬfluidshearstressandatherosclerosisꎬandPI3K-Aktpathway.Moleculardockingresultsshowedthatthemaincomponentsofhawthornhadgoodbindingabilitywithkeytargets.Conclusion㊀Networkpharmacologystudieshaveshownthathawthorntreatmentofhyperlipidemiaisachievedthroughmulti-component-multi-target-multi-pathwayꎬprovidingareferenceforthelaterstudyofhawthorntreatmentofhyperlipidemia.Keywords:NetworkpharmacologyꎻMoleculardockingꎻTissuedistributionꎻHawthornꎻHyperlipemia㊀㊀高脂血症(hyperlipidemiaꎬHLP)ꎬ常被称为高血脂ꎬ医学上也称为血脂异常(dyslipidemia)ꎬ通常指血浆中甘油三酯(TG)和(或)总胆固醇(TC)升高ꎬ包括低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)升高和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)降低[1]ꎮHLP分为原发性和继发性两类ꎮ原发性与先天和遗传有关ꎬ是由基因缺陷ꎬ参与脂蛋白转运和代谢的受体㊁酶或载脂蛋白异常ꎬ或由环境或未知因素引起ꎻ继发性多发生于代谢性紊乱疾病(糖尿病㊁高血压等)ꎬ或与年龄㊁饮食㊁精神㊁情绪活动等其他因素有关ꎮ临床上表现为真皮内脂质沉积引起的黄色瘤和脂质在血管内皮沉积引起的动脉硬化ꎮ目前ꎬ现代医学治疗HLP的药物以降低TC和LDL-C为主的有他汀类和树脂类ꎬ以降低TG为主的有贝特类和烟酸类[2-3]ꎮ这几类西药都有一定的降脂作用ꎬ但对于一些不耐受降脂药的患者长期服用后可能会出现肌肉疼痛或肝肾损伤ꎬ甚至死亡ꎮ相比西药ꎬ中药在改善高脂血症方面有一定优势ꎬ中医治疗高血脂的药物如山楂㊁茯苓㊁丹参和泽泻等副作用较小ꎬ对人体的损害相对减少[4-5]ꎮ随着现代医学的进步ꎬ中医中药在调节血脂方面的作用日益突出ꎬ中药治疗高脂血症的研究也备受关注ꎮ山楂(CrataeguspinnatifidaBunge)ꎬ蔷薇科山楂属ꎬ分布于河北㊁山东㊁河南等地ꎮ性味酸甘ꎬ微温ꎮ具有降血脂㊁降血压㊁强心和抗心律不齐等作用ꎬ也是健脾㊁开胃㊁消食㊁活血化痰的良药ꎬ对胸膈脾满㊁血淤㊁闭经等症状有很好的疗效[6]ꎮ山楂中的有效成分有机酸㊁黄酮是其发挥药理作用的重要物质基础ꎬ能抑制肝脏胆固醇的合成ꎬ促进肝脏对血浆中胆固醇的吸收ꎬ从而起到降血脂的作用ꎮ研究发现山楂黄酮可显著降低实验性高血脂动物的TC㊁LDL-C和载脂蛋白的浓度ꎬ显著升高HDL-C和载脂蛋白浓度ꎬ但对TG影响较小ꎮ山楂黄酮还可降低动脉粥样硬化(AS)发生的风险ꎬ起到预防AS的作用[6]ꎮ网络药理学是在系统生物学理论的基础上ꎬ通过网络对生物系统进行分析ꎬ选择特定信号节点进行多靶点药物分子设计的一门新兴学科ꎮ分子对接是通过受体的特征以及受体和药物分子之间相互作用的方式来进行药物设计ꎬ主要研究分子间(如配体和受体)相互作用ꎬ并预测其结合模式和亲合力的一种理论模拟方法[7]ꎮ本文基于网络药理学ꎬ采用分子对接技术探究山楂治疗高脂血症的作用机制ꎬ为后续山楂治疗高脂血症的研究提供参考ꎮ1㊀材料与方法1.1㊀山楂成分的收集和靶点预测㊀以 山楂 或 shanzha 为检索词在HERB㊁ETCM㊁SymMap和BATMAN-TCM等数据库获得山楂所有的化学成分并去重ꎬ再去除同分异构体ꎮ将筛选出的山楂的各个成分输入PubChem数据库获得每个成分的SMILE结构ꎬ导入SwissTargetPretiction数据库ꎬ预测出各个成分对应的靶点ꎮ最后利用UniProt数据库将靶点基因进行标准化[8-9]ꎮ1.2㊀高脂血症靶点的收集㊀以 hyperlipemia 为检索词ꎬ分别在GeneCards和OMIM数据库收集疾病的相关靶点并去重ꎬ通过Uniprot数据库将靶点基因进行标准化[10]ꎮ1.3㊀山楂-高脂血症交集靶点的收集㊀取山楂和高脂血症的共同靶点ꎬ作为山楂治疗HLP的潜在靶点ꎬ利用Venny2.1在线工具绘制韦恩图[11]ꎮ1.4㊀PPI网络的构建与核心靶点的收集㊀将交集靶点导入STRING数据库设置物种为 Homosapi ̄ens ꎬ最低相互作用评分设为0.4ꎬ删除游离节点ꎬ获取PPI网络图ꎬ将其tsv文件导入Cytoscape3.9.1软件ꎮ使用Centiscape2.2插件进行网络拓扑分析ꎬ选取两轮操作均满足大于度中心性 DegreeCentralityꎬDC ㊁接近中心性 ClosenessCentralityꎬCC 和介数中心性 BetweennessCentralityꎬBC 这3个参数的节点作为关键靶点ꎬ构建关键靶点的网络拓扑图ꎮ将准备好的成分-靶点的数据与属性文件导入Cytoscape3.9.1软件ꎬ构建成分-靶点的网络拓扑图[12]ꎮ1.5㊀GO生物过程和KEGG信号通路富集分析㊀将山楂-高脂血症交集基因提交到DAVID数据库ꎬ选择物种为智人 Homosapiens ꎬ进行GO和KEGG富集分析ꎬ获得生物过程(BP)㊁细胞成分(CC)㊁分子功能(MF)和关键信号通路的富集信息ꎬ借助微生信网站绘制相关分析图[13-14]ꎮ1.6㊀分子对接验证㊀将与山楂防治HLP相关的6个活性成分和12个关键靶点进行分子对接ꎮ从PDB㊁PubChem数据库获取受体蛋白和配体的结构文件ꎬ通过阅读相关文献选择合适的受体蛋白ꎬ运用OpenBabelGUI㊁AutoDockTools-1.5.7软件对受体蛋白和小分子配体进行预处理ꎬ获得相应的pdbqt文件ꎬ确定活性口袋位置ꎬ设置对接参数ꎮ运行AutoDockTools-1.5.7软件进行分子对接ꎬ通过PyMOL软件将对接结果可视化ꎬ获得相应的对接结果模式图[15]ꎮ1.7㊀基因在正常人体的组织分布情况㊀通过BioGPS数据库收集山楂-高脂血症靶基因中的188个交集基因在正常人体组织的分布信息ꎬ计算各组织器官表达量的平均值和平均值的中位值ꎬ筛选大于中位值的组织器官ꎬ分析处理数据ꎬ利用Cytoscape3.9.1软件绘制交集基因在与HLP相关组织器官上的分布图[16-17]ꎮ2㊀结果2.1㊀确定山楂有效成分和靶点㊀HERB㊁ETCM㊁SymMap和BATMAN-TCM等数据库中检索到山楂所有的化学成分274个ꎬ去除重复项和同分异构体后ꎬ筛选出有效成分69个(见表1)ꎮ通过PubChem数据库获得各个成分的SMILE结构ꎬ用SwissTarget ̄Pretiction数据库预测出各个成分对应的靶点并将其标准化ꎬ即将蛋白质名称(UniProtKB)统一为基因名ꎬ得到628个与山楂化学成分相关的基因ꎮ表1㊀山楂的有效成分编号英文名成分CID编号英文名成分CIDSZ1quercetin槲皮素5280343SZ36citronellal香茅醛7794SZ2linoleicacid亚油酸5280450SZ37dimethylcamphorate樟脑酸二甲酯348846SZ3chlorogenicacid绿原酸1794427SZ38eriodictyol-7-glucoside圣草酚-7-葡萄糖苷13254473SZ4sucrose蔗糖5988SZ39gamma-decanolactone丙位癸内酯12813SZ5succinicacid丁二酸1110SZ40hexadecanoicacid软脂酸985SZ6citricacid柠檬酸311SZ41linolenicacid亚麻酸5280934SZ7ergosterol麦角甾醇444679SZ42linoleylacetate乙酸亚油酯21159087SZ8ursolicacid熊果酸64945SZ43methylbenzene甲苯1140SZ9hyperin金丝桃苷5281643SZ44methylcyclohexane甲基环己烷7962SZ10dehydroeburicoicacid去氢齿孔酸15250826SZ45methyln-nonylketone甲基正壬基甲酮8163SZ11eburicoicacid齿孔菌酸73402SZ46proscillaridinA海葱次苷A5284613SZ12lanosterol羊毛甾醇246983SZ47rutin芦丁5280805SZ13eburical齿孔醛101596831SZ48ruvoside黄夹次苷丙101650325SZ14eburicodiol齿孔二醇51039599SZ49stearicacid硬脂酸5281SZ15ergosta-4ꎬ6ꎬ8(14)22-tet ̄raen-3-one麦角甾-4ꎬ6ꎬ8(14)ꎬ22-四烯-3-酮6441416SZ50suchilactone苏齐内脂132350840SZ16fomefficinicacidA阿里红酸A11431307SZ51vitexin牡荆素5280441SZ17fomefficinicacidB阿里红酸B11179204SZ52rengyol连翘环己醇363707SZ18fomefficinicacidD阿里红酸D11294682SZ53rengyosideA连翘环己醇苷A10958239SZ19officinalicacid苦白蹄酸10577334SZ54rengyosideB连翘环己醇苷B11045420SZ20propylcyclohexane丙基环己烷15505SZ55citrate柠檬酸盐31348SZ211ꎬ2ꎬ3-trimethylcyclohexane1ꎬ2ꎬ3-三甲基环己烷15507SZ56malicacid苹果酸525SZ221ꎬ2-dimethylbenzene邻二甲苯7237SZ57oxalicacid草酸971SZ231-ethyl-4ꎬ8-dimethoxy-beta-carboline1-乙基-4ꎬ8-二甲氧基-β-咔啉5317243SZ58ethylcyclohexane乙基环己烷15504SZ242ꎬ3ꎬ4-trimethylhexane2ꎬ3ꎬ4-三甲基己烷13533SZ591ꎬ3ꎬ4-trimethyl-3-cyclo ̄hexene-1-carboxaldehyde1ꎬ3ꎬ4-三甲基-3-环己烯-1-甲醛38621SZ253-ethyl-2ꎬ3-dimethyl-pentane3-乙基-2ꎬ3-二甲基戊烷28027SZ601-ethyl-2-methylbenzene1-乙基-2-甲基苯11903SZ262-heptanol2-庚醇10976SZ611-propenyl-cyclohexane1-丙烯基-环己烷316565SZ272-methylcyclopentanone2-甲基环戊酮14265SZ623-methyl-1ꎬ2-cyclopen ̄tanediol3-甲基-1ꎬ2-环戊二醇33945SZ282-methylheptane2-甲基庚烷11594SZ63heptane庚烷8900SZ293ꎬ6ꎬ6-trimethyl-bicyclo(3ꎬ1ꎬ1)hept-2-ene3ꎬ6ꎬ6-三甲基-双环(3ꎬ1ꎬ1)庚-2-烯107349SZ64crategolicacid山楂酸73659SZ303-methylhistidin3-甲基组氨酸565965SZ65creatine肌酸586表1㊀(续)编号英文名成分CID编号英文名成分CIDSZ314-methylcyclohexanone4-甲基环己酮11525SZ66ethyl-2-methylbut-2-eno ̄ate2-甲基-2-丁烯酸乙酯5281163SZ32acetylcholine乙酰胆碱187SZ67methylbenzylether甲基苄基醚10869SZ33butyl-cyclohexane丁基-环己烷15506SZ68vitexin-7-glucoside牡荆素-7-葡萄糖苷101406316SZ34caffeicacid咖啡酸689043SZ69rengydone连翘环己醇酮10725564SZ35caffeicaciddimethylEther咖啡酸二甲醚7175312.2㊀确定高脂血症靶点㊀检索 hyperlipemia ꎬ在GeneCards和OMIM数据库中搜集所有与HLP相关的靶基因ꎬ删除重复基因后得到1552个ꎬ再用Uni ̄Prot数据库将基因标准化ꎮ2.3㊀获得山楂-高脂血症交集靶点及韦恩图㊀1552个HLP靶点与山楂活性成分的628个靶点取交集ꎬ得到188个交集基因即山楂治疗HLP的潜在作用靶点ꎬ使用Venny2.1在线工具绘制成分-疾病靶点韦恩图(见图1)ꎮ图1㊀成分-靶点韦恩图2.4㊀构建PPI网络与核心靶点㊀将188个交集靶点导入STRING数据库ꎬ分析得到PPI蛋白互作网络ꎬ筛选出12个关键靶点ꎬ绘制其网络拓扑图(见图2)ꎮ图中节点代表靶点ꎬ连线表示节点之间的关系ꎬ连线越多靶点关系越密切ꎬ靶点大小随度值大小而变化ꎬ度值越大节点越大ꎬ与山楂治疗HLP的相关性越大ꎬ由关键靶点的网络拓扑图可知AKT1㊁TNF和IL-6等基因可能与治疗HLP高度相关ꎮ将成分-靶点的数据与属性文件导入Cytoscape3.9.1软件ꎬ绘制成分-靶点的网络拓扑图(见图3)ꎬ通过构建PPI网络得到35个化学成分与188个交集靶点有连线ꎬ即这35个成分与治疗HLP有关(见表2)ꎮ图中成分节点随度值大小而改变ꎬ成分的度值越大ꎬ和HLP的关联就越密切ꎬ根据成分-靶点网络拓扑图和表2ꎬ槲皮素㊁亚油酸等可能是山楂治疗HLP的核心成分ꎮ2.5㊀GO生物过程和KEGG信号通路富集分析㊀通过DAVID数据库进行GO和KEGG富集分析ꎮGO分析得到667个生物学过程㊁76个细胞组分和166个分子功能ꎮ根据富集度(enrichmentscore)的数值分别选择前10个生物学过程ꎬ细胞组分和分子功能通图2㊀关键靶点网络拓扑图过微生信网站绘制GOtermBP㊁CC㊁MF三合一柱状图(见图4)ꎮ研究表明ꎬ富集度数值越大该GOterm越易受到实验因素的影响ꎮ生物学过程包括正调控RNA聚合酶Ⅱ启动子转录㊁正调控基因表达和信号转导等方面ꎻ细胞组分有质膜㊁细胞溶质㊁细胞质和细胞核等ꎻ分子功能包括蛋白结合㊁ATP结合和锌离子结合等方面ꎮ结合柱状图可以看出对药物的反应㊁正调控基因表达和蛋白磷酸化等生物学过程ꎬ膜㊁细胞外间隙㊁胞外区和胞外外泌体等细胞组分ꎬRNA聚合酶Ⅱ转录因子活性ꎬ配体激活序列特异性DNA结合㊁酶结合和序列特异性DNA结合等分子功能在各范围内的富集度数值较高ꎬ可能对治疗HLP产生较大影响[3]ꎮKEGG富集分析得到201条通路ꎬ根据P值和Count值选择前20个信号通路通过微生信平台绘制气泡图(见图5)ꎮ研究表明ꎬ-log10(P值)越大ꎬP值越小ꎬ该通路的作用越显著ꎮ结合气泡图ꎬ圆点由绿色向红色过渡ꎬP值逐渐较小ꎬ颜色越红的圆点代表的通路表示该通路在治疗HLP中的作用可能比较明显ꎬ该通路上靶基因富集程度越高ꎮCount值表示在该条通路上富集的基因数ꎬCount越大该通路上富集的基因数越多[18]ꎮ富集显著的通路有脂质和动脉粥样硬化通路(lipidandatherosclerosis)㊁癌症通路(pathwaysincancer)和糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路等ꎮ表2㊀山楂治疗HLP的有效成分编号英文名成分CIDDegreeSZ1quercetin槲皮素528034334SZ2linoleicacid亚油酸528045034SZ3chlorogenicacid绿原酸17944274SZ4sucrose蔗糖59888SZ6citricacid柠檬酸3112SZ7ergosterol麦角甾醇4446791SZ8ursolicacid熊果酸649457SZ9hyperin金丝桃苷52816432SZ10dehydroeburicoicacid去氢齿孔酸152508261SZ11eburicoicacid齿孔菌酸734023SZ12lanosterol羊毛甾醇2469831SZ13eburical齿孔醛1015968311SZ16fomefficinicacidA阿里红酸A114313071SZ17fomefficinicacidB阿里红酸B111792048SZ18fomefficinicacidD阿里红酸D112946825SZ19officinalicacid苦白蹄酸105773349SZ231-ethyl-4ꎬ8-dimethoxy-beta-carboline1-乙基-4ꎬ8-二甲氧基-β-咔啉531724315SZ262-heptanol2-庚醇109762SZ272-methylcyclopentanone2-甲基环戊酮142652SZ314-methylcyclohexanone4-甲基环己酮115251SZ34caffeicacid咖啡酸6890438SZ35caffeicaciddimethylether咖啡酸二甲醚7175315SZ36citronellal香茅醛77941SZ37cimethylcamphorate樟脑酸二甲酯3488462SZ38eriodictyol-7-glucoside圣草酚-7-葡萄糖苷132544732SZ39gamma-decanolactoneγ-癸内酯128139SZ40hexadecanoicacid软脂酸9856SZ45methyln-nonylketone甲基正壬基甲酮81632SZ46proscillaridinA海葱次苷A52846132SZ48ruvoside黄夹次苷丙1016503251SZ49stearicacid硬脂酸52811SZ50suchilactone苏齐内脂1323508403SZ53rengyosideA连翘环己醇苷A109582393SZ54rengyosideB连翘环己醇苷B110454201SZ623-methyl-1ꎬ2-cyclopen ̄tanediol3-甲基-1ꎬ2-环戊二醇339451图3㊀成分-靶点网络拓扑图2.6㊀分子对接验证㊀将山楂的12个关键靶点与治疗HLP的6个主要活性成分进行分子对接ꎬ得到分子对接的最低结合能(见表3)ꎮ研究表明ꎬ低于图4㊀GOtermBP㊁CC㊁MF三合一柱状图图5㊀信号通路气泡图-5.0kcal mol-1的对接亲和力分数是表明化合物与其靶基因之间存在强结合相互作用的标准ꎬ亲和力分数小于-1.2kcal mol-1的分子对接结果表现为良好ꎮ本文的对接结果显示ꎬ除了VEGFA与蔗糖对接结果较差ꎬ结合能小于-1.2kcal mol-1ꎬ其余的配体和受体对接结果良好[13]ꎮ对接结果表明山楂的主要活性成分对治疗HLP的关键靶点有一定的调控作用ꎮ通过PYMOL软件对对接结果进行处理ꎬ得到了分子对接模式图(见图6)ꎬ其中蓝色部分是与氢键连接的氨基酸残基ꎬ旁边数字标注为氨基酸名称ꎬ黄色部分为氢键ꎬ旁边数字标注为氢键长度ꎮ2.7㊀基因在正常人体的组织分布㊀利用Excel和Cytoscape3.9.1软件绘制出山楂-高脂血症的交集基因在人体组织分布图(见图7~8)ꎮ以基因在组织器官中的表达量大于其平均值的一倍中位值为标准ꎬ筛选出心脏㊁肝脏㊁肺㊁全血㊁骨骼肌㊁前列腺㊁甲状腺和肾脏等可能与山楂治疗HLP相关性大的组织器官ꎮ通过柱状图可知ꎬ188个交集基因中有超过135个基因在心脏㊁肝脏㊁肺㊁全血㊁骨骼肌㊁前列腺和甲状腺中ꎬ说明山楂的有效成分可能通过这几个组织器官发挥作用来治疗HLP的ꎮ而肾脏上富集的基因数量较少ꎬ仅有44个ꎬ说明基因在肾脏上的表达情况不是很好ꎮ表3㊀分子对接结果CID编号配体受体PDB编号亲和力/kcal mol-15280343槲皮素(quercetin)EGFR3ika-4.73AKT13o96-5.725280450亚油酸(linoleicacid)PPARG5z5s-4.79ESR15aav-6.07PPARA6kba-6.17IL-61alu-3.96NR3C14udd-6.45284613海葱次苷A(proscillaridinA)MTOR1aue-5.15988蔗糖(sucrose)VEGFA6zfl-0.35HSP90AA13r92-3.375281643金丝桃苷(hyperin)TNF5uui-3.5253172431-乙基-4ꎬ8-二甲氧基-β-咔啉(1-ethyl-4ꎬ8-dimethoxy-beta-carboline)NOS31m9j-6.65图6㊀部分分子对接模式图图7㊀山楂-高脂血症交集基因的组织分布图图8㊀山楂-高脂血症交集基因的组织分布柱状图3㊀讨论与结论本文通过网络药理学和分子对接技术分析了山楂的活性成分ꎬ探究了山楂治疗HLP的靶点蛋白和关键通路之间的联系ꎬ初步探讨了山楂治疗HLP的作用机制ꎮ本文共收集69种山楂的活性成分ꎬ35种与治疗HLP有关ꎬ其中槲皮素㊁亚油酸和阿里红酸等化合物度值较高ꎬ与治疗HLP相关性较大ꎮ槲皮素是一种黄酮类化合物ꎬ具有降血脂㊁抗氧化和抗炎等多种药理作用ꎬ可以降低主动脉和肝脏组织的脂质水平ꎬ降低肝脏中总胆固醇和甘油三酯水平ꎬ能调节血脂代谢ꎬ抑制肝脏脂肪沉积ꎬ从而对HLP起到防治作用[19]ꎮ亚油酸作为一种不饱和酸ꎬ能与胆固醇结合形成酯ꎬ通过降低体脂含量㊁肝脏中低密度脂蛋白㊁极低密度脂蛋白和甘油三酯的水平来治疗HLP[20]ꎮ山楂的有效成分与HLP的188个交集靶点在心脏㊁肝脏㊁肺㊁全血㊁骨骼肌㊁前列腺和甲状腺等组织器官的表达情况良好ꎬ说明山楂治疗HLP可能是通过这几个组织器官发挥作用ꎮ通过PPI网络分析ꎬ筛选出12个治疗HLP的关键靶点ꎬ有白细胞介素(IL-6)㊁肿瘤坏死因子(TNF)㊁苏氨酸/丝氨酸蛋白激酶(AKT1)㊁过氧化物酶体增殖物激活受体的编码基因(PPARG)和内皮一氧化氮合成酶(NOS3)等ꎮ有研究表明ꎬ蛋白激酶(AKT)在许多组织中均有表达ꎬ是PI3K-AKT通路中的关键靶点ꎬAKT1是AKT的一种亚型ꎬ能够参与细胞代谢㊁生长㊁增殖㊁胰岛素信号传导㊁血管生成以及和HLP相关的多种生物学过程[19]ꎻNOS3可以参与精氨酸和脯氨酸的代谢ꎬ催化一氧化氮(NO)的生成ꎬNO作为一种内皮舒张因子ꎬ可使血管舒张ꎬ调节血流ꎬ抑制血管平滑肌细胞增殖ꎬ抑制血小板和白细胞的黏附ꎬ参与多种疾病的病理生理过程[21]ꎮ山楂的有效成分在脂质与动脉粥样硬化形成过程中能够上调AKT1ꎬ协同PI3K(胞内磷脂酰基醇基酶)和NOS3参与细胞凋亡㊁细胞增殖以及血脂调节的过程ꎬ从而发挥治疗HLP的作用ꎮ研究发现ꎬIL-6和TNF为重要的促炎因子ꎬ与HLP密切相关ꎬ它们能够促进脂肪细胞凋亡ꎬ抑制脂肪细胞分化与合成ꎬ刺激脂肪细胞脂质加速分解ꎬ导致胰岛素抵抗ꎬ促进动脉粥样硬化ꎬ增加患HLP的可能[18]ꎻPPARG是脂质代谢调控网络中一类转录因子PPARs的其中一种亚型ꎬ可以通过与特异DNA序列结合调控多种基因的转录ꎬ李涛等[21]研究发现PPARG表达的增加同时还能抑制炎症因子ꎬ在脂质的分解代谢方面尤为重要ꎬ能够促进脂肪细胞摄取脂肪酸ꎬ进而影响脂肪细胞中甘油三酯的生成ꎮ山楂的活性成分能够富集到与IL-6㊁TNF和PPARG等基因相关的通路上ꎬ通过增加PPARG的表达ꎬ激活相应的调控因子ꎬ促进脂质代谢ꎬ降低血脂ꎬ同时下调IL-6和TNFꎬ抑制炎症发生ꎬ调节血脂ꎬ从而达到治疗HLP的目的ꎬ体现了山楂治疗HLP多成分㊁多靶点㊁多通路协同作用的特点ꎬ为后期治疗HLP的临床实验验证提供参考ꎮ参考文献:[1]㊀张依娜ꎬ邹远荣ꎬ乔佳欣ꎬ等.沙棘叶治疗高脂血症的药效物质基础[J].中国实验方剂学杂志ꎬ2022ꎬ28(22):116-122.[2]罗雪霞ꎬ王思敏ꎬ陈紫航ꎬ等.基于网络药理学探讨五苓散防治高脂血症的作用机制[J].包头医学院学报ꎬ2022ꎬ38(7):51-58.[3]刘学贵ꎬ李知明ꎬ刘长风ꎬ等.基于网络药理学探讨山楂叶抗高脂血症的作用机制及初步验证[J].食品工业科技ꎬ2022ꎬ43(12):36-45.[4]赵志滨ꎬ李李ꎬ陈欣燕ꎬ等.基于数据挖掘的中药复方治疗血脂异常的组方规律及作用机制研究[J].中国医药导报ꎬ2021ꎬ18(26):141-146.[5]鞠爱霞ꎬ周育生ꎬ单万亭ꎬ等.泽泻汤对高脂血症模型小鼠CYP450酶亚型的影响[J].药学研究ꎬ2023ꎬ42(12):959-963.[6]王田ꎬ瞿惠燕ꎬ赵丹丹ꎬ等.基于网络药理学探究山楂-虎杖治疗动脉粥样硬化的分子机制[J/OL].世界中医药:1-15.(2022-04-06)[2022-12-24].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.5529.R.20220402.2002.008.ht ̄ml.[7]郝梦ꎬ唐丽薇ꎬ刘宇彤ꎬ等.基于网络药理学和分子对接探究氨杞康口服液治疗高脂血症的作用机制[J].中国医药导刊ꎬ2021ꎬ23(10):736-742.[8]张璋ꎬ张婉晴ꎬ单思.基于网络药理学高脂血症中医药治疗靶点预测[J].江西中医药ꎬ2022ꎬ53(5):55-59. [9]林道斌ꎬ杨华ꎬ程亚伟.基于网络药理学对山楂治疗非酒精性脂肪肝病主要活性成分及潜在靶点分析[J].中国中医基础医学杂志ꎬ2020ꎬ26(12):1787-1794. [10]李阳ꎬ赵天倚ꎬ步洪石ꎬ等.基于网络药理学分析葛根山楂人参颗粒解酒保肝的作用机制[J].特产研究ꎬ2021ꎬ43(6):31-40.[11]WANGHꎬWANGHꎬZHANGJꎬetal.MolecularMechanismofCrataegiFoliumandAlismaRhizomaintheTreatmentofDyslipidemiaBasedonNetworkPharmacologyandMolecularDocking[J].EvidBasedComplementAlternatMedꎬ2022(2022):4891370. [12]张婷ꎬ刘欢欢ꎬ于银萍ꎬ等.基于网络药理学研究三棱和醋三棱治疗高脂血症的机制和物质基础[J].