Amaryllidaceae Alkaloids from Lycoris radiata

A phytochemical investigation on bulbs of Lycoris radiata resulted in the isolation of three new Amaryllidaceae alkaloids, named 5,6‐dehydrodihydrolycorine ( 1 ), 6β‐acetoxycrinamine ( 2 ), and (+)‐8‐O‐acetylhomolycorine α‐N‐oxide ( 3 ), together with eleven known alkaloids, 4 – 14 . The structures of the new alkaloids were established by means of spectroscopic methods, and the known compounds were identified by comparison of their data with those in the literature. Compound 2 showed cytotoxicity against HL‐60, A‐549, and MCF‐7 cells, with IC₅₀ values of 8.1, 24.3, and 15.0 μM , respectively.     

人类丝氨酸消旋酶的同源模建及其与多肽类抑制剂的分子对接

利用同源模建和分子动力学模拟方法构建了人类丝氨酸消旋酶(hSR)的三维结构, 并利用profile-3D和procheck方法评估了模型的可靠性. 在此基础上用分子对接程序(affinity)将多肽类抑制剂A和B分别与hSR进行对接, 获得了其复合物结构的理论模型. 通过配体与受体之间相互作用能和结构分析给出了此类抑制剂与hSR的具体结合方式, 明确了hSR与此类抑制剂结合时起重要作用的氨基酸残基, 为基于人类丝氨酸消旋酶三维结构的药物设计提供重要的参考信息.     

微波辅助提取石蒜和虎杖中有效成分的动力学模型

基于微波辅助提取(MAE)中药材中化学成分的非稳态扩散过程, 根据Fick第二定律建立了石蒜中石蒜碱、力可拉敏和加兰他敏以及虎杖中白藜芦醇和大黄素微波辅助提取过程的动力学模型. 研究了提取时间、提取温度及药材粒度等因素对石蒜中石蒜碱、力可拉敏和加兰他敏以及虎杖中大黄素和白藜芦醇的提取率的影响, 采用Matlab软件编程对动力学模型进行回归分析, 拟合的动力学模型与实验结果吻合. 根据模型计算了石蒜中石蒜碱、力可拉敏和加兰他敏以及虎杖中大黄素和白藜芦醇在MAE提取过程中的扩散系数D, 与溶剂加热回流法(SRE)比较, 引入增强因子γ, 表征了微波对溶质分子扩散传质的影响及其对不同基质药材作用的差异.     

分子对接和动力学模拟提高嗜热蛋白酶PhpI的活力

通过分子对接和动力学模拟对嗜热蛋白酶的分子进行改造, 确定蛋白酶PH1704(PhpI)定点突变残基, 并通过分子生物学实验进行验证. 突变体K43C的蛋白酶活力提高了5.8倍. 分子动力学模拟结果表明, 经过8 ns的动力学模拟后, K43C突变体二级结构由野生型的S2片层(F11-E12-D13)变成环状结构. E12和K43均是活性位点的重要残基, 这种变化将导致活性位点的柔性增强, 有利于催化反应的发生.     

对羟基杏仁酸合成酶三维结构模建及其与底物的分子对接研究

以对羟基苯丙酮酸双氧化酶(HPPD)的晶体结构为模板, 利用同源模建方法构建了与其高度同源、底物相同但催化功能存在明显差别的对羟基杏仁酸合成酶(HMS)的三维结构, 并对模建结构的合理性进行了分析. 在模建结果的基础上, 对HPPD和HMS分别与底物羟苯基丙酮酸(HPP)进行分子对接计算, 比较了二者结合模式的异同, 为两种同源酶在催化方面差异性的合理阐释提供了一些有益的信息.     

同源模建和分子对接研究HDAC1/HDAC8的选择性

组蛋白去乙酰化酶(HDACs)是近年来治疗肿瘤的重要靶标之一.由于HDACs包含多种亚型,且各亚型的生理功能存在一定的差异,其选择性抑制剂的开发已成为当前的研发热点.我们通过同源模建的HDAC1结构,与已有的HDAC8晶体结构的活性位点进行比较分析,探讨了对两者选择性有重要影响的残基,为基于受体的选择性抑制剂研究提供重要信息.同时选择了52个HDAC抑制剂,分别建立了HDAC1、HDAC8的活性值与对接打分值的线性回归模型.所建的HDAC1和HDAC8的线性构效关系模型的非交叉验证系数R2分别为0.82和0.80,表明具有一定的统计学意义.利用所建模型对已设计合成的化合物进行了预测,预测结果对HDAC1、HDAC8选择性抑制剂的优化改造提供了一定的指导意义.     

