Bromodomains识别并结合配体的机理研究

关于酵母重组蛋白内的Bromodomain识别乙酰化赖氨酸的研究近年来受到广泛的关注,但是其识别配体并与之相紧密结合的机理有待进一步的研究。本文采用2015年开发的结合位点拓扑学方法(FCTM)和分子动力学模拟的方式对Bromodomains识别并结合配体的机理进行了充分研究,其中分子动力学模拟时间达24 ns。通过FCTM方法发现结合位点的几何结构具有高度的凹性,且其alphaspace达到了131。分子动力学模拟的结果显示:在模拟的过程中结合位点表面的脯氨酸(Pro66)始终对配体保持着强的分子间相互作用,同时pocket内的水分子分布对配体的氢键网络也一直存在影响。以上结果表明Bromodomains识别并结合配体有两个重要因素:蛋白结构域自身的几何结构和配体受到来自于结合位点表面的氨基酸分子相互作用和pocket内水分子的氢键网络作用。     

花青素主要成分与HER-2激酶区的分子对接

用分子对接方法预测天然植物化学物质与受体蛋白的相互作用位点并探究作用机制。利用MVD(Molecular Virtual Docker 5.5)软件,以HER-2激酶区为受体模板建立活性位点,与12种花青素成分进行分子对接。结果表明12种化合物均能在同一活性腔中与HER-2激酶区对接(MolDock Score:苷元–105 kJ/mol,单葡糖苷–130 kJ/mol),主要作用力是疏水作用和氢键;该活性腔也是ATP与HER-2激酶区的结合(MolDock Score=–161 kJ/mol)位点,花青素的结合可能会干扰ATP与HER-2之间氢键的形成。提示花青素可能以竞争性结合方式阻碍ATP与HER-2的结合,抑制HER-2磷酸化激活及下游信号通路的激活,从而发挥抑癌活性。     

表皮生长因子受体酪氨酸激酶结构域与其抑制剂染料木素的模拟对接

染料木素是表皮生长因子受体酪氨酸激酶结构域(EGFR-TK)高度特异的非竞争性抑制剂.本研究采用AUTODOCK3.05分子对接软件包对EGFR-TK与染料木素进行了模拟对接研究,探究了二者的相互作用机制,为染料木素的抗肿瘤机制提供理论依据.对接结果表明,染料木素结合在EGFR-TK的活性腔中,与EGFR-TK发生了强烈的相互作用,结合自由能△G为-31.2 kJ/mol;染料木素通过干扰TK催化活性结构中Lys721/Glu738离子对的形成而抑制了EGFR-TK的活性,属于非竞争性结合和抑制作用;在结合中,疏水力和氢键发挥了重要作用.     

靶向5-LOX中药黄酮类化合物的活性筛选及其作用方式和共性规律研究

筛选靶向结合炎症相关蛋白5-LOX(5-lipoxygenase,5-脂氧合酶)的中药黄酮类天然产物,分析与5-LOX结合的黄酮类成分及其来源中药的共性规律。本研究借助Discovery Studio 2017 R2分子对接和药效团构建模块,结合SPR分子筛选实验,以及关联网络构建的方法进行研究。研究结果显示,来源于17种中药的18个黄酮类小分子中有11个能够与5-LOX结合,并从分子对接以及药效团构建研究中发现其作用的3种方式和共性特征:(1)部分中药黄酮成分(如木犀草素等)通过结构中的B环与5-LOX在活性位点ASP243形成静电中心相结合;(2)部分中药黄酮成分(如芹菜素等)是通过结构中的A环与活性位点VAL520形成疏水键、与活性位点ASP243形成氢键与5-LOX结合;(3)杨梅苷等黄酮类成分由于极性较强,在没有形成疏水键的情况下,也是通过形成静电中心与5-LOX在活性位点ASP243产生相互作用。此外还发现靶向5-LOX的活性中药黄酮类化合物,大多来源于具有利湿、退黄等功效,性味甘苦寒的景天科中药中。本研究发现了部分靶向5-LOX的中药黄酮类成分及其作用方式和共性规律,为开发靶向5-LOX抗肿瘤新药提供思路和方法。     