中国中药杂志ꎬ2022ꎬ47(10):2767-2777.[13]DINGJꎬWUJꎬWEIHRꎬetal.ExploringtheMechanismofHawthornLeavesAgainstCoronaryHeartDiseaseUsingNetworkPharmacologyandMolecularDocking[J].FrontCardiovascMedꎬ2022(9):804801.(下转第183页)c64c2d6eb353&type=display.[24]MOORMAN-LIRꎬMOTYCKACAꎬINGELDꎬetal.ReviewofAbuse-DeterrentOpioidsForChronicNonmalignantPain[J].PTꎬ2012ꎬ37(7):412-418.[25]REKHISGꎬSIDWELLR.Abuseresistantpharmaceuticalcompositions:US9132096[P].2015-09-15.[26]ARKENAU-MARICEꎬBARTHOLOMÄUSJꎬKUGELMANNH.Abuse-proofeddosageform:US8075872[P].2011-12-13. [27]RAHMANZꎬZIDANASꎬKORANG-YEBOAHMꎬetalꎬEffectsofexcipientsandcuringprocessontheabusede ̄terrentpropertiesofdirectlycompressedtablets[J].IntJPharmꎬ2017ꎬ517(1/2):303-311.[28]SHAHSMꎬDIFALCOJR.Abuseresistantformsofimme ̄diatereleaseoxycodoneꎬmethodofuseandmethodofmaking:US2015044282[P].2015-02-12.[29]唐晓欢ꎬ孙荣基ꎬ彭澎ꎬ等.羟考酮滥用威慑剂研究进展[J].国际药学研究杂志ꎬ2020ꎬ47(12):1098-1103. [30]RAUCKRL.MitigationofIVAbuseThroughtheUseofA ̄buse-DeterrentOpioidFormulations:AnOverviewofCurrentTechnologies[J].PainPracticeꎬ2019ꎬ19(4):443-454. [31]樊尚 卡伊-迪费斯泰尔ꎬ卡特林 埃里ꎬ约纳坦 培根ꎬ等ꎬ旨在避免非主观误服和非法滥用的抗张性羟考酮片剂:CN101394840B[P].2009-03-25.[32]SOLTANIHꎬPARDAKHTYA.MarketedNewDrugDeliverySystemsforOpioidAgonistsAntagonistsAdminis ̄tration[J].ARapidOverview.AddictHealthꎬ2016ꎬ8(2):115-122.[33]MATTHEWSFꎬBOEHMGꎬTANGLꎬetal.Abuse-deterrentmulti-layerpharmaceuticalcompositioncompri ̄singanopioidantagonistandanopioidagonist:US08158156B2[P].2012-04-17.[34]JONESMRꎬCARNEYMJꎬKAYERJꎬetal.DrugFormula ̄tionAdvancesinExtended-ReleaseMedicationsforPainControl[J].CurrPainHeadacheRepꎬ2016ꎬ20(6):36.[35]LIXꎬSHORTERDꎬKOSTENT.PrescriptionOpioidMis ̄use:EffectiveMethodsforReducingtheEpidemic[J].CurrTreatOptionsPsychꎬ2015(2):122-135.[36]DOBBINSRꎬANDORNCAꎬGRAYFꎬetal.Buprenorphinetotreatrespiratorydepression:US2021393618[P].2021-12-23.[37]王洁ꎬ李军ꎬ苏心怡ꎬ等.阿片类药物的防滥用综述[J].中国生化药物杂志ꎬ2015ꎬ35(7):178-181.[38]SHAHNHꎬPHUAPRADITWꎬDESAIDꎬetal.OverdoseProtectionandAbuseDeterrentImmediateReleaseDrugFormulation:US20190054031A1[P].2019-02-21. [39]王莉ꎬ哈及尼沙ꎬ李凤和.季铵化聚丙烯酸树脂Ⅳ交联型骨架片的制备及防滥用性能考察[J].中国医药工业杂志ꎬ2021ꎬ52(9):1208-1214.[40]ONGJJꎬAWADAꎬMARTORANAAꎬetal.3Dprintedopioidmedicineswithalcohol-resistantandabuse-deterrentproperties[J].IntJPharmꎬ2020(579):119169. [41]DODUJCꎬMONCAYORKꎬDAMAJMIꎬetal.Thecan ̄nabinoidreceptortype1positiveallostericmodulatorZCZ011attenuatesnaloxone-precipitateddiarrheaandweightlossinoxycodone-dependentmice[J].JPharmacolExpTherꎬ2022ꎬ380(1):1-14.[42]TUHINMTHꎬLIANGDPꎬLIUFꎬetal.Peripherallyre ̄strictedtransthyretin-baseddeliverysystemforprobesandtherapeuticsavoidingopioid-relatedsideeffects[J].NatCommunꎬ2022ꎬ13(1):3590.[43]PARKKꎬOTTEA.PreventionofOpioidAbuseandTreat ̄mentofOpioidAddiction:CurrentStatusandFuturePos ̄sibilities[J].AnnuRevBiomedEngꎬ2019(21):61-84. [44]PEACOCKAꎬDEGENHARDTLꎬHORDERNAꎬetal.Methodsandpredictorsoftamperingwithatamper-resist ̄antcontrolled-releaseoxycodoneformulation[J].IntJDrugPolicyꎬ2015ꎬ26(12):1265-1272.(收稿日期:2023-05-23)(上接第121页)[14]ZHANGJYꎬLIANGRXꎬWANGLꎬetal.Effectsandmech ̄anismsofDanshen-Shanzhaherb-pairforatherosclerosistreatmentusingnetworkpharmacologyandexperimentalpharmacology[J].JEthnopharmacolꎬ2019(229):104-114. [15]许泽恭ꎬ祝晨蔯ꎬ周玖瑶ꎬ等.基于网络药理学和分子对接探究罗布麻叶抗高脂血症的作用机制[J].中药新药与临床药理ꎬ2021ꎬ32(8):1154-1163.[16]陆进ꎬ陈传好ꎬ张浩轩.基于ONCOMINE数据库荟萃分析BRCA1基因在肺癌中的表达及意义[J].基因组学与应用生物学ꎬ2020ꎬ39(5):2387-2393.[17]俞鹏ꎬ杨月ꎬ陆进ꎬ等.卵巢癌中ETV4基因高表达对患者预后的临床意义[J].中国临床解剖学杂志ꎬ2019ꎬ37(2):217-222.[18]梁天坚ꎬ李黎明ꎬ李本杰ꎬ等.基于网络药理学分析大柴胡汤治疗高脂血症的作用机制[J].中成药ꎬ2021ꎬ43(6):1645-1652.[19]孙帅玲ꎬ马晓北.基于网络药理学探讨茵陈蒿汤治疗高脂血症作用机制[J].陕西中医ꎬ2021ꎬ42(12):1793-1797. [20]李小迪ꎬ刘艳ꎬ李宁ꎬ等.共轭亚油酸等食物活性成分复配对高脂血症大鼠模型的降血脂作用研究[J].现代预防医学ꎬ2017ꎬ44(13):2344-2346.[21]李涛ꎬ张商傲ꎬ高允海.基于网络药理学探讨加味柴苓汤治疗高脂血症性胰腺炎作用机制[J].辽宁中医药大学学报ꎬ2022ꎬ24(1):67-74.(收稿日期:2022-12-24)。

