基于虛擬篩選的連翹抗炎作用的物質(zhì)基礎(chǔ)研究*

沈　霞　孫延芳　王　昊

浙江理工大學(xué)(杭州 310018)

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基于虛擬篩選的連翹抗炎作用的物質(zhì)基礎(chǔ)研究*

沈霞△孫延芳王昊△

浙江理工大學(xué)(杭州 310018)

摘要目的：運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬的方法，篩選出連翹中化學(xué)成分作用炎癥因子白細(xì)胞介素-6的物質(zhì)基礎(chǔ)，為連翹治療流感病毒免疫損傷方面提供前期基礎(chǔ)。方法：采用Autodock4.2軟件進(jìn)行分子對(duì)接。結(jié)果：模擬分析得出連翹150個(gè)化學(xué)成分中有74個(gè)成分的對(duì)接分?jǐn)?shù)高于IL-6與其配體的對(duì)接得分，約占總體的49%；分?jǐn)?shù)最高的結(jié)構(gòu)為Betulonic acid(-7.62)；得分前三的結(jié)構(gòu)均歸屬于五環(huán)三萜類(lèi)。結(jié)論：本文豐富了連翹治療流感病毒免疫損傷方面的機(jī)理，五環(huán)三萜類(lèi)成分有望成為治療流感病毒免疫損傷的先導(dǎo)化合物。

主題詞Autodock連翹IL-6流感病毒

流行性感冒是由流感病毒引起的一種急性上呼吸道傳染病,具有傳播速度快、傳染性強(qiáng)、潛伏期短、致病性強(qiáng)等特點(diǎn),對(duì)人類(lèi)的生命和健康構(gòu)成了很大的威脅[1]。目前，治療流感病毒的藥物主要以?shī)W司他韋[2]，扎那米韋[3]等化學(xué)藥物為主。化學(xué)藥抗流感病毒具有見(jiàn)效快、療效高、作用準(zhǔn)確等特點(diǎn)[4]。但是，人們對(duì)于奧司他韋和扎那米韋的依賴(lài)日漸增長(zhǎng)，使得其出現(xiàn)高度耐藥性[5]。而中藥在抗流感病毒方面有其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),不良反應(yīng)相對(duì)較低,不易形成耐藥性[6]。中藥治療流感，關(guān)鍵不在于對(duì)流感病毒的直接殺傷，而在于對(duì)機(jī)體免疫功能的調(diào)節(jié)，尤其對(duì)炎性損傷的修復(fù)作用[7]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，細(xì)胞因子 TNF-α,IL-6,IFN-γ,IL-10與調(diào)節(jié)和介導(dǎo)炎癥反應(yīng)密切相關(guān)[8]。其中IL-6是多功能細(xì)胞因子,是炎性介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵成份,在炎癥反應(yīng)中起重要作用[9-10]。而連翹為雙黃連、銀翹散等40 余種藥物的重要成分，具有明確的體外抗流感病毒作用[11-12]。本文以此為切入點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬[13-14]的方法，篩選出連翹作用于IL-6的物質(zhì)基礎(chǔ)。

1數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與方法

1.1數(shù)據(jù)準(zhǔn)備在TCMSP[15]2.0數(shù)據(jù)庫(kù)(http://lsp.nwsuaf.edu.cn/tcmsp.php中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù))中獲得連翹中的化學(xué)成分。在PDB數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.rcsb.org)中得到IL-6蛋白及其配體L(+)-TARTARIC ACID。

1.2方法運(yùn)用分子對(duì)接軟件autodock4.2對(duì)靶蛋白與小分子分別進(jìn)行對(duì)接打分。對(duì)接后以IL-6與其配體對(duì)接的自由能為比對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)連翹中有效化合物進(jìn)行篩選。

2結(jié)果

2.1連翹中有49%的成分對(duì)接得分高于配體與靶蛋白的分?jǐn)?shù)通過(guò)運(yùn)用分子對(duì)接軟件算出配體L(+)-TARTARIC ACID與靶蛋白IL-6的結(jié)合自由能為-3.8。連翹中Betulonic acid、Mairin、Oleanolic acid這三種化合物得分最高，與靶蛋白結(jié)合最緊密。此外連翹中150個(gè)化學(xué)成分中有74個(gè)化學(xué)成分與靶蛋白IL-6對(duì)接的得分高于配體與靶蛋白的得分,約占總體的49%。這說(shuō)明連翹在抗炎方面發(fā)揮治療作用顯著。

2.2五環(huán)三萜類(lèi)結(jié)構(gòu)占明顯優(yōu)勢(shì)得分前三的化合物分別為Betulonic acid、Mairin、Oleanolic acid，查其結(jié)構(gòu)，均屬于五環(huán)三萜類(lèi)。分析對(duì)接效果如圖1，配體只與3個(gè)氨基酸發(fā)生相互作用，而得分前三的化合物均與5～6個(gè)氨基酸發(fā)生相互作用，這使得小分子與靶蛋白間的結(jié)合更為穩(wěn)定。從而說(shuō)明連翹抗炎的分子機(jī)理是多成分作用于同一靶點(diǎn)而發(fā)揮良好臨床效果。且在連翹眾多成分中，五環(huán)三萜類(lèi)為抗炎的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖1　靶蛋白IL-6與路路通酸、白樺脂酸、齊墩果酸對(duì)接示意圖

3討論本實(shí)驗(yàn)有別于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法，應(yīng)用分子對(duì)接的方法，從連翹150種化合物中虛擬篩選出抗炎的主要化合物。從分子層面闡述了連翹作用IL-6治療流感病毒免疫損傷的物質(zhì)基礎(chǔ)。結(jié)果表明，其最有希望成為先導(dǎo)化合物的結(jié)構(gòu)為五環(huán)三萜類(lèi)，這與其原配體(酸類(lèi))的結(jié)構(gòu)存在差異，為以后的抗炎新藥的研究提供了新的方向。

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(收稿2015-08-10；修回2015-09-06)

【中圖分類(lèi)號(hào)】R966

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

doi：10.3969/j.issn.1000-7369.2016.01.057

*浙江省高校生物學(xué)重中之重學(xué)科開(kāi)放基金資助(2015D12)

△陜西中醫(yī)藥大學(xué)(西安 712046)