基于TCMSP数据库的分子对接虚拟筛选JAK3特异性抑制剂CSCD

以LeDock分子对接软件对TCMSP数据库中的13445种中草药成分小分子与JAK3激酶进行分子模拟对接研究,分析对接结合自由能与配体效率,筛选出18种小分子,再根据受体与配体的相互作用进一步分析,得到7种与JAK3激酶有较好结合作用的小分子,并且发现JAK3激酶分子中氨基酸残基Arg953、Asp967、Lys830、Ala966和Asn954是小分子与酶形成氢键作用的重要位点,为JAK3抑制剂的开发设计提供有力依据。以其他JAK家族成员为靶蛋白,进行反向筛选,发现断马钱子苷(scologanin)对JAK3激酶表现出强结合力与高选择性。本研究意在寻找可以作为JAK3激酶高选择性抑制剂的中草药药效小分子,结果发现断马钱子苷具备相应的潜力,值得进一步深入研究。     

一类中草药有效成分与BCL2相互作用的分子模拟研究

以一类中草药有效成分为研究对象,使用分子对接和分子动力学方法,研究了其与BCL2酶的相互作用。结果表明,筛选出的人参皂苷Re、人参皂苷Rb1具有最好的对接结果。通过分子动力学方法分别获取了人参皂苷Re、人参皂苷Rb1与BCL2结合的稳定结构。其中,人参皂苷Re与Asn143、Arg146、Phe104等9个氨基酸残基有疏水作用,形成了2个稳定性不同的氢键,其中O原子与残基Glu136形成的氢键较为稳定。人参皂苷Rb1分别与残基Phe112、Glu136、Arg146等9个氨基酸残基有疏水作用,形成7个氢键,其中与残基Asp140和Asp103中的O原子形成的2个氢键最为稳定。     

自体骨髓间充质干细胞移植对膝骨性关节炎的疗效观察

目的探讨关节内注射自体骨髓间充质干细胞(BMSC)治疗膝骨性关节炎的临床疗效以及安全性。方法将2010年8月至2013年7月期间在文登整骨医院就诊的80例膝骨关节炎患者根据治疗时间随机平均分为BMSC治疗组和对照组。分别在无菌条件下连续3次每月行关节腔注射培养的BMSC与玻璃酸钠注射治疗。术后3、6、12个月测量西安大略和麦克马斯特大学(WOMAC)骨性关节炎指数可视化量表,记录并发症发生率。治疗前后组间比较采用两样本t检验、卡方检验。结果治疗前治疗组关节评分为(70.9±18.9),对照组关节评分为(69.7±20.9),治疗前两组的WOMAC骨关节炎指数评分比较,差异无统计学意义(P=0.791)。治疗后治疗组WOMAC骨关节炎指数评分(40.9±20.2),对照组WOMAC骨关节炎指数评分为(51.4±21.1),差异有统计学意义(P=0.025)。结论自体BMSC具有较少并发症并能够提高术后的关节功能,是治疗早期膝骨性关节炎的有效新方式。     

脂联素的新角色：经诱导软骨细胞Ⅱ型一氧化氮合酶和炎症因子的合成维持软骨稳态

已有大量研究表明,脂肪细胞因子脂联素（adiponectin）具有调节能量代谢和心血管保护作用,由于抑制内皮细胞炎症反应而抗动脉粥样硬化的发生。但是,对于脂联素在退行性关节炎和／或自身免疫疾病（如风湿性关节炎和骨关节炎）中的作用却了解甚少。近期的研究发现,关节炎患者的软骨脂肪组织和滑膜成纤维细胞是局部脂联素的来源;     

引入显式水分子对接提高蛋白质配体复合物结构的预测精度

在蛋白质复合物界面一般都会存在着一定量的水分子,这些水分子通过空间占据和氢键方式影响蛋白质与配体的位置关系。应用现有的计算机方法研究蛋白质-配体对接时,一般不会显式地考虑水分子的作用。本文显式地将水分子引入蛋白质-配体对接过程,考虑水分子空间占据和氢键能量对复合物对接结构的影响,提出了一种包含水分子的蛋白质-配体对接算法。实验结果表明引入水分子使蛋白质-配体对接质量有明显提高。     

