基于分子对接方法从临床药物和天然小分子化合物筛选潜在抗COVID-19病毒药物

目的从现有临床药物和天然小分子化合物中筛选潜在抗COVID-19病毒药物。方法通过数据库与文献挖掘收集临床抗逆转录病毒、抗金黄色葡萄球菌、抗肺炎链球菌药物及天然小分子化合物,通过分子对接筛选特异性作用于COVID-19主蛋白酶M~(pro)及宿主关键受体ACE2上的潜在治疗药物。结果根据分子对接评分,提出以下几种潜在有效药物:1)抗逆转录病毒药物除洛匹那韦与利托那韦外,阿巴卡韦、奈非那韦和氨苯那韦可能有效; 2)抗菌药物奥司他韦可能有效,西司他丁与亚胺培南(泰能)可能有效; 3)天然小分子化合物紫草素、姜黄素及穿心莲内酯可能有效。结论本研究通过分子对接预测作用于COVID-19主蛋白酶M~(pro)及关键受体ACE2上的潜在药物,为寻找临床潜在有效治疗药物奠定基础。     

分子对接技术筛选沉香中抗新型冠状病毒活性成分

从沉香中筛选潜在的抗新型冠状病毒活性成分,指导以沉香小分子作为SARS-CoV-2潜在阻断剂和抑制剂药物的研发.根据沉香已知的化学成分,采用分子对接的方法,以血管紧张素转化酶-2(ACE2)、SARS-CoV-2的3CL水解酶(3CLpro)为靶标,通过结合打分值以及与靶蛋白受体的相互作用模式,获得沉香中具有潜在抗SA...     

蒙药协日嘎-4的分子对接研究

基于前期网络药理学的研究,对蒙药复方协日嘎-4中化学成分与前列腺增生和前列腺癌受体进行分子对接研究,共筛选出32个相关化合物,9个相关受体,分别对接.判断二者结合自由能的大小,并分析受体与配体的相互作用.结果显示,齐墩果酸与所有受体结合能都较低,汉黄芩素、姜黄素、山奈酚、异鼠李素等与多个受体结合能较低;通过对协日嘎-4中化学成分与受体的研究,为后期协日嘎-4对前列腺癌和前列腺增生的作用机制研究提供参考.     

多巴胺D3R蛋白同源模建及其应用

以分辨率为2.2的牛视紫红质蛋白的晶体结构为模板,采用同源模建方法,建立D3R模蛋白。对接D3R模蛋白与刺桐属配体分子,在对接的D3R蛋白的结合腔中选定一个以药物分子为质心,以半径为6的空间范围,计算此空间范围内的所有氨基酸残基与配体分子的作用能量,即残基/配体的结合能或排斥能,据此得到配体分子与受体蛋白的活性结合位点。     

一种新的MDM2-p53信号通路抑制剂的研究

本研究以研发新型小分子MDM2抑制剂为目的,建立了以分子对接为基础的虚拟筛选流程.利用虚拟筛选流程对SPECS化合物库的分子进行类药性筛选、分子对接粗筛、二次筛选以及排序挑选,并通过细胞实验验证这些分子激活p53并抑制肿瘤细胞生长的活性.结果表明M12能够激活p53及其下游信号通路,抑制肿瘤细胞周期并促进肿瘤细胞凋亡.M12与已知MDM2-p53抑制剂结构完全不同,是一种潜在的癌症治疗候选药物.     

基于网络药理学和分子对接探讨黄连温胆汤治疗幽门螺杆菌相关性胃炎的作用机制

运用网络药理学和分子对接方法探索黄连温胆汤治疗幽门螺杆菌相关性胃炎的分子机制。应用中药系统药理学数据库与分析平台对黄连温胆汤药物活性成分及药物作用靶点基因进行筛选。通过Genecards数据库、DisGENET数据库查找幽门螺杆菌相关性胃炎疾病相关靶点,利用维恩在线绘图工具获得疾病与药物的共同靶点基因。利用Cytoscape 3.8.2软件以及STRING数据库分别构建药物-化合物-靶点相互作用网络及蛋白质-蛋白质相互作用网络图。运用DAVID数据库进行基因本体功能和京都基因与基因组百科全书通路富集分析。选取度值排名前3的靶点蛋白和活性成分使用AutoDockTools 1.5.6软件进行分子对接。共筛选得到槲皮素、川皮苷、柚皮素等127种黄连温胆汤药物活性成分,并获得Akt1、JUN、TNF-α、STAT3等101个潜在靶点蛋白,涉及P53信号通路、NOD样受体信号通路、TNF信号通路等90条信号通路。分子对接结果显示关键靶点STAT3、TP53、Akt1与活性成分槲皮素、川皮苷、柚皮素的亲和力较好,其中以Akt1与柚皮素的结合能力最强。通过分析黄连温胆汤治疗幽门螺杆菌相关性胃炎的作...     

