复方心可舒治疗冠心病多靶点作用的分子对接

doi:10.3866/PKU.WHXB201202212

物理化学学报 >> 2012, Vol. 28 >> Issue (05): 1257-1264.doi: 10.3866/PKU.WHXB201202212

复方心可舒治疗冠心病多靶点作用的分子对接

胡衍保¹, 彭静波¹, 顾硕², 裴剑锋², 邹忠梅¹

1. 中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所, 北京 100193;
2. 北京大学理论生物学中心, 北京 100871

收稿日期:2011-11-22 修回日期:2012-02-07 发布日期:2012-04-26
通讯作者: 裴剑锋, 邹忠梅 E-mail:zmzou@implad.ac.cn; jfpei@pku.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(81073021)和“重大新药创制”科技重大专项(2009ZX09501-002, 2012ZX09301002-001)资助项目

Molecular Docking in Xin-Ke-Shu Preparation's Multi-Target Effect on Coronary Heart Disease

HU Yan-Bao¹, PENG Jing-Bo¹, GU Shuo², PEI Jian-Feng², ZOU Zhong-Mei¹

1. Institute of Medicinal Plant Development, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College, Beijing 100193, P. R. China;
2. Center for Theoretical Biology, Peking University, Beijing 100871, P. R. China

Received:2011-11-22 Revised:2012-02-07 Published:2012-04-26
Contact: PEI Jian-Feng, ZOU Zhong-Mei E-mail:zmzou@implad.ac.cn; jfpei@pku.edu.cn
Supported by:
The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (81073021) and“Innovative Drug Development”Key Project of the Ministry of Science and Technology of China (2009ZX09501-002, 2012ZX09301002-001).

摘要/Abstract

摘要： 心可舒为治疗冠心病的常用中药复方, 临床疗效确切, 但是其效应物质基础和作用机制一直没有得到明确的解释. 本文以从心可舒中直接鉴定出的51 个化学成分和过氧化物酶体增生物激活受体γ (PPAR-γ), 血管紧张素I 转化酶(ACE), 羟甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR), 环氧合酶2 (COX-2)以及凝血酶(thrombin)等5个冠心病相关靶点为研究对象, 采用LibDock 和AutoDock 2种分子对接程序联合对接的方法对以上化学成分和靶点的相互作用进行探讨. 首先用均方根偏差(RMSD)和富集因子(EF)考察了2种程序对于5个靶点受体配体结合体系的适用性, 进而发现当2 种程序联合使用时, 各靶点的富集因子较程序单独使用时有明显的提高,因而最终使用LibDock 和AutoDock 联合进行筛选. 计算结果表明心可舒中的葛根苷A、葛根苷B、丹酚酸A和丹酚酸C 4 个化合物可能作用于2 个或者2 个以上的靶点, 另外还有8 个化合物能够分别作用于5 个靶点的其中1个靶点. 本研究初步阐释了心可舒多靶点作用的分子机制, 为心可舒的后期开发提供了一定的参考.

关键词: 分子对接, 心可舒, 中药复方, 冠心病, 多靶点作用, 富集因子

Abstract: Xin-Ke-Shu (XKS), a traditional Chinese medicine (TCM) preparation, has been widely used for treatment of coronary heart disease (CHD) in China. However, the active constituents of XKS and their interactions with targets remain unclear. In this study, we assessed two docking programs, LibDock and AutoDock, by calculating the root-mean-square deviation (RMSD) of X-ray structure reproduction and the enrichment factor (EF) in virtual screening; both proved to be practical in our protein-ligand complex systems. Moreover, the combined use of the two programs yielded better EFs for each target. We therefore used a combination of the two programs to investigate the interactions of the 51 chemical constituents identified from XKS with five CHD targets, namely peroxisome proliferator activated receptor γ (PPAR-γ), angiotensin-converting enzyme (ACE), hydroxymethylglutaryl coenzyme A receptor (HMGR), cyclooxygenase-2 (COX2), and thrombin. The docking results suggest that pueroside A, pueroside B, salvianolic acid A, and salvianolic acid C can interact with two or more targets, and the other eight compounds may be potent for at least one of the five targets. In this research, we propose a strategy for studying TCM preparations, and suggest that XKS has a multi-target effect on CHD.