微波辅助提取石蒜和虎杖中有效成分的热力学机理研究

采用微波辅助提取(MAE)技术研究了石蒜和虎杖两种不同植物中石蒜碱、力可拉敏和加兰他敏以及白藜芦醇和大黄素提取过程的热力学机理. 以溶剂回流提取方法(SRE)作为对比, 采用一种简单的测定提取分配系数的方法, 计算了这些组分在两种提取过程中的热力学函数ΔH0, ΔS0和ΔG0, 对其化学结构与极性以及在MAE过程中的热力学行为进行了讨论, 并用扫描电镜法观察了MAE和SRE提取后样品的细胞结构. 结果表明, 石蒜和虎杖的提取是一个吸热熵增的过程, 微波的作用导致石蒜和虎杖细胞结构发生显著变化, 使MAE热力学函数变化较大, 其提取过程的热力学行为特征与SRE明显不同, 但提取效率提高.     

Modification of PAE-degrading Esterase(CarEW) for Higher Degradation Efficiency Through Integrated Homology Modeling,Molecular Docking,and Molecular Dynamics Simulation

Six phthalate acid esters(PAEs) priority pollutants[dimethyl phthalate(DMP), diethyl phthalate(DEP), dibutyl phthalate (DBP or DNBP), di-n-octyl phthalate(DNOP), di 2-ethyl hexyl phthalate(DEHP), and butyl benzyl phthalate(BBP)] were opted as the research object. PAE-degrading esterase CarEW(PDB ID:1C7I) isolated from Bacillus subtilis acting as a template and an iterative saturation mutation strategy was adopted to modify key amino acids to attain efficient PAE-degrading esterase substitutes with a reasonable structure constructed by homology modeling method. Present study designed a total of 285 unit-site and multi-site substitutions of PAE-degrading esterase using the homology modeling method. Among them, 207 PAE-degrading esterase substitutions, which contained the 6-site PAE-degrading esterase substitute 1C7I-6-9 with 84.21% enhancement intensity of degradation ability revealed better degradability to all the 6 PAEs after modification. Moreover, molecular dynamics simulation based on the Taguchi method reported the optimal external application environment for PAE-degrading esterase substitutes as follows:pH=6, T=35℃, the rhamnolipid concentration was 50 mg/L, the molar ratio of nitrogen to phosphorus(N:P) was 10:1, the concentration of H₂O₂ was 50 mg/L, and the voltage gradient was 1.5 V/cm. The degradation ability of PAE-degrading esterase substitutes was found to be elevated by 13.04% as compared to that of the blank control under the optimal condition. Moreover, 11 highly efficient PAE-degrading esterase substitutes with thermal stability were designed.     

CCK1受体的同源模拟和分子对接研究

采用同源建模法对CCK1受体的三维结构进行了模拟,并采用分子动力学方法对模型进行修正和优化,再采用与训练集激动剂和拮抗剂分子对接的方法分别得到激动状态和拮抗状态CCK1受体的三维结构模型。得到的模型使用DOCK对接软件对训练集中的分子进行对接,所得结果与其实际活性拟合度较好,说明我们建立的激动和拮抗状态下的CCK1受体的三维结构模型比较合理,可以作为化合物虚拟筛选的模型对新化合物进行虚拟筛选。     

趋化因子CCR2的同源模建,分子对接和3D-QSAR研究

趋化因子CCR2参与炎症反应、免疫移植排斥和肿瘤的发生,已成为新的研究热点。本文以CCR5的晶体结构为模板,同源模建CCR2的结构,并用CCR2小分子抑制剂与其进行分子对接以得到小分子的最优构象。在对接叠合的基础上建立了QSAR模型,采用比较分子场分析(Co MFA)以及比较分子相似性分析(Co MSIA)研究得到Co MFA和Co MSIA模型最佳评价参数分别为q2=0.743,r2=0.968和q2=0.68,r2=0.978。3D-QSAR模型的等势图分析表明,改造配体R3基团可提高化合物活性。所建模型稳定性好、预测性强,对基于CCR2的小分子抑制剂的设计、优化和改造提供了参考。     