一种新的MDM2-p53信号通路抑制剂的发现研究

本研究以研发新型小分子MDM2抑制剂为目的,建立了以分子对接为基础的虚拟筛选流程.利用虚拟筛选流程对SPECS化合物库的分子进行类药性筛选、分子对接粗筛、二次筛选以及排序挑选,并通过细胞实验验证这些分子激活p53并抑制肿瘤细胞生长的活性.结果表明M12能够激活p53及其下游信号通路,抑制肿瘤细胞周期并促进肿瘤细胞凋亡.M12与已知MDM2-p53抑制剂结构完全不同,是一种潜在的癌症治疗候选药物.     

黄连中抗肿瘤生物碱的计算机虚拟筛选研究

运用计算机辅助药物设计寻找黄连抗肿瘤生物碱成分.以"黄连"为关键词,在TCMSP数据库中搜索生物碱类化学成分,从Pubchem数据库下载相应化合物结构;再从蛋白质数据库中下载与抗肿瘤作用明确的17个靶点蛋白,采用Sybyl软件中蛋白质预处理工具确定活性区域,应用Surflex-dock模块对小分子与靶蛋白进行分子对接,通过Total Score打分函数筛选出活性成分,采用Discovery Studio软件分析结合最好的蛋白复合体的相互作用力.筛选出具有较好结合活性的化合物9个,其中非洲防己碱、巴马亭、N-反式-阿魏酰酪胺具有多靶标活性;蛋白复合体的分析结果显示氢键、疏水作用力在对接中发挥着重要作用.     

基于网络药理学的复方当归注射液作用机制研究

通过网络药理学和分子对接来探讨复方当归注射液治疗疾病的分子机制.通过TCMSP数据库获取复方当归注射液的主要成分和靶标;通过UniProt数据库查询基因名,通过GeneCards获得疾病基因,取成分基因与疾病基因的交集,进行GO分析和KEGG分析;借助Cytoscape软件构建成分-靶点-通路网络,并进行拓扑参数分析;将成分-靶点-通路网络中筛选得到的关键化合物与关键靶点进行分子对接.通过网络药理学和分子对接得到的关键化合物有槲皮素和山奈酚,将关键靶点与化合物进行分子对接,其中AKT1、MAPK8、MAPK14、NFKBIA的结合能较小,活性较强.研究为进一步阐明复方当归注射液治疗疾病的作用机制提供一定的理论依据.     

尼古丁生物降解产物中烟碱型乙酰胆碱受体α7亚型靶向化合物的虚拟筛选

在以微生物降解尼古丁的代谢途径中,已被分离出多种与尼古丁结构类似的中间产物.烟碱型乙酰胆碱受体α7亚型(α7-n AChR)是阿尔茨海默病和多种炎症药物研发的重要靶点,而尼古丁是与其特异性结合的天然配体.计算机虚拟筛选技术是现代新药研发的一种重要方法.采用尼古丁降解产物及其结构相似物与α7-n AChR进行活性位点对接及分子计算,探寻是否可以从尼古丁的降解产物中寻找出新型以α7-n AChR为靶点的小分子治疗药物.选用9个尼古丁代谢的中间产物和与其结构相似的78个化合物为筛选对象.计算结果显示:9个尼古丁代谢中间产物与α7-n AChR的结合能量在-5.7 kcal/mol~-6.7 kcal/mol之间,3个结构相似化合物与α7-n AChR的结合能量约为-8.0 kcal/mol.这些化合物均可以与α7-n AChR的活性区域进行结合,其结合能与其天然配体接近或更好.筛选的结果为此类化合物的下一步的药理学研究提供了参考.     