Key words: Docking, Xin-Ke-Shu, Traditional Chinese medicine, Coronary heart disease, Multi-target effect, Enrichment factor

胡衍保, 彭静波, 顾硕, 裴剑锋, 邹忠梅. 复方心可舒治疗冠心病多靶点作用的分子对接[J]. 物理化学学报, 2012, 28(05), 1257-1264. doi: 10.3866/PKU.WHXB201202212

HU Yan-Bao, PENG Jing-Bo, GU Shuo, PEI Jian-Feng, ZOU Zhong-Mei. Molecular Docking in Xin-Ke-Shu Preparation's Multi-Target Effect on Coronary Heart Disease[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28(05), 1257-1264. doi: 10.3866/PKU.WHXB201202212

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201202212

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2012/V28/I05/1257

参考文献

(1) Mozaffarian, D.; Micha, R.;Wallace, S. PLoS Med. 2010, 7 (3), e1000252.

(2) Zhang, X. H.; Lu, Z. L.; Liu, L. Heart (London, U. K.) 2008, 94, 1126.
(3) Liu,W. D.; Yuan, Q. Shaanxi Journal of Traditional Chinese Medicine 2007, 28, 1527. [刘卫东, 袁琦. 陕西中医, 2007, 28, 1527.]
(4) Zhang, Q.; Yu, X. H.; Sun, N. L. Chinese Journal of Practical Internal Medicine 2007, 27, 1301. [张前, 于晓红, 孙宁玲. 中国实用内科杂志, 2007, 27, 1301.]
(5) Ji, B. Z.; Zhang, J. H.; Ji, J. J. Shandong Journal of Traditional Chinese Medicine 2005, 24, 150. [纪宝佐, 张经华, 纪军军. 山东中医杂志, 2005, 24, 150.]
(6) Zhao, Z. M.; Zhao,W.W. Traditional Chinese Drug Research & Clinical Pharmacology 2005, 16, 106. [赵自明, 赵玮玮. 中药新药与临床药理, 2005, 16, 106.]
(7) Lu, J. P.; Ouyang, J. P. Liaoning Journal of Traditional Chinese Medicine 2002, 29, 302. [卢金萍, 欧阳静萍. 辽宁中医杂志, 2002, 29, 302.]
(8) Lu, J. P.; Ouyang, J. P. Medical Journal of Wuhan University 2003, 24, 254. [卢金萍, 欧阳静萍. 武汉大学学报(医学版), 2003, 24, 254.]
(9) Zeng, M. G.; Chen, L.W.; Zheng, C. S.; Du, J. Chinese Journal of New Drugs and Clinical Remedies 2007, 26, 892. [曾茂贵, 陈立武, 郑春松, 杜建. 中国新药与临床杂志, 2007, 26, 892.]
(10) Zheng, C. S.; Chen, L.W.; Du, J.; Ye, H. Z. Chinese Journal of Clinical Pharmacology and Therapeutics 2007, 12, 892. [郑春松, 陈立武, 杜建, 叶蕻芝. 中国临床药理学与治疗学, 2007, 12, 892.]
(11) Ma, S. T.; Liu, P. X.; Long,W.; Yu, J.; Xu, Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 2080. [马世堂, 刘培勋, 龙伟, 禹洁, 徐阳. 物理化学学报, 2009, 25, 2080.]
(12) Huang, Q.; Qiao, X. B.; Xu, X. J. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007, 17, 1779.

(13) Gu, J. Y.; Yuan, G.; Zhu, Y. H.; Xu, X. J. Sciencein China Series B: Chemistry 2009, 39, 1415. [古江勇, 袁谷, 朱永宏, 徐筱杰. 中国科学B 辑: 化学, 2009, 39, 1415.]
(14) Zheng, C. S.; Huang, Q.; Li, X. D.; Liu, X. X.; Xu, X. J. Comput. Appl. Chem. 2009, 26, 9. [郑春松, 黄钦, 李旭东, 刘献祥, 徐筱杰. 计算机与应用化学, 2009, 26, 9.]
(15) Li, H. L.; Gao, Z. T.; Kang, L.; Zhang, H. L.; Yang, K.; Yu, K. Q.; Luo, X. M.; Zhu,W. L.; Chen, K. X.; Shen, J. H.;Wang, X. C.; Jiang, H. L. Nucleic Acids Res. 2006, 34 (Suppl.2),W219.

(16) Zhang, S. D.; Lu,W. Q.; Liu, X. F.; Diao, Y. Y.; Bai, F.;Wang, L. Y.; Shan, L.; Huang, J.; Li, H. L.; Zhang,W. D. Med. Chem. Commun. 2011, 2, 471.

(17) Warren, G. L.; Andrews, C.W.; Capelli, A.; Clarke, B.; Lalonde, J.; Lambert, M. H.; Lindvall, M.; Nevins, N.; Semus, S. F.; Senger, S.; Tedesco, G.;Wall, I. D.;Woolven, J. M.; Peishoff, C. E.; Head, M. S. J. Med. Chem. 2006, 49, 5912.