HIV-1跨膜蛋白gp41与N-取代吡咯衍生物的结合模式研究

采用分子对接,分子动力学(MD)模拟和分子力学/泊松-波尔兹曼溶剂可有面积方法与分子力学/广义伯恩溶剂可及面积方法(MM-PBSA/MM-GBSA),预测两种N-取代吡咯衍生物与HIV-1 跨膜蛋白gp41疏水口袋的结合模式与作用机理．分子对接采用多种受体构象,并从结果中选取几种可能的结合模式进行MD 模拟,然后通过MM-PBSA计算结合能的方法识别最优的结合模式. MM-PBSA计算结果表明,范德华相互作用是结合的主要驱动力,而极性相互作用决定了配体在结合过程中的取向．进一步的结合能分解显示,配体的羧基与gp41残基Arg579的静电相互作用对结合有重要贡献．上述工作为进一步优化N-取代吡咯衍生物类的HIV-1融合抑制剂建立了良好的理论基础．     

白花丹止痛喷雾剂对兔膝骨关节炎软骨组织病理形态及TNF-α、IL-6、MDA、SOD的影响

本研究旨在用膝骨关节炎新西兰兔模型,观察白花丹止痛喷雾剂对关节软骨组织形态学改变及炎性细胞因子、自由基表达的影响,探讨白花丹及其新式外用方法在骨性关节炎中作用,为其临床应用提供相应的药效基础。采用Muehleman木瓜蛋白酶膝关节腔内注射法造模,随机分为正常组、模型组、扶他林组、白花丹喷雾剂高、中、低剂量组(分别为2、1、0.5 mg/m L),给药6周后,ELISA法测定血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素6(IL-6)的含量;关节滑膜组织匀浆作丙二醛(MDA,TBA法)、总超氧化物歧化酶(SOD,羟胺法)检测;取胫骨平台关节软骨制作石蜡切片,并行HE染色及甲苯胺蓝染色观察,以改良Mankin's标准进行评分。结果表明白花丹止痛喷雾剂可有效降低新西兰兔膝关节炎模型血清炎性因子TNF-α、IL-6值(P0.05);并有效降低滑膜MDA值、升高SOD值(P0.05);有效降低新西兰兔膝关节炎模型的平均关节炎指数(P0.05);且高、中剂量组在软骨结构、软骨细胞、甲苯胺蓝基质染色、潮线的完整性等项目评分中均优于扶他林组(P0.01或P0.05)。由此提示,白花丹止痛喷雾剂可有效抑制骨关节炎的发展,改善膝关节软骨组织病理形态,并能抑制炎性因子,同时可抗氧化,进而起到治疗作用。     

塞米松棕榈酸酯、维生素B12、利多卡因关节腔内注射对膝关节骨性关节炎患者血清IL-1，MMP-3及TIMP-1水平的影响

目的:研究塞米松棕榈酸酯、维生素B12、利多卡因联合使用对膝骨性关节炎的疗效及对血清白介素-1(IL-1)、软骨基质金属蛋白酶3(MMP-3)、基质金属蛋白酶抑制剂1(TIMP-1)的影响。方法:选取2014年8月至2015年7月新疆医科大学第六附属医院收治的84例膝骨性关节炎患者,根据入院顺序分为观察组和对照组,42例每组。观察组采取塞米松棕榈酸酯、维生素B12、利多卡因进行关节腔内注射,对照组采取中药涂抹方案。评判患者治疗后的临床疗效,比较两组患者治疗前和治疗1个月后血清IL-1、MMP-3、TIMP-1水平、视觉模拟(VAS)评分的变化。结果:治疗后,观察组临床总有效率显著高于对照组(P0.05),两组患者的血清IL-1、MMP-3、VAS评分均显著低于治疗前(P0.05),血清TIMP-1水平明显高于治疗前,且观察组的IL-1、MMP-3、TIMP-1、VAS评分水平显著低于对照组,血清TIMP-1水平明显高于对照组(P0.05)。结论:采取塞米松棕榈酸酯、维生素B12、利多卡因关节腔内注射治疗膝骨性关节炎患者能有效降低患者血清IL-1、MMP-3水平,升高TIMP-1水平,缓解患者疼痛感,临床疗效良好。     