苯异噁唑基莽草酰胺衍生物的合成与体外抗乙肝病毒活性研究

针对市场上的抗乙肝病毒药物存在毒副作用、耐药性等问题,为进一步研发新的抗乙肝病毒有效药物,以莽草酸为原料设计合成了22个苯异噁唑基莽草酰胺类化合物,用¹H NMR、¹³C NMR和MS方法对化合物的结构进行表征,并对合成得到的化合物进行抗乙肝病毒体外活性实验。结果表明：苯异噁唑基莽草酰胺衍生物的毒性低,化合物11、14、15、17较好地抑制乙肝病毒HBeAg和HBsAg的分泌。活性化合物的分子对接结果显示,化合物与核心蛋白片段(PDB ID 3KXS)具有较好的相互作用。     

基于反向对接法的独脚金内酯抗炎机制分子模拟

目的:利用反向对接法探索独脚金内酯GR24在NF-KB信号通路抗炎作用的潜在药物作用靶点.方法:通过获取62个NF-κB信号通路的蛋白晶体学结构,构建NF-κB信号通路蛋白靶点结构数据库;使用分子对接软件AutoDock Vina,将GR24与结构数据库中的靶点进行反向分子对接模拟实验;根据对接分数和对接构象相互作用,筛选出潜在的药物靶点.结果:反向筛选得到3个与GR24具有高亲和性的靶蛋白PARP1、CK2和AKT;在对接构象的相互作用的比较中,PARP1优于CK2和AKT;与现有PARP1抑制剂相比,GR24有一定的相似性.结论:独脚金内酯GR24对PARP1、CK2和AKT靶蛋白具有竞争抑制的活性,该研究结果为独脚金内酯抗炎机制的研究提供重要的参考依据.     

痛泻要方潜在活性成分的分子靶向对接虚拟筛选研究

肠易激综合征(IBS)新型药物靶标,应用分子靶向对接技术从痛泻要方化学成分中虚拟筛选具有活性潜力的天然小分子.创建了包含239种化合物的痛泻要方活性成分数据库,以色氨酸羟化酶1(TPH1),5-羟色胺跨膜转运蛋白(SERT),促肾上腺皮质激素释放因子受体1(CRFR1)和瞬时受体电位香草酸受体1(TRPV1)为对象,采用配体库构建、受体蛋白准备、对接位点研究、对接参数设定、分子对接批量打分、结合模式分析、相互作用分析、药效团分析的虚拟筛选流程.结果显示,123种天然成分显示了良好的配体-受体结合作用潜力,呈现"单靶点,多配体"的特征; Paeoniflorin、Deltoin、Naringin和β-Vatirenene等天然成分具有"单配体,多靶点"的潜力. 4-O-methyl-paeoniflorin、iso-Paeoniflorin和Gallotannin; iso-Benzoylpaeoniflorin、iso-Paeoniflorin和Benzoylpaeoniflorin; Paeoniflorin、Albiflorin R1和Albiflorin; Deltoin、Galloylpaeoniflorin、Galloylpaeoniflorine和Benzoylpaeoniflorin等13个化合物为最具潜力天然成分.药效团模型分析揭示,TPH1配体包含了2个氢键受体和3个氢键给体,SERT配体包含4个氢键受体、2个氢键给体和1个疏水中心; CRFR1配体包含1个氢键受体、2个氢键给体和1个疏水中心,TRPV1配体包含3个氢键受体和1个疏水中心.本研究为IBS治疗药物开发提供了候选化合物,并从分子水平上阐明痛泻要方作用机制提供了参考.     

黄连治疗新冠肺炎的作用机理——基于网络药理学方法和分子对接技术

基于网络药理学方法和分子对接技术,初步探索了黄连治疗新冠肺炎（COVID-19）的作用机理.使用中草药系统药理学平台筛选黄连的有效活性成分与作用靶点,GeneCards和OMIM数据库筛选COVID-19的疾病靶点,R软件筛选药物与疾病的共同靶点,并利用Cytoscape软件构建“药物—活性成分—靶点—疾病”互作网络,STRING数据库构建共同靶点蛋白互作网络,ClueGo软件对共同靶点进行基因功能分析,R软件对共同靶点进行KEGG通路富集分析,然后将黄连有效成分中的核心成分与其治疗COVID-19的主要靶点进行分子对接.结果表明,黄连的有效活性成分共14种,靶点共235个;COVID-19的相关基因共341个;黄连治疗COVID-19的关键靶点包括VEGFA,IL6,POR,PLAT.分子对接结果显示,黄连中核心化合物榭皮素与PLAT,VEGFA,IL6对接效果良好.     