Molecular Docking of 3-Methylindole-containing Drugs Binding into CYP3A4

Drugs SPD-304(6,7-dimethyl-3-{[methyl-(2-{methyl-[1-(3-trifluoromethyl-phenyl)-1H-indol-3-ylmethyl]- amino}-ethyl)-amino]-methyl}-chromen-4-one) and zafirlukast contain a common structural element of 3-substituted indole moiety which closely relates to a dehydrogenated reaction catalyzed by cytochrome P450s(CYPs). It was reported that the dehydrogenation can produce a reactive electrophilic intermediate which cause toxicities and inactivate CYPs. Drug L-745,870(3-{[4-(4-chlorophenyl)piperazin-1-yl]-methyl}-1H-pyrrolo- 2,3-β-pyridine) might have similar effect since it contains the same structural element. We used molecular docking approach combined with molecular dynamics(MD) simulation to model three-dimensional(3D) complex structures of SPD-304, zafirlukast and L-745,870 into CYP3A4, respectively. The results show that these three drugs can stably bind into the active site and the 3-methylene carbons of the drugs keep a reasonable reactive distance from the heme iron. The complex structure of SPD-304-CYP3A4 is in agreement with experimental data. For zafirlukast, the calculation results indicate that 3-methylene carbon might be the dehydrogenation reaction site. Docking model of L-745,870-CYP3A4 shows a potential possibility of L-745,870 dehydrogenated by CYP3A4 at 3-methylene carbon which is in agreement with experiment in vivo. In addition, residues in the phenylalanine cluster as well as S119 and R212 play a critical role in the ligands binding based on our calculations. The docking models could provide some clues to understand the metabolic mechanism of the drugs by CYP3A4.     

分子对接方法的应用与发展

分子对接方法加快了药物开发周期,具有快速、准确度高等优点.本文详述了分子对接方法的基本原理,及分子对接空间和能量的匹配要求和优化时的各种方法.综述了该方法在药物设计、药理分析和探测生命体系等方面的应用.     

Thermus thermophilus木糖异构酶与木糖醇的分子对接及模型分析

在1BXB结构基础上, 通过分子对接方法构建木糖异构酶与抑制剂木糖醇的复合物模型, 为合理设计解除木糖醇对木糖异构酶的抑制及进一步揭示木糖醇对该酶抑制机理提供参考.     

金丝桃素分子结构及其与HIV病毒蛋白酶作用的分子动力学研究

采用用计算化学方法研究金丝桃素分子结构特征, 并用分子动力学方法研究其与HIV蛋白酶的相互作用, 探讨其可能的抗HIV病毒作用机理. 结果表明, 金丝桃素分子结构具有刚性特征, 与HIV蛋白酶在酶的催化活性位点与ASP-A25 and ASP-B25以氢键作用相结合.     

3C-like蛋白酶抑制剂的构效关系、分子对接和分子动力学

3C-like蛋白酶是中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）等其它冠状病毒的繁殖过程中极为重要的蛋白酶。它已成为人类在抗冠状病毒领域中的研究热点。本文基于计算生物学方法对与MERS-CoV同属的蝙蝠冠状病毒HKU4（HKU4-CoV）的43个肽类3C-like蛋白酶抑制剂分子,建立三维定量构效关系（3D-QSAR）模型。在基于配体叠合的基础上,发现比较分子相似性指数分析法（CoMSIA）中的四个场组合（位阻场、静电场、氢键供体场与氢键受体场）为最优的模型（Q²=0.522,R_ncv²=0.996,R_pre²=0.904;Q²：交叉验证相关系数,R_ncv²：非交叉验证相关系数,R_pre²：验证集分子的预测值相关系数）,并借助该模型通过分子对接（docking）与分子动力学（MD）方法阐明了配受体结合作用。实验结果表明：（1）基于最优的CoMSIA模型基础上的三维等势图形象地说明了分子基团的位阻作用、静电作用、氢键供体与氢键受体作用对分子生物活性的影响;（2）分子对接研究结果显示了疏水性以及结晶水、氨基酸His166和Glu169在配体和受体结合过程中产生重要作用;（3）分子动力学模拟进一步验证了分子对接模型的可靠性,并发现了两个新的关键氨基酸Ser24与Gln192,它们与配体产生了两个较强的氢键。此外,根据这些结果,一些新的具有潜在抑制活性的肽类化合物作为3C-like蛋白酶抑制剂被获得。以上结果能够帮助深入了解3C-like蛋白酶与肽类抑制剂的作用机理,并且能够为今后的抗MERS-CoV药物设计提供有价值的参考。     

