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。     

TCMSP 数据库中药化学成分的SARS-CoV-2 主蛋白酶抑制剂虚拟筛选

目的运用计算机模拟技术从中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）的中药化学成分中挖掘 SARS-CoV-2 主蛋白酶（Main protease,Mpro）抑制剂。方法运用类药性评估、分子对接、ADME 预测、结合 自由能计算、分子动力学模拟等多轮虚拟筛选的策略,从TCMSP 数据库中筛选Mpro 抑制剂。结果共筛选得 到10 个命中分子,其中前3 位最佳命中分子为MOL003392、MOL011716、MOL002966,表现出与靶标活性口 袋关键氨基酸残基的强相互作用。结论该研究可为发现SARS-CoV-2 Mpro 小分子抑制剂提供新的思路。     

基于计算机模拟技术以埃博拉病毒跨膜糖蛋白为靶点挖掘中药抗病毒活性分子

目的基于埃博拉病毒跨膜糖蛋白(transmembrane glycoprotein of the Ebola virus,EBOV-GP)的三维空间结构,运用计算机虚拟筛选技术从中国台湾中医药数据库TCM@TAIWAN中寻找具有抗病毒作用的中药活性分子。方法以EBOV-GP为靶点,采用类药性评估、分子对接、分子动力学模拟以及吸收、分布、代谢和排泄(absorption、distribution、metabolism and excretion,ADME)预测等多尺度虚拟筛选策略,从TCM@TAIWAN数据库中挖掘候选药效分子,并分析候选分子与靶点的相互作用情况。结果以胺碘酮为阳性对照药物,筛选出4个类药性良好的中药单体ZINC85531496、ZINC85567560、ZINC85592968、ZINC33833122,与EBOV-GP亲和力及相互作用基团均优于胺碘酮。结论采用多种计算机虚拟筛选技术挖掘EBOV-GP抑制剂,可促进从天然产物化学结构数据库中提取、设计以及实验合成抗埃博拉病毒的药效分子。     

传统中药中H7N9病毒神经氨酸酶抑制剂的计算机虚拟筛选

目的:运用计算机虚拟筛选技术从传统中药数据库(TCM database@Taiwan)中快速搜索H7N9亚型流感病毒神经氨酸酶(neuraminidase,NA)的中药小分子抑制剂。方法:采用Auto Dock Vina软件对蛋白质晶体结构数据库PDB中NA与小分子抑制剂扎那米韦形成的复合物(PDB代码为4MWX)三维结构活性部位进行分析,基于传统中药配体库进行分子对接初次筛选。综合运用传统中药系统药理学数据库及分析平台TCMSP及Accelrys公司开发的Discovery Studio 2.5分子模拟软件包内TOPKAT模块计算药代动力学参数和毒性预测对分子对接结果进行2次筛选。结果:以原配体(扎那米韦)的自由结合能为阈值,筛选出中国传统中药数据库中3个类药性良好的化学成分与NA亲和力高于上市的抗流感药物扎那米韦的天然小分子化合物,并且确定了它们的中草药来源。结论:该研究结果可促进从传统中药库中提取、设计及实验合成新抗H7N9流感病毒药物。     

基于网络药理学和药效实验探究当归贝母苦参丸加味治疗慢性前列腺炎作用机理

目的:基于网络药理学及分子对接技术加以药效实验探究当归贝母苦参丸加味治疗慢性前列腺炎(CP)的作用机制。方法:通过中药系统药理分析平台(TCMSP)、中医药综合数据库(TCMID)和文献挖掘获得当归贝母苦参丸加味活性成分；运用SwissTargetPrediction数据库进行活性成分靶点预测，同时对TCMSP数据库成分已有靶点加以补充；运用在线孟德尔人类遗传数据库(OMIM)、GeneCards数据库、美国国家生物技术信息中心(NCBI)数据库收集CP相关靶点；运用Cytoscape软件构建中药-活性成分-靶点-通路网络图；运用STRING数据库进行生信分析，构建靶点蛋白-靶点蛋白互作(PPI)网络图，运用CytoNCA筛选核心靶点，并用Cytoscape进行可视化网络展示；运用DAVID数据库对核心靶点进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析；Autodock-Tools、Vina对当归贝母苦参丸加味活性成分和关键靶点蛋白进行分子对接；通过Western Blot法验证活性成分与关键靶蛋白的相互作用。结果:筛选出当归贝母苦参丸加味活性成分67个，包括槲...     