治疗NSCLC的EGFR靶向性药物设计与筛选

计算了现有的治疗非小细胞肺癌(NSCLC)常见药物的相关参数,总结了以表皮生长因子受体(EGFR)酪氨酸激酶为靶标的药物分子的药效团特征.在Gefitinib的基础上进行了药物分子的组合化学设计,通过虚拟筛选得到了分子对接得分较高的结构分子,并对其进行了预测和模拟.结果表明:新设计筛选出的2种分子在药代动力学和毒性方面...     

基于突触可塑性探讨抗阿尔茨海默症作用机制的理论研究

本文运用网络药理学方法和分子对接技术,基于突触可塑性分析抗阿尔茨海默症的天然活性化合物及其作用机制.通过文献挖掘和数据库检索,获得22个突触可塑性相关蛋白和44个具有增强突触可塑性潜力的活性化合物.运用STRING数据库获得蛋白相互作用数据,借助Cytoscape 3.6.1可视化软件构建蛋白相互作用网络并分析,根据拓...     

龙血竭抗癌成分的虚拟筛选及体外抗癌活性检测验证

应用计算机辅助虚拟筛选技术研究龙血竭抗癌活性成分. 以HER2为靶蛋白受体,对龙血竭149种已知化合物进行了虚拟筛选,对其中具有潜在活性的成分进行了体外HER2影响测定以及SK-Br-3抗癌活性检测验证. 结果表明, HER2靶蛋白分子对接模型具有较强的活性分子富集能力,与HER2受体有效对接、具有抗癌潜力的活性分子主要为二氢查耳酮、黄烷、甾体以及芪类成分,与HER2胞外域和胞内域结合的4种成分及能与HER2胞内域结合的3种成分均能显著的抑制体外HER2活性,其中反式3-甲氧基-4′,5-二羟基二苯乙烯、反式3,4′,5-三羟基二苯乙烯能够抑制SK-Br-3癌细胞增殖、改变细胞周期,引发SK-Br-3极显著凋亡,具有良好的体外抗癌活性,可为龙血竭抗癌药物的研发提供基础数据.      

基于分子对接和网络药理学探寻中、蒙药抗新型冠状病毒感染的有效成分

本研究旨在探索治疗新型冠状病毒感染的有效成分及潜在作用机制。通过查阅文献，寻找蒙医治疗粘疫病、中医治疗疫病的常用药材，并借助TCMSP、Batman等数据库检索所选药材的化学成分，选取OB≥30%,DL≥0.18的化学成分，再与血管紧张素转化酶Ⅱ(ACE2)进行分子对接计算，选择出结合能小于洛匹那韦的化学成分。通过Swiss Target Prediction,检索出所选化学成分的作用靶点。通过TTD、Drugbank、DisGeNET,筛选出新型冠状病毒感染不同感染阶段的疾病靶点。使用Cytoscape3.7.2软件构建“成分-靶点”网络和蛋白质-蛋白质相互作用网络，通过GO富集分析和KEGG通路分析，探究有效成分治疗新型冠状病毒感染的作用机制。分子对接和网络药理学结果显示，四氢小檗碱、半甘草异黄酮等成分与ACE2有较好的结合能力，并可通过多靶点、多通路发挥抗新冠病毒作用。黄连、甘草等14味药材可能对治疗新型冠状病毒感染有效。     

基于人芳香酶的雄甾烷衍生物抗乳腺癌构效关系研究

为研究以雄甾烷衍生物作为人芳香酶抑制剂的构效关系,以ZINC数据库中80%相似性的5045种类似结构化合物为配体,利用蛋白质晶体数据(3EQM)通过Sybyl软件中的SurFlex模块进行分子对接虚拟筛选并打分,得到分值在8.0分以上的25个化合物作为中靶化合物.     

新药研发网格中药物分子的对接方法

建立药物分子优化的粗略和精细对接模型,通过最小化分子间的相互作用得到最优的药物分子取向和构型.粗略对接只考虑配体的柔性信息,将配体小分子的运动处理为平移、转动和柔性键旋转3部分,而受体为刚性;精细对接则是在粗略对接模型中引入残基基团的概念,将蛋白质受体划分成若干个残基基团,通过这些残基基团的运动近似表征整个蛋白质的柔性.一个自适应的遗传算法被用于求解上述优化模型,该算法采用多种群遗传策略、信息熵控制的空间减缩搜索技术以及拟精确罚函数方法,能够快速而稳定地逼近最优解.将基于上述模型的粗略对接程序AGAsDock和精细对接程序FlexGAsDock用于新药研发网格,测试结果表明:这些程序能够有效地用于药物分子设计,并具有较高的网格计算效率.