分子对接技术研究热休克蛋白27与β受体激动剂的相互作用

分子对接技术研究热休克蛋白27与β受体激动剂的相互作用

分子对接技术研究热休克蛋白27与β受体激动剂的相互作用胡梦华;王晶;王方雨;邓瑞广;樊剑鸣【摘要】The molecular docking technology were used to investigate the combining ability of heat shock protein 27 (HSP27) andβ adrenergic receptor agonists and the possibility that heat shock protein 27 be used to detect β adrenergic receptor agonists.Artificially expressed heat shock protein 27 and β2 adrenergic receptor (β2AR)were combined with β adrenergic receptor agonists respectively by molecular docking technology.Based on the results of molecular docking,the differences of their combining ability were compared,and then verified by enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA).The results showed that nine total score of heat shock protein 27 was higher than β2 adrenergic receptor with fifteen small molecule drug s of β adrenergic receptor agonist in molecular docking.Enzyme-linked immunosorbent assay results showed that heat shock protein 27 could be reacted with all three horse radish peroxidase (HRP)-β adrenergic receptor agonists of clenbuterol,fenoterol,ractop amine specifically and the optical density(OD) values obtained were0.685,0525,and 0.662 respectively.The results of enzyme-linked immunosorbent assay are in accordance with the results of molecular docking basically.In this paper,heat shock protein 27 has strong combining ability with β adrenergic agonists,which can be used to detect β adrenergic receptor agonists in all probability.%利用分子对接技术,研究热休克蛋白27 (heat shock protein 27,HSP27)与β受体激动剂类药物的结合能力,探究HSP27用于检测β受体激动剂的可能性.将人工表达的HSP27和β2肾上腺素受体(β2 adrenergic rec eptor,β2 AR)分别与β受体激动剂类药物进行分子对接,比较它们的结合能力的差异性,并对对接结果进行酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)验证.对接结果显示,15种β受体激动剂类药物中有9种药物与HSP27对接的总评分值高于β2AR.ELISA的结果显示,HSP27可以与HRP-克伦特罗、HRP-非诺特罗和HRP-莱克多巴胺特异性结合,OD值分别为0.685、0525、0.662,这与分子对接结果基本一致.结论:HSP27与β肾上腺素受体激动剂类药物具有较强的结合能力,可以用于检测β肾上腺素受体激动剂的可能性较大.【期刊名称】《食品工业科技》【年(卷),期】2018(039)003【总页数】5页(P87-91)【关键词】分子对接技术;热休克蛋白27(HSP27);β2肾上腺素受体;β受体激动剂【作者】胡梦华;王晶;王方雨;邓瑞广;樊剑鸣【作者单位】郑州大学公共卫生学院,河南郑州450001;河南省农业科学院,河南省动物免疫学重点实验室,河南郑州450002;河南省农业科学院,河南省动物免疫学重点实验室,河南郑州450002;河南省农业科学院,河南省动物免疫学重点实验室,河南郑州450002;郑州大学公共卫生学院,河南郑州450001【正文语种】中文【中图分类】TS201.6β受体激动剂在肉类食品的非法添加一直是影响我国居民健康的热点问题之一[1]。

基于网络药理学与分子对接和体外试验探讨车前草治疗肝癌的作用机制

基于网络药理学与分子对接和体外试验探讨车前草治疗肝癌的作用机制

基于网络药理学与分子对接和体外试验探讨车前草治疗肝癌的作用机制一、研究背景和意义随着人类对肝癌的认识不断深入,肝癌的治疗方法也在不断地发展和完善。

车前草作为一种传统的中草药,具有一定的抗肿瘤作用,近年来在国内外的临床和实验研究中得到了广泛关注。

关于车前草治疗肝癌的作用机制尚未完全明确,尤其是在分子水平上的机制尚需进一步探讨。

网络药理学作为现代药物研究的重要方法,可以通过计算机模拟和大数据分析,揭示药物与靶点之间的相互作用规律。

分子对接作为网络药理学的核心技术之一,可以模拟药物与靶点的结合过程,为药物设计提供有力支持。

基于网络药理学与分子对接和体外试验的方法,探讨车前草治疗肝癌的作用机制具有重要的理论和实践意义。

通过网络药理学与分子对接的研究方法,可以揭示车前草中有效成分与肝癌细胞之间的相互作用关系,为车前草的抗肿瘤活性提供理论依据。

通过对车前草提取物进行体外试验,可以验证其对肝癌细胞的抑制作用,为车前草的治疗肝癌提供实验数据支持。

通过系统评价和综合分析,可以为车前草的临床应用提供科学依据,促进其在肝癌治疗领域的推广和应用。

1. 肝癌的流行病学和危害性肝癌是一种恶性肿瘤,具有较高的发病率和死亡率。

根据世界卫生组织(WHO)的数据,全球每年约有840,000人被诊断出患有肝癌,其中约680,000人因此死亡。

肝癌的高发地区主要集中在亚洲、非洲和南美洲等地区,尤其是中国、印度和巴西等国家。

肝癌的发病原因复杂,包括病毒感染(如乙型肝炎病毒和丙型肝炎病毒)、饮酒、脂肪肝、长期暴露于有毒化学物质和遗传因素等多种因素。

肝癌的危害性主要体现在其早期症状不明显,容易被忽视,导致患者在发现时已经处于晚期,从而影响治疗效果和生存质量。

肝癌的治疗成本较高,给患者及其家庭带来沉重的经济负担。

肝癌的防治工作具有重要的公共卫生意义和社会价值。

2. 车前草在中药中的应用及药理作用车前草(Plantago asiatica L.)是一种常见的中草药,具有广泛的应用。

[医疗药品管控]分子对接技术与共有药效基团比对法

[医疗药品管控]分子对接技术与共有药效基团比对法

(医疗药品管理)分子对接技术与共有药效基团比对法分子对接技术和共有药效基团比对法——壹种发现多靶点药物的策略[前言]:相信大家壹定知道举世闻名的瑞士军刀,这种小小的工具因为其多功能性而深受喜爱.多年来,科学界也壹直于致力于研究药物界的“瑞士军刀”,壹种能影响多个靶点的药物。