丹参饮治疗糖尿病心肌病的网络药理学研究

目的通过整合网络药理学和生物信息学方法,构建活性成分-作用靶点、蛋白-蛋白相互作用(PPI)、关键靶点相应的生物功能和通路网络,预测丹参饮治疗糖尿病心肌病的分子作用机制。方法采用中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)数据库筛选及预测丹参饮的生物活性成分及其潜在作用靶点,同时检索PharmGKB等4个数据库挖掘糖尿病心肌病的相关靶点,对2种靶点进行PPI网络构建,交互处理得到丹参饮治疗糖尿病心肌病的关键靶点,并利用SystemsDock WebSite对其进行分子对接验证;运用DAVID(Version 6.8)平台对关键靶点进行Pathway分析,结合Omicshare数据库筛选核心通路并利用Reactome数据库进行注释。结果以口服生物利用度(OB)和类药性(DL)数值作为筛选标准,从丹参饮中共获得78个活性成分,涉及到506个丹参饮治疗糖尿病心肌病的可能靶点,这些靶点主要富集在磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K-Akt)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)等多条信号通路上。结论本研究揭示了丹参饮治疗糖尿病心肌病可能的作用机制,体现了中药复方多成分、多靶点、多途径治疗疾病的特点,为进一步深入研究其作用机制提供了新思路。     

基于药物靶点从传统中药库中高通量虚拟筛选EGFR-TK抑制剂

目的运用计算机虚拟筛选技术从传统中药数据库(TCMSP)中寻找表皮生长因子受体激酶(EGFR-TK)的中药小分子抑制剂。方法以EGFR-TK为靶点,运用分子对接技术进行首轮筛选,然后运用ADME/T预测进行第二轮筛选,最后基于靶点与药物相互作用位点进行第三轮筛选。结果以原配体(吉非替尼)为阳性对照,筛选出3个类药性良好的天然小分子化合物,它们与EGFR-TK亲和力及相互作用基团均优于吉非替尼(临床抗肿瘤药物),并且确定了它们的中草药来源。结论成功建立一整套高通量虚拟筛选EGFR-TK抑制剂的策略,该研究结果可促进从传统中药库中提取、设计以及实验合成新的抗肿瘤药物。     

基于网络药理学方法探讨四妙勇安汤治疗动脉粥样硬化的作用机制

目的:通过网络药理学方法探讨四妙勇安汤治疗动脉粥样硬化的作用机制。方法:从中药系统药理学分析平台(TCMSP)中寻找与四妙勇安汤中四味中药相关的所有化学成分和作用靶点,构建化合物靶点相互作用网络图;通过OMIM数据库,TTD数据库以及PharmGkb数据库筛选动脉粥样硬化相关的靶点,进而构建疾病靶点相互作用网络图;筛选药物靶点和疾病靶点相互作用图的核心靶点,利用ClueGO对核心靶点进行GO分析,利用KEGG数据库对核心靶点进行相关通路富集。结果:选择口服利用度(OB)≥30%,类药性(DL)≥0.18作为化合物分子的筛选条件,筛选出四妙勇安汤132个活性成分和163个相应蛋白靶点;通过度、介度中心度、接近中心度等网络拓扑特征评价筛选出与四妙勇安汤在动脉粥样硬化方面作用核心靶点196个,GO分析共包含117条富集结果,其中生物过程77条,分子功能23条,细胞组成17条。利用KEGG数据库对入选靶标进行相关通路富集,筛选出20条通路在动脉粥样硬化方面具有作用。结论:通过网络药理学证实了四妙勇安汤多成分、多靶点、整体调节的作用特点,预测了四妙勇安汤治疗动脉粥样硬化的主要可能的作用机制,为其活性成分研究和实验研究提供理论依据。     

基于网络药理学的延胡索干预心力衰竭作用机制研究

目的采用网络药理学方法探究延胡索干预心力衰竭可能的作用机制。方法检索中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)、中国天然产物化学成分库,根据口服生物利用度(OB)≥30%、类药性(DL)≥0.18、生物半衰期(HL)≥4.00对延胡索可能的生物活性成分进行筛选,并通过蛋白质数据库Uniprot筛选出各活性成分可能存在的靶点,通过CTD、TTD、DrugBank数据库挖掘心力衰竭相关的作用靶点。通过基因注释工具Metascape分析延胡索干预心力衰竭的分子机制。结果筛选出延胡索生物活性成分26个,预测出延胡索与心力衰竭相关的靶点210个,蛋白质相互作用网络构建筛选出关键靶点37个。Metascape分析显示,延胡索干预心力衰竭的关键靶点主要与炎症反应、细胞凋亡和调节肠道菌群等生物过程有关。结论延胡索不仅可直接对心力衰竭起到治疗作用,还可通过抗炎、抑制细胞凋亡及调节肠道菌群间接发挥疗效。     

基于网络药理学探讨黄精主要活性成分治疗2型糖尿病的作用机制研究

目的 从网络药理学角度研究黄精的主要活性成分及其治疗2型糖尿病的可能作用机制.方法 从TCMSP数据库中提取黄精的化学成分,以口服生物利用度(OB)≥30％和类药性(DL)≥0.18筛选活性成分,通过该数据库提取活性成分作用靶点,以DisGeNet及OMIM在线分析平台挖掘疾病相关靶点,最后采用Perl语言与R语言分析...     