(18) Diller, D. J.; Merz, K. M., Jr. Proteins: Struct. Funct. Genet. 2001, 43, 113.

(19) Morris, G. M.; Huey, R.; Lindstrom,W.; Sanner, M. F.; Belew, R. K.; Goodsell, D. S.; Olson, A. J. J. Comput. Chem. 2009, 30, 2785.

(20) Chen, R. J.; Chung, T. Y.; Li, F. Y.; Yang,W. H.; Jinn, T. R.; Tzen, J. T. Acta Pharmacol. Sin. 2010, 31, 696.

(21) Chen, R. J.; Chung, T. Y.; Li, F. Y.; Lin, N. H.; Tzen, J. T. Acta Pharmacol. Sin. 2009, 30, 61.

(22) Khan, I.; Nisar, M.; Ebad, F.; Nadeem, S.; Saeed, M.; Khan, H.; Samiullah; Khuda, F.; Karim, N.; Ahmad, Z. J. Ethnopharmacol. 2009, 121, 175.

(23) Konkimalla, V. B.; Efferth, T. Biochem. Pharmacol. 2010, 80, 39.

(24) Smellie, A.; Teig, S. L.; Towbin, P. J. Comput. Chem. 1995, 16, 171.

(25) Goodford, P. J. J. Med. Chem. 1985, 28, 849.

(26) Morris, G. M.; Goodsell, D. S.; Halliday, R. S.; Huey, R.; Hart, W. E.; Belew, R. K.; Olson, A. J. J. Comput. Chem. 1998, 19, 1639.

(27) Accelrys Software Inc. Discovery Studio Modeling Environment, Release 2.5.5; Accelrys Software Inc.: San Diego, USA, 2010.
(28) Morris, G. M.; Huey, R.; Lindstrom,W.; et al . AutoDock, Release 4.2.3; The Scripps Research Institute: La Jolla, USA, 2010.
(29) Peng, J. B.; Jia, H. M.; Liu, Y. T.; Zhang, H.W.; Dong, S.; Zou, Z. M. J. Pharm. Biomed. Anal. 2011, 55, 984.

(30) CambridgeSoft Corp. ChemDraw Ultra 8.0, Version 8.0; CambridgeSoft Corp.: Cambridge, USA, 2003.

(31) CambridgeSoft Corp. Chem3D Ultra 8.0, Version 8.0; CambridgeSoft Corp.: Cambridge, USA, 2003.
(32) Allinger, N. L. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 8127.

(33) Berman, H. M.;Westbrook, J.; Feng, Z.; Gilliland, G.; Bhat, T. N.;Weissig, H.; Shindyalov, I. N.; Bourne, P. E. Nucleic Acids Res. 2000, 28, 235.

(34) Bekhit, A. A.; Fahmy, H. T. Y.; Rostom, S. A. F.; Bekhit, A. E. A. Eur. J. Med. Chem. 2010, 45, 6027.

(35) Ghodsi, R.; Zarghi, A.; Daraei, B.; Hedayati, M. Bioorg. Med. Chem. 2010, 18, 1029.

(36) El-Sayed, M. A. A.; Abdel-Aziz, N. I.; Abdel-Aziz, A. A. M.; El-Azab, A. S.; Asiri, Y. A.; El-Tahir, K. E. H. Bioorg. Med. Chem. 2011, 19, 3416.

(37) Wu, D. H.; Xu, X. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 446. [吴钉红, 徐筱杰. 物理化学学报, 2009, 25, 446.]
(38) Gohlke, H.; Hendlich, M.; Klebe, G. J. Mol. Biol. 2000, 295, 231.
(39) Huang, N.; Shoichet, B. K.; Irwin, J. J. J. Med. Chem. 2006, 49, 6789.

(40) DUD-A Directory of Useful Decoys. http://dud.docking.org/; accessed May 24, 2011.

(41) Gai,W.; Zhang, Y. L.; Ai, L.; Qiao, Y. J. Chin. J. Nat. Med. 2010, 8, 51. [盖伟, 张燕玲, 艾路, 乔延江. 中国天然药物, 2010, 8, 51.]

(42) Hilpert, K.; Ackermann, J.; Banner, D.W.; Gast, A.; Gubernator, K.; Hadváry, P.; Labler, L.; Müller, K.; Schmid, G.; Tschopp, T. B.; van deWaterbeemd, H. J. Med. Chem. 1994, 37, 3889.