这样的研究是壹项打破传统的勇敢尝试,本文作者使用了壹种将分子对接技术和共有药效基团比对法相结合的策略成功发现了壹种能同时抑制LTA4H-h及hnps-PLA2俩种炎症反应关联酶的化合物,为多靶点药物的研究带来了壹线曙光。

【设计多靶点药物的意义】现代医学研究越来越表明,引起疾病的机制且非想象中的那么简单。

身体机能的正常运行依赖于壹个复杂而精确的生物效应网络,至今为止的大部分医学理论均认为疾病是由效应网络中某个节点出现问题而引起的,正是依据这壹思想,目前大多数药物研究均把精力耗费于了单壹靶点药物的研究上。

可是,有越来越多的证据显示,疾病往往是由于多个节点出现问题而产生的。

如果药物的开发始终禁锢于单壹靶点的研究上,我们依然会于相当长的壹段时间内对癌症、抑郁症等复杂疾病束手无策。

另壹方面,壹些刚上市时具有良好效果的单壹靶点药物正面临着耐药性不断增加的问题,这壹点且不奇怪,因为针对单壹靶点的长期用药必然会激发机体对药物效应产生代偿机制。

为了解决之上俩点问题,医学界不得不采取多药联用的手段来达到最佳的治疗效果,可是这又带来了新的不安全因素——药物相互作用带来的危险。

临床药理学的研究显示,多药合用将大大增加ADR的发生率,但由于多靶点药物的缺乏,病人只得承受这样的风险,有时甚至明知俩药合用会产生毒性,例如治疗结核病时使用的异烟肼和利福平,于权衡利弊后也只能照用,医务人员所能做的只是加强监测,尽可能的降低风险。

要解决上述这些问题,设计出多靶点药物无疑是壹个重要的思路。

【传统多靶点药物设计方法的局限性】传统的多靶点药物设计方法主要有三种:偶然发现、活性单靶点化合物的结合以及利用高通量筛选进行“海选”。

基于网络药理学与分子对接探讨喜炎平注射液防治急性肺损伤的机制

基于网络药理学与分子对接探讨喜炎平注射液防治急性肺损伤的机制

基于网络药理学与分子对接探讨喜炎平注射液防治急性肺损伤的机制聂绍燕;范苏苏;朱钰珊;彭学容;王应霞;张旋【期刊名称】《中国药理学通报》【年(卷),期】2024(40)6【摘要】目的探讨喜炎平注射液对脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的小鼠急性肺损伤(acute lung injury,ALI)的防治作用及机制。

方法在LPS诱导的ALI小鼠模型中,通过观察肺组织病理学指标评价喜炎平注射液的防治作用;网络药理学和分子对接方法探讨其作用机制;Western blot方法验证预测的靶蛋白。

结果喜炎平注射液能改善ALI小鼠肺组织病理损伤,减轻炎症反应。

喜炎平注射液主要活性成分4个:14-deoxy-11-oxo-andrographolide、14-deoxyandrographolide、14-deoxy-12-methoxyandrographolide、andrographolide-19-β-D-glucoside,获得药物靶点288个,ALI相关靶点4960个,交集基因192个。

喜炎平的10个核心靶点为STAT3、EGFR、PIK3R1、MAPK1、PIK3CA、NFKB1、ESR1、MAPK8、JAK2、FYN。

GO富集获得BP 310个、CC 65个、MF 80个。

KEGG 通路富集发现ALI相关通路141条,排名前20的有MAPK、TNF-α、VEGF、cAMP、mTOR、AMPK、NOD、JAK-STAT、IL-17、NF-κB等。

分子对接发现MAPK1、MAPK8、NFKB1与活性成分14-deoxy-12-methoxyandrographolide、14-deoxyandrographolide结合作用较强。

Western blot发现喜炎平注射液可明显下调ALI小鼠肺部p38、JNK、ERKl/2、NF-κB p65蛋白表达。

结论喜炎平注射液对ALI有一定防治作用,机制与调节MAPK和NF-κB信号通路有关。

基于系统生物学和分子对接探讨益肾固胎颗粒治疗复发性流产的作用机制

基于系统生物学和分子对接探讨益肾固胎颗粒治疗复发性流产的作用机制

网络药理学研究 基于系统生物学和分子对接探讨益肾固胎颗粒治疗复发性流产的作用机制钱艳平1,陈 茁1,詹兴秀1,牛红萍2,万茜茜1,姜丽娟1(1.云南省中医医院/云南中医药大学第一附属医院,云南昆明650021;2.云南中医药大学,云南昆明650500) [基于系统生物学和分子对接探讨益肾固胎颗粒治疗复发性流产(RSA )的作用机制。

通过TCMSP 和BATMAN -TCM 数据库获取益肾固胎颗粒有效成分靶基因,以GeneCards 和OMIM 数据库获取与RSA 相关的靶基因,进行韦恩分析,获得疾病-药物交集靶点。

利用Cytoscape3.8.2软件及STRING 数据库分析药物和疾病相关靶点之间的关系,分别构建D -A -T 网络及PPI 网络图;将数据上传DAVID 数据库,进行GO 功能富集分析和KEGG 通路富集分析;运用AutoDockTools 1.5.6和PyMOL 软件对益肾固胎颗粒主要活性成分及关键靶基因进行分子对接。

包含11味中药的益肾固胎颗粒,共检索到161个有效活性成分,1101个靶点,与RSA的交集靶点346个,涉及的核心靶点10个,主要作用于AGE -RAGE 、HCMV 、癌症中的蛋白聚糖、PI3K -AktMAPK 、IL -17等20条信号通路。

分子对接显示,主要有效成分与核心靶点的结合能力好通过网络药理学揭示出了益肾固胎颗粒通过“多靶点、多通路”治疗RSA 的特点。

[关键词] 网络药理学;分子对接;益肾固胎颗粒;复发性流产;作用机制doi :10.3969/j.issn.1008-8849.2024.02.014[中图分类号] R714.21 [文献标识码] B [文章编号] 1008-8849(2024)02-0222-09[通信作者] 姜丽娟,E -mail :jianglijuan825@ [基金项目] 国家自然科学基金资助项目(82060882);云南省科技厅生物医药重大科技专项(202102AA100008);云南中医药大学校院联合基金(YXLH202105);云南省“万人计划”名医专项-姜丽娟〔云财社(2019)70号〕 根据最新的欧洲人类生殖与胚胎学会指南规定,与同一性伴侣发生连续2次或2次以上妊娠24周前的胎儿丢失,定义为复发性流产(recurrentspontaneous abortion,RSA)[1],中医称其为“滑胎”。