基于分子对接技术的常用降糖中药有效成分虚拟筛选

目的: 运用分子对接技术分析常用降糖中药效应物质基础及其作用机制,为降糖中药现代研究提供理论依据。 方法: 基于文献搜集降糖中药化学成分并构建其结构数据库,以二肽基肽酶-Ⅳ等7个糖尿病治疗靶标为分子对接的研究对象,通过Sybyl软件的Surflex-Dock分子对接模块进行虚拟筛选,以打分函数Total-Score为标准评价中药成分与靶标间相互作用,以Total-Score等于7为阈值,筛选出与各靶标结合较好的化学成分,并与已上市降糖西药进行类药性比较。 结果: 与二肽基肽酶-Ⅳ,糖原合酶激酶-3,过氧化酶增殖因子活化受体γ,α-葡萄糖苷酶,葡萄糖激酶,钠-葡萄糖共转运蛋白2和血管紧张素转化酶能较好结合的化学成分分别有52,28,32,150,47,41,33个。通过虚拟筛选得到的这些小分子化合物与已上市降糖西药具有相似的类药性性质。 结论: 分子对接技术在一定程度上解释了降糖中药的效应物质基础与作用机制,为降糖中药现代研究提供了线索。     

Functional and binding studies of gallic acid showing platelet aggregation inhibitory effect as a thrombin inhibitor

Objective: This study was devoted to identifying natural thrombin inhibitors from traditional Chinese medicine (TCM) and evaluating its biological activity in vitro and binding characteristics. Methods: A combination strategy containing molecular docking, thrombin inhibition assay, surface plasmon resonance (SPR) and molecular dynamics simulation were applied to verify the study result. Results: Gallic acid was confirmed as a direct thrombin inhibitor with IC50 of 9.07 μmol/L and showed a significant inhibitory effect on thrombin induced platelet aggregation. SPR-based binding studies demonstrated that gallic acid interacted with thrombin with a KD value of 8.29 μmol/L. Molecular dynamics and binding free energy analysis revealed that thrombin-gallic acid system attained equilibrium rapidly with very low fluctuations, the calculated binding free energies was ?14.61 kcal/mol. Ala230, Glu232, Ser235, Gly258 and Gly260 were the main amino acid residues responsible for thrombin inhibition by gallic acid, providing a mechanistic basis for further optimization. Conclusion: This study proved that gallic acid is a direct thrombin inhibitor with platelet aggregation inhibitory effect, which could provide a basis for the follow-up research and development for novel thrombin inhibitors.     

基于药物靶点从传统中药库中高通量虚拟筛选HIV-1整合酶抑制剂

目的:运用虚拟筛选技术从传统中药数据库(traditional Chinese medicine database platform,TCMSP)中寻找HIV-1整合酶的中药小分子抑制剂。方法:以整合酶与细胞因子LEDGF/P75相互作用位点为靶点,运用分子对接技术进行首轮筛选,然后运用ADME/T预测进行第二轮筛选,最后基于靶点与药物相互作用位点进行第三轮筛选。结果:以原配体(4-[(5-bromo-4-{[2,4-dioxo-3-(2-oxo-2-phenylethyl)-1,3-thiazolidin-5-ylidene]methyl}-2-ethoxyphenoxy)-methyl]-benzoic acid,D77)为阳性对照,筛选出2个类药性良好的天然小分子化合物,二者与HIV-1整合酶亲和力及相互作用基团均优于D77(新型的HIV-1整合酶抑制剂),并且确定了它们的中草药来源。结论:成功建立一整套高通量虚拟筛选HIV-1整合酶抑制剂的策略,该研究结果可促进从传统中药库中提取、设计以及实验合成新的抗艾滋病药物。     