微波辅助提取-气相色谱-质谱法测定石蒜中加兰他敏和力可拉敏

采用乙醇(95+5)溶液于70℃提取石蒜中加兰他敏和力可拉敏,所得提取液经过滤后旋转蒸发至干。残渣溶于盐酸(2+98)溶液中,用氯仿萃取3次以除去杂质,用氨水调节水相酸度至pH 10,再用氯仿萃取3次,合并萃取液并蒸发至干。用甲醇溶解残渣,所得溶液用DB-5MS毛细管柱分离,进样量为1μL。质谱分析中采用电子轰击离子源及在(m/z)50～550范围内全扫描方式检测。检索图谱库NBS 75K.L及NIST 147对样品作定性分析,并根据[M~+]286及[M~+]288的丰度分别对加兰他敏和力可拉敏作定量分析。对方法做回收及精密度试验,测得回收率在93.0%～106.0%之间,相对标准偏差(n=9)为5.5%(加兰他敏)和2.4%(力可拉敏)。     

基于分子对接和自由能计算的高活性苯并噻唑类ROCK抑制剂的设计、合成和生物学评价

以3个已报道的苯并噻唑类Rho关联含卷曲螺旋蛋白激酶(ROCK)抑制剂(化合物1~3)为研究对象,经分子动力学模拟获得其在ROCK2蛋白结合口袋中的稳定结合构象,通过分子对接结果从氨基酸角度初步揭示了此类抑制剂的结构-活性关系(SAR);然后,对这3个抑制剂进行MM/GBSA结合自由能(ΔG_(bind))研究,结合自由能计算可知ΔG_(bind)与化合物活性之间具有良好的相关性,且范德华作用能(ΔG_(VDW))对ΔG_(bind)的贡献最大.通过自由能分解获得了对于高活性抑制剂具有重要影响的关键残基.最后,根据分子对接和自由能研究结果设计并合成了3类新型苯并噻唑类似物(D1~D10).生物学评价结果表明,这10个化合物分别具有11~288 nmol/L(ROCK1)和2~105 nmol/L(ROCK2)的抑制活性.其中,化合物D3~D5在人肝微粒体代谢研究中展现出比已报道化合物更高的代谢稳定性.本研究不仅为高活性ROCK抑制剂的设计提供了理论指导,也为ROCK的应用研究提供了一系列结构新颖的高活性抑制剂.     

A Comparison of Three Heuristic Algorithms for Molecular Docking

Thed0ckingpr0cedurebetweeninhibitorsandproteinisaverys0phisticatedoptimizati0npr0blem;itisverydifficuIttocarry0utminimizati0nusinggradientmeth0dssuchasthesteepestdescentmeth0d,Gauss-Newtonmethod,whichareveryeasytofallint0theI0calpotentialwellsandverydifficultt0escapefr0mthem.S0s0meheuristicmeth0dshavebeenintr0ducedint0thestudies0fmolecuIarrec0gniti0n.Howt0chooseadequate0ptin1izationmeth0dinthed0ckingprocedureiscriticaIt0thecalcuIati0nresults.Inthispaper,wedescribetheimplementati0nandc0mpari…     

人顶体酶三维结构的同源模建及其与KF950的分子对接研究

采用同源模建方法首次构建了人顶体酶的三维结构模型, 模型的可靠性经Ramachandran图和Profile_3D图验证. 采用InsightII/Binding site方法准确定位了人顶体酶的活性位点, 并研究了顶体酶重要功能残基在活性位点的立体分布. 在此基础上, 通过柔性分子对接方法首次阐明了顶体酶高效抑制剂KF950与靶酶活性位点的相互作用模式, 发现特异性的氢键相互作用是KF950产生高抑制活性的重要分子基础. 其研究结果将为合理设计新型顶体酶抑制剂, 寻找男性口服避孕药奠定坚实基础.