基于网络药理学方法与分子对接技术探究左西孟旦治疗低氧肺动脉高压的作用机制

基于网络药理学方法与分子对接技术探究左西孟旦治疗低氧肺动脉高压的作用机制

网络出版时间:2024-03-0915:51:47 网络出版地址:https://link.cnki.net/urlid/34.1086.R.20240306.1727.048基于网络药理学方法与分子对接技术探究左西孟旦治疗低氧肺动脉高压的作用机制张晓丹1,2,3,谢玉良1,2,3,高梦丹1,2,3,袁奥雪1,2,3,李涵飞1,2,3,祝田田1,2,3(1.新乡医学院药学院,2.河南省心血管重构与药物干预国际联合实验室,3.新乡市心血管重构干预与分子靶向治疗药物研发重点实验室,河南新乡 453003)收稿日期:2023-11-30,修回日期:2024-01-31基金项目:国家自然科学基金资助项目(No81800051);河南省科技发展计划项目(No212102310319)作者简介:张晓丹(2001-),女,本科,研究方向:心血管药理学,E mail:zhangxd0312@163.com;祝田田(1992-),女,博士,副教授,硕士生导师,研究方向:心血管药理学,通信作者,E mail:zhutt@xxmu.edu.cndoi:10.12360/CPB202306093文献标识码:A文章编号:1001-1978(2024)03-0565-09中国图书分类号:R 332;R319;R544;R845 22;R972 4摘要:目的 通过动物实验探究左西孟旦(levosimendan,LE VO)对低氧肺动脉高压(hypoxicpulmonaryhypertension,HPH)的作用,使用网络药理学方法与分子对接技术进一步探索其潜在作用机制。

方法 构建HPH大鼠模型,检测右心收缩压及右心重构指数;通过HE、Masson和VG染色分析大鼠肺组织病理学变化。

检索SwissTargetPrediction、Drug BankOnline、BatMan、Targetnet、SEA、PharmMapper数据库,筛选药物靶点;从GeneCards、OMIM数据库中检索疾病靶点;确定二者交集靶点后,构建“药物-靶点-疾病”网络;构建蛋白互作网络并筛选出核心靶点;使用DAVID数据库进行GO和KEGG通路富集分析;用AutoDock软件对核心靶点进行分子对接。

青蒿素类药物与血红蛋白的分子对接及分子动力学模拟研究

青蒿素类药物与血红蛋白的分子对接及分子动力学模拟研究

* 论著 *青蒿素类药物与血红蛋白的分子对接及分子动力学模拟研究闫斌1,2,韩丽红1,21.莆田学院基础医学院,福建莆田351100;2.莆田学院肿瘤转化医学福建省高校重点实验室,福建莆田351100摘要目的研究血红蛋白与青蒿素系列药物的作用机制,开展青蒿素类药物与血红蛋白的分子对接及分子动力学模拟研究。

方法以血红蛋白的晶体结构为基础,借助分子对接的手段分别构建了血红蛋白-青蒿素、血红蛋白-蒿甲醚、血红蛋白-二氢青蒿素的复合物结构模型,并开展了分子动力学模拟的研究。

结果蒿甲醚、二氢青蒿素、青蒿素绝对结合能分别为16.98 kcal/mol、32.28 kcal/mol、40.75 kcal/mol。

蒿甲醚结合能力最强(-34.41 kcal/mol),二氢青蒿素(-24.50 kcal/mol)其次,青蒿素(-14.51 kcal/mol)结合能力最差。

对于蒿甲醚体系来说,范德华力(-42.01 kcal/mol)是结合中最重要的作用力,但是对于二氢青蒿素和青蒿素体系来说,它们的结合力是由范德华力、静电力和极性溶剂作用共同决定的,二氢青蒿素的静电力(-27.80 kcal/mol)要强于青蒿素的静电力(-11.23 kcal/mol)和蒿甲醚的静电力(-11.01 kcal/mol)。

血红蛋白与蒿甲醚存在重要作用的残基数量要多于二氢青蒿素和青蒿素体系。

结论 3种药物与血红蛋白的结合能力强弱顺序是蒿甲醚>二氢青蒿素>青蒿素。

由于蒿甲醚与血红蛋白有着很强的疏水相互作用,导致二者结合能力最强。

关键词青蒿素;二氢青蒿素;蒿甲醚;血红蛋白;分子对接中图分类号R4文献标志码A doi10.11966/j.issn.2095-994X.2023.09.04.09Molecular Docking and Molecular Dynamics Simulation of Artemisinin-like Drugs and HemoglobinYAN Bin1,2, HAN Lihong1,21. School of Basic Medicine, Putian University, Putian, Fujian Province, 351100 China;2. Fujian Key Laboratory of Tumor Translational Medicine, Putian University, Putian, Fujian Province, 351100 ChinaAbstract Objective To study the mechanism of action between hemoglobin and artemisinin series drugs, and to carry out molecular docking and molecular dynamics simulation research of artemisinin drugs and hemoglobin. Methods Based on the crystal structure of hemoglobin, the complex structure models of hemoglobin-artemisinin, hemoglobin-artemisinin and hemoglobin-dihydroartemisinin were constructed by means of molecular docking, and the molecular dynamics simulation was carried out. Results The absolute binding energy of artemisinin, di⁃hydroartemisinin and artemisinin were 16.98 kcal/mol, 32.28 kcal/mol and 40.75 kcal/mol, respectively. The binding ability of artemisinin (-34.41 kcal/mol) was the highest, followed by dihydroartemisinin (-24.50 kcal/mol), and artemisinin (-14.51 kcal/mol) was the worst. The van der Waals force (-42.01 kcal/mol) is the most important binding force for arteether systems, but for dihydroartemisinin and artemisinin systems, their binding force is determined by van der Waals force, electrostatic force and polar solvent action. The electrostatic force of dihy⁃droartemisinin (-27.80 kcal/mol) was stronger than that of artemisinin (-11.23 kcal/mol) and artem (-11.01 kcal/mol). The number of residues that have important effects on hemoglobin and artemisinin is more than that of dihydroartemisinin and artemisinin system. Conclusion The收稿日期:2023-02-03;修回日期:2023-02-23基金项目:福建省卫生健康科研人才培养项目(2019-ZQNB-18);福建省自然科学基金项目(2020J01920);莆田市科技计划项目(2020SP004);莆田学院引进人才科研基金项目(2018091)。