基于网络药理学和分子对接探讨疏风止痉方治疗耐药性癫痫的作用机制

[目的] 探讨疏风止痉方治疗耐药性癫痫的作用机制。[方法] 在中药系统药理数据库（TCMSP）筛选疏风止痉方12味中药活性成分,并预测作用靶点;运用GeneCards、OMIM数据库获取耐药性癫痫相关基因,获得DRE相关靶点;利用R4.0.0语言筛选药物和疾病的交集靶点,借助String数据库构建靶点蛋白互作网络;通过Cytoscape 3.7.2软件构建中药-化学成分-疾病靶点网络;使用R语言进行基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析,利用Cytoscape软件构建KEGG关系网络;最后通过AutoDock Vina对重要化合物作分子对接验证。[结果] 得到潜在作用靶点165个,筛选出槲皮素、木犀草素、山柰酚、汉黄芩素、柚皮素5个主要化学成分,7个核心靶点PT－GS2、HSP90AA1、ESR1、AR、MAPK1、AKT1、MAPK3,基因富集分析得到2 584条GO功能条目和171条KEGG通路。分子对接结果表明疏风止痉方中主要活性成分与核心作用靶点具有良好的结合活性。[结论] 该研究初步揭示了疏风止痉方治疗耐药性癫痫的作用机制,主要是通过抗病毒、抑制炎症、神经保护等作用起到协同增效作用,为临床合理应用提供了理论依据。     

基于片段搜索和相似性搜索的抗哮喘中药发现研究

目的:探讨利用防治哮喘的常用化学药物结构信息筛选活性中药.方法:以Drugbank数据库中具有明确治疗哮喘的活性化学药物为基础,以活性片段搜索和结构相似性搜索为筛选方法,获得具有防治哮喘的中药成分;追溯活性成分的来源中药,并结合中医防治哮喘的治法治则,探讨进行组方.结果:以36个作用于8个靶点的化学药物为基础,通过活性片段搜索获得62个药效成分,相似性搜索获得10个药效成分,总计72个药效成分来自39个常用中药,包括麻黄、半夏、细辛、生姜、地龙、甘草、麦冬、紫菀和吴茱萸等已被证明具有抗哮喘作用的中药;结合热哮清热宣肺,化痰降逆;寒哮温肺散寒,化痰平喘的中医治法治则,分别探讨组合了麻黄、半夏、生姜、甘草和麻黄、地龙、甘草两个作用于多靶点整体治疗的方剂.结论:应用片段搜索和相似性搜索的方法进行中药的发现研究具有一定的可行性.     

补中益气汤活性成分筛选和寻找靶标的实例

目的:探索研究中药复方的新方法,以治疗重症肌无力的传统名方补中益气汤(BD)为例。方法:首先笔者把乙酰胆碱酯酶作为研究靶标,然后通过数据挖掘建立中药处方的化学成分数据库和乙酰胆碱酯酶抑制剂(ACh Ei)的数据库。采用利平斯基五规则,分子二维(2D),三维(3D)相似度叠合技术和Glide分子对接技术,对中药化学成分数据库进行基于乙酰胆碱酯酶抑制剂配体的模拟筛选并得到了实验的验证。结果:建立化合物与靶标的映射关系,预测相应的靶标,从而发现关键的活性化合物及其化学骨架。通过实验验证,还发现5个新的具有新骨架的乙酰胆碱酯酶抑制剂的化合物。结论:该研究为中药复方研究和靶向药物研发提供了新方向新方法,对中药现代化和创新发现具有重要意义。     

基于药效团模型虚拟筛选活络丸中治疗骨关节炎的COX-2抑制成分

目的 采用药效团模型-分子对接-结合自由计算的分层虚拟筛选策略结合酶活性抑制实验,挖掘活络丸中对环氧合酶2(cyclooxygenase-2, COX-2)有抑制作用的成分。方法 使用Schrödinger 2020-4软件中PHASE模块进行COX-2小分子抑制剂药效团模型的构建,应用筛选出来的最佳药效团模型对活络丸中药化合物库进行虚拟筛选,对筛选到符合药效团模型的成分进行基于靶点结构的分子对接、结合自由能计算,选择潜在抑制成分进行酶活性测定实验,并对活性较好的小分子进行药代动力学、毒理学性质预测。结果 构建的最佳药效团模型具有两个氢键受体和两个芳环中心;体外酶活性抑制实验结果显示,筛选出的11个潜在靶向抑制成分均对COX-2具有不同程度的抑制作用,其中抑制活性较强的成分为表儿茶素IC₅₀为(0.93±0.15)μmol·L^-1、木犀草素IC₅₀为(1.96±0.19)μmol·L^-1及槲皮素IC₅₀为(2.09±0.28)μmol·L^-1,ADMET计算发现木犀草素、表儿茶素、槲皮素成药性较好。结论 采用药效团模型、分子对接、结合自由能计算及体外酶活性抑制实验,挖掘活络丸中对COX-2有抑制作用的成分,为骨关节炎中药来源的单体成分的现代化研究提供线索。