基于中草药活性成分的GSK-3β抑制剂的分子模拟

使用分子对接和分子动力学方法,研究了一类中草药活性成分抑制糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)的机理。结果表明:筛选出的芦丁、杨酶酮、二氢丹参酮I和人参皂苷Rb1能够与GSK-3β良好地结合,其中芦丁、杨酶酮和二氢丹参酮I主要结合于GSK-3β的ATP结合口袋区域,人参皂苷Rb1主要结合于GSK-3β的T-loop区域,配体和蛋白之间形成的氢键的数目和存活率是影响结合能力的主要因素,氢键的形成主要取决于配体中的含氧和含氮基团。基于这些有效成分进行结构设计可能获得GSK-3β的高效抑制剂。     

基于中草药活性成分的GSK-3β抑制剂的分子模拟北大核心CSCD

使用分子对接和分子动力学方法,研究了一类中草药活性成分抑制糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)的机理。结果表明:筛选出的芦丁、杨酶酮、二氢丹参酮I和人参皂苷Rb1能够与GSK-3β良好地结合,其中芦丁、杨酶酮和二氢丹参酮I主要结合于GSK-3β的ATP结合口袋区域,人参皂苷Rb1主要结合于GSK-3β的T-loop区域,配体和蛋白之间形成的氢键的数目和存活率是影响结合能力的主要因素,氢键的形成主要取决于配体中的含氧和含氮基团。基于这些有效成分进行结构设计可能获得GSK-3β的高效抑制剂。     

兔肠道大豆异黄酮还原菌株的分离鉴定及其转化特性

【目的】从兔新鲜粪样中分离对大豆异黄酮黄豆苷原和染料木素具有转化作用的特定细菌菌株。【方法】在厌氧工作站内对獭兔新鲜粪样进行梯度稀释后涂板,挑取单菌落与底物黄豆苷原和染料木素分别厌氧混合培养,用高效液相色谱检测底物被转化情况。【结果】分离得到一株对大豆异黄酮黄豆苷原和染料木素均具有转化作用的革兰氏阳性严格厌氧细菌菌株AUH-JLR41(KJ188150)。根据产物的高效液相保留时间、紫外吸收图谱和质谱分析结果,将菌株AUH-JLR41代谢底物黄豆苷原和染料木素生成的产物分别鉴定为二氢黄豆苷原和二氢染料木素。经手性高效液相系统检测,产物二氢黄豆苷原和二氢染料木素均呈现两个等面积物质峰,表明这两个产物的对映体过量率均为0。通过转化动态研究发现,菌株AUH-JLR41分别在底物黄豆苷原和染料木素加入48 h和72 h后将底物全部转化为产物,该菌株能转化底物黄豆苷原和染料木素的最大浓度均为0.6 mmol/L。经BLAST比对,菌株AUH-JLR41的16S r RNA基因序列与斯奈克氏菌属菌株Slackia equolifaciens DZE(EU377663)的相似性高达99.6%。【结论】兔肠道分离的斯奈克氏菌属菌株Slackia sp.AUH-JLR41在厌氧条件下能将大豆异黄酮黄豆苷原和染料木素分别还原为二氢黄豆苷原和二氢染料木素。     