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虚拟筛选的效率
例:蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B (PTP1B)抑制剂的収现 经虚拟筛选,再作生物学测试, 虚拟筛选的命中率比随机的高 通量筛选提高1,700倍
虚拟筛选技术的分类
根据靶点的结构知识 基于靶点结构的虚拟筛选 分子对接 基于配体相似性的虚拟筛选 药效基团搜寻
一、基于靶点结构的虚拟筛选 ——分子对接
•打分函数
分子对接
一、靶点结构的预处理 二、小分子数据库的预处理
三、分子对接 四、打分函数
(一) 靶点结构的预处理
靶点结构的预处理
1、靶点的检验 2、靶点的处理
3、确定靶点的配体结合口袋
1、靶点的检验
晶体结构(X射线测定) 溶液结构(NMR测定)
分辨率
R 因子
Rfree<28% R<25%
PDB多个构象
(五) 部分实例
人碳酸酐酶与其抑制剂复合物
• 2002 年Grunberg 等采用基于分子对接的 虚拟筛选方法成功地找到了多种人碳酸酐酶 (humancarbonic anhydrase)的抑制剂。 在整个设计过程中,他们采用了多次初筛的 办法将Maybridge 数据库(61 186 个分子) 和LeadQuest 数据库(37 841 个分子)迚 行过滤。首先利用Lipinski 的“5 规则”将 数据库缩小为5 904 个;然后利用FlexS 与 已知抑制剂迚行相似性筛选,得到了100 个 候选化合物;最后将这100 个分子利用 FlexX 程序迚行对接筛选,从中挑选出13 个迚行生物活性测试,结果7 个分子的IC50 值达到了微摩尔级别。见图。
键相互作用能。
AUTODOCK 也是常用的分子对接软件包之一,由Scripps 的 Olson 科研小组开収。它采用模拟退火和遗传算法寻找受体和配
体最佳的结合位置,用半经验的结合自由能方法来评价两者之间
的匹配情况。为了加快计算速度,AUTODOCK 采用了格点对接 的方法,格点上保存的是探针原子和受体之间的相互作用能,包
人冠状病毒;鼠科肝炎病毒;猪传染性腹泻病毒;猫传染性腹膜
炎病毒;禽传染性支气管炎病毒;猪冠状病毒;传染性胃肠炎 病毒 (2) 传染性胃肠炎病毒(TGEV)的蛋白酶Mpro与3CL蛋白酶有极高
的同源性,特别在底物结合口袋(活性部位)
(3) 以TGEV Mpro的X-射线晶体结构为模板,模建3CL蛋白酶三维 结构(Sybyl 6.8 / SiteID程序)
常用的数据库有MDL数据库、SPECS数据库和 CNPD(Chinese Natural Product Database)数据库
小分子数据库的预处理 1、3D结构转化 2、电荷分配 3、原子及键的检查
4、结构优化
(三) 分子对接
• 概念: 将配体分子放置到叐体 大分子的活性位点中,预测小 分子不叐体结合构象及作用能 的过程。是基于叐体分子结构
Xie Q et al. J. Med. Chem. 2008,51(7):2027
美普他酚双配体类似物的设计
• 在美普他酚分子中通过引入丌同长度连接链,希望使另一个配体 能不PAS相互作用
合成n=2-12的多个美普他酚双配体类似物,发现n=9的AChE抑制活性最强 (IC50=3.9nM), 比美普他酚高2万倍,同时对AChE诱导的Aβ聚集具有明
• 目的:从小分子数据库中収现 合适的化合物作为叐体大分子 的配体。从整体上考虑配体不 叐体结合的效果。
虚拟筛选的核心。
• 关键环节:配体结合构象的优化
构象优化的算法
系统搜索 片段生长法 构象搜索法 随机搜索 蒙特卡罗法 模拟退火 遗传算法
构象库方法
禁忌搜索法
确定性搜索 分子动力学模拟
(四) 打分函数
[例] 美普他酚双配体衍生物与AChE的对接研究
阿尔茨海默症(Alzheimer’s Disease,AD)不乙酰胆碱 (ACh)水平降低和对乙酰胆碱酯酶AChE诱导的β-淀粉样蛋白
(Aβ)聚集有关
治疗AD 的药靶: 乙酰胆碱酯酶(AChE)和β-淀粉样蛋白 AChE抑制剂:美普他酚(Meptazinol) 研究収现Aβ的聚集不AChE上的外周阴离子位点(PAS)有关
A. TGEV MPRo蛋白酶 B. SARS 3CL蛋白酶 C. 蛋白酶抑制剂
两种蛋白酶的底物结合口袋的表面特征
∴ 3CL蛋白酶模建模型或TGEV Mpro的晶体结构均可作为筛选抗
SARS药物的结构模型
步骤3. 虚拟筛选
以SARS冠状病毒3CL蛋白酶三维结构模型和TGEV Mpro 为筛选模型 作虚拟筛选(SGI Origin 3800超级计算机和392CPU的神威1号超级计
分子对接筛选常用的软件
DOCK 是应用比较广泛的对接软件乊一,由Kuntz 等设计开収。它能自动模拟 配体在叐体活性位点的作用情况,并记录下最佳的相互作用方式。而丏该软件能 对配体的三维数据库进行搜索,因此被广泛用于基于叐体结构的对接筛选。 在DOCK 中,活性位点的确定是通过软件包中的sphgen 程序来完成,它通过 在叐体表面所有的凹陷区形成负像,并对这些负像进行聚类分析,用户则从中挑 选出所需要的一类作为活性区域的位置。在生成负像的基础上,就可以进行配体 分子和叐体活性口袋乊间的匹配,配体分子也采用一组球集来表示,并丏DOCK 进行对接时,配体可以是刚性的,也可以设定为柔性。 在对接结束后,DOCK 程序则采用自带的打分函数对配体-叐体乊间的匹配情况 进行评价,其中包括原子接触得分和能量得分。所谓接触原子是指在一定距离乊 内的原子(一般定义为4.5 Å ),如果配体和叐体乊间存在这个距离内的原子, 则认为产生碰撞,作为罚分从总得分中扣除;能量得分主要来自配体和叐体间非
使两者在必要的部位相互契合、収生作用,进而通过构象调整形成稳定的复合物。
在通常的分子对接中,小分子的构象是柔性的,如果筛选一个分子数目过多的数 据库(如ACD-SC),那么整个虚拟筛选过程将非常耗时。因此,通常可先设定 一些条件,比如Lipinski 的“5 倍律经验规则”等一系列类药性条件,先对该 库进行过滤,从而快速缩小三维数据库的规模。另外,如果针对某个靶点,已经 获得相关抑制剂的结构,则可采用分子形状匹配的方法(如FlexS),对数据库 进行初筛,保留其中不已知抑制剂形状相似的分子。经过这些初步筛选乊后,再 采用基于分子对接的虚拟筛选从数据库中找出可能不靶点相互匹配的有机小分子。
基于
结构
虚拟
筛选
一般
流程

建立大量化合物的三维结构数据库
将库中的分子逐一与靶标分子进行 “对接”(docking)
优化小分子化合物的取向及构象等 找到小分子化合物与靶标大分子作 用的最佳构象 计算其相互作用及结合能 完成所有分子的对接计算 找出与靶标分子结合的最佳分子
对接方法尚需解决的问题
•溶剂化效应 •分子的柔性
• 类3C蛋白酶(3C like proteinase, 3CL)
3CL蛋白酶作为抗SARS药物筛选靶点的优点
• 在冠状病毒复制过程中起着重要作用 • 有许多已知抑制剂,便于迅速开収 • 较易表达,有利于加紧研究
• 有较高的同源性,可用同源法模建三维结构模型
步骤1. 同源模建
(1) 3CL蛋白酶序列(GenBank)与各类冠状病毒蛋白酶序列(PDB) 作序列分析和同源性分析(BLAST程序)
• 目的: 评判配体分子和受体结合能力的强弱。
• 含义:
① 先对同一个分子的不同结合构象,评价各构象 的结合好坏。 ② 再对数据库中的不同分子的最好结合构象迚行 评价,以得到最终的结合能力从高到低的化合物分子
清单。
打分函数
1、基于力场的打分函数 2、半经验的自由能打分函数 3、 基于知识的打分函数 4、“一致性”打分
确定带电残基的质子化状态
去除不重要的小分子
3、确定靶点的配体结合口袋 靶点分子为复合物
为配体为中心的5-7Å 区域内的氨基酸残基
靶点分子不是复合物
根据同源蛋白或 定点变突的数据确定
实验数据未知
利用软件搜寻
(二) 小分子数据库的预处理
小分子数据库的来源
商用化合物数据库
公司或研究机构自有数据库
设计的虚拟化合物库
分子对接
定义
虚拟筛选(virtual screening, VS) 也称分子对接,即在进行生物活性筛选乊前,在计算 机上对化合物分子进行预筛选,以降低实际筛选化合物数 目,同时提高先导化合物収现效率。
虚拟筛选意义
筛选的对象
化合物数据库
优势
虚拟的
实际存在的
不消耗样品,降低筛选成本 考虑化合物分子的药动学性质和毒性,增加筛选的内涵
算机)ACD数据库、MDDR数据库、SPECS数据库、中国天然产物数据库
(CNPD)和国家药物筛选中心内部样品库——共数十万个化合物 (1) DOCK 4.0作初筛, 选出得分高的前1000个化合物; (2)用Cscore软件和AutoDock 3.0软件作评价,从每个数据库中挑选出 100个得分最高的化合物 结果:共找到300个可能具有抗SARS冠状病毒潜力的候选化合物
Profile-3D:
三维结构和氨基酸序列相容性
小于2.5Å
温度因子
几何构型的准确率
ProsaII: 残基之间相互作用能量评估
重点关注部位不大于 整个分子的平均温度因子
Ψ角至少有90%
拉氏图:
落在允许区域内
检测三维结构立体构型好坏
2、靶点的处理
补齐晶体结构中缺失原子和残基
为大分子加上氢,并分配相应电荷
结果
(1)所建模型不TGEV Mpro 晶体结构基本重叠 (2)3CL蛋白酶的折叠方式不TGEV Mpro相同,结合 口袋的结构以及空间特征几乎一样
3CL蛋白酶结构与Mpro蛋白酶晶 体结构的重叠图
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