山奈酚和槲皮素对大鼠体内Neu5Gc合成的影响及分子机制探究

非人源性唾液酸N-羟乙酰神经氨酸(N-glycolylneuraminic acid, Neu5Gc)是红肉中潜在的致癌性因子。唾液酸转移酶是涉及转运其前体物质的关键酶之一。大鼠用不同浓度的山奈酚(kaempferol,KA)和槲皮素(quercetin,Qu)灌胃,并模拟宰前对Neu5Gc合成影响的结果表明,不同浓度的KA、Qu对大鼠体内肌肉组织、肝和肾中Neu5Gc的含量均有一定的影响,最大抑制率分别为36.44%±0.11%和33.37%±0.08%。为探究其抑制机制,采用唾液酸转移酶(sialyltransferase,ST)与KA、Qu进行分子对接和分子动力学模拟分析。分子对接复合物二维相互作用图表明:KA和Qu能有效占据ST特异性抑制剂5′-胞苷单磷酸的活性位点氨基酸残基;对最佳复合物进行200 ns的动力学模拟结果显示,ST和KA产生稳定氢键作用的氨基酸残基主要是His301和Gly298,与Qu产生氢键作用的氨基酸残基主要是Gly293、Glu324、Thr272和Ser276。结合自由能分析表明,范德华力、静电吸引作用对抑制过程具有重要作用。本研究为合成和筛选高效ST抑制剂提供了一定实验依据。     

云南透骨草的化学成分研究

从云南透骨草全草95%乙醇提取物中分离得到11个化合物,经波谱分析鉴定为山奈酚3-O-α-L-吡喃鼠李糖苷(1),番石榴苷(2),滇白珠甲苷(3),槲皮苷(4)(,-)-5’-甲氧基异落叶松脂醇9-O-β-D-木糖苷(5),五味子苷(6)(,–)-表儿茶素(7),异槲皮苷(8),金鸡纳素Ia(9),熊果酸(10)和2,5-双-(β-苯乙基)苯酚(11)。其中化合物1、2、9和11为首次从该植物中分得,化合物11是首次报导的天然产物。     

鬼臼毒素及其衍生物生物合成研究进展

鬼臼毒素(Podophyllotoxin,PTOX)是来源于中药八角莲、山荷叶和桃儿七等鬼臼属植物的芳基四氢萘类木脂素.其化学半合成衍生物依托泊苷和替尼泊苷被用于多种癌症的临床治疗.作为天然产物来源新药创制的典型代表,鬼臼毒素目前依赖天然提取,供求矛盾日渐突出.生物合成具有不受资源限制、反应条件友好等优势,是鬼臼毒素及...     

白珠树属5种药用植物木脂素苷含量的比较

Ｔ.Ｚ.Ｈｓｕ＆Ｒ.Ｃ.Ｆａｎｇ〕是治疗风湿病的民族药,目前还没有评价质量的定性和定量方法。一般认为水杨酸甲酯是可能的有效成分,但根据作者的最新研究[1～3],建议暂用滇白珠木脂素苷含量作滇白珠的质量标准,同时建立[4]和改进[5]了分析木脂素苷的高效液相法,并研究了木脂素苷在滇白珠体内的分布特点及季节和地区对含量的影响[6]。根据作者对白珠树属(ＧａｕｌｔｈｅｒｉａＫａｌｍｅｘＬ.)的研究[7],发现具有抗风湿活性是该属许多植物的一个共同特点,其中至少有15种(变种)植物在民间被用于风湿病治疗[8],为了分析和比较这些植物在相关化…     

轮状病毒非结构蛋白NSP1与干扰素调节因子结合结构域的分析

目的同源模建轮状病毒NSP1 C末端效应区及干扰素调节因子IRF3、IRF5、IRF7结合结构域(IAD)的三维结构,应用分子对接的方法,预测NSP1与IRF的候选结合氨基酸残基。方法以Prot Scale进行疏水性分析,APBS进行表观静电势的分析,采用MODELLER程序进行三维结构的预测,对NSP1 C末端效应区和IRF3、IRF5、IRF7的IAD应用PLATINUM程序进行分子对接,寻找它们的结合位点。结果 NSP1与IRF3、IRF5、IRF7的作用表现为2个不同类型,其中NSP1与IRF3的作用位点集中在效应区LEU 3~ARG 67一个较大范围内;作用方式呈现多样性(疏水作用、芳香共轭作用以及氢键作用);NSP1与IRF5、IRF7的作用位点集中在效应区SER74~GLU87一个较小的范围内,作用方式也表现为单一的氢键作用。结论应用计算机模拟技术预测了NSP1和IRF3、IRF5、IRF7的作用方式及结合位点,为进一步研究NSP1对IRF的作用提供一些新的思路。