(43) Delano,W. L. The PyMOL Molecular Graphics System, Version 1.3; Schrödinger, LLC: New York, USA, 2010.
(44) Fan, H. Y.; Fu, F. H.; Yang, M. Y.; Xu, H.; Zhang, A. H.; Liu, K. Thromb. Res. 2010, 126, e17.
(45) Sun, A. J.; Liu, H. Y.;Wang, S. J.; Shi, D. Z.; Xu, L.; Cheng, Y.; Wang, K. Q.; Chen, K. J.; Zou, Y. Z.; Ge, J. B. Br. J. Pharmacol. 2011, 164, 2042.

(46) Duan, A. X.; Chen, J.; Liu, H. D.; Liu, X. H.; Lu, X. Q. J. Anal. Sci. 2009, 25, 473. [段爱霞, 陈晶, 刘宏德, 刘秀辉, 卢小泉. 分析科学学报, 2009, 25, 473.]

[1]	孔维恺忻, 廉靖靖, 彭超, 朱杰, 郑钰琳, 黄巍然, 张博文, 段桂芳, 马琳, 彭晓东, 马维宁, 朱素杰, 黄卓. 联用多步骤虚拟筛选方法发现具有新母核的GABA_A受体正性变构调节剂[J]. 物理化学学报, 2024, 40(1): 2302044 - .
[2]	邓迎春,柳青,黄强. 禽流感病毒HA蛋白与人受体的分子对接[J]. 物理化学学报, 2017, 33(3): 633 -641 .
[3]	邓玉玲,余璐,黄强. 人类蛋白激酶组的多靶点分子对接系统[J]. 物理化学学报, 2016, 32(9): 2355 -2363 .
[4]	徐诗文,林东强,姚善泾. 人血白蛋白结合位点Ⅱ的分子结合模式研究[J]. 物理化学学报, 2016, 32(7): 1819 -1828 .
[5]	林峰,付新梅,王超,蒋思宇,王景辉,张述伟,杨凌,李燕. 3C-like蛋白酶抑制剂的构效关系、分子对接和分子动力学[J]. 物理化学学报, 2016, 32(11): 2693 -2708 .
[6]	罗棋耀,王紫鋆,金宏威,刘振明,张亮仁. 分子对接打分修正及在内皮脂肪酶选择性抑制剂筛选中的应用[J]. 物理化学学报, 2016, 32(10): 2606 -2619 .
[7]	张淑贞,郑超,朱长进. 芳香噻嗪类衍生物作为选择性醛糖还原酶抑制剂的分子对接和基于受体的三维定量构效关系研究[J]. 物理化学学报, 2015, 31(12): 2395 -2404 .
[8]	刘海春,卢帅,冉挺,张艳敏,徐金星,熊潇,徐安阳,陆涛,陈亚东. 基于分子对接和QSAR方法预测B-Raf II型抑制剂活性[J]. 物理化学学报, 2015, 31(11): 2191 -2206 .
[9]	康从民, 赵绪浩, 王新宇, 程家高, 吕英涛. 五元杂环并嘧啶类胸苷酸合成酶抑制剂的构效关系和分子对接[J]. 物理化学学报, 2013, 29(02): 431 -438 .
[10]	白姝, 周荣, 刘夫锋. 胰蛋白酶定向固定化亲和配基的理性设计[J]. 物理化学学报, 2013, 29(02): 439 -448 .
[11]	黄阳玉, 阳秀凤, 李昊田, 纪晓峰, 程洪礼, 赵蕴杰, 郭大川, 李林, 刘士勇. 蛋白质-RNA相互作用界面预测与设计[J]. 物理化学学报, 2012, 28(10): 2390 -2400 .
[12]	乔康, 曾凌晓, 金宏威, 刘振明, 张亮仁. 人类腺苷受体A₃亚型拮抗剂的构效关系分析[J]. 物理化学学报, 2012, 28(06): 1509 -1519 .
[13]	王存新, 常珊, 龚新奇, 杨峰, 李春华, 陈慰祖. 蛋白质-蛋白质分子对接中打分函数研究进展[J]. 物理化学学报, 2012, 28(04): 751 -758 .
[14]	申涛, 杜凤沛, 刘婷, 姚广伟, 吴峥, 方萌萌, 徐筱杰, 路慧哲, . 咪唑甘油磷酸酯脱水酶与含氮杂环磷酸酯类抑制剂作用方式的分子模拟[J]. 物理化学学报, 2011, 27(08): 1831 -1838 .
[15]	章媛, 陈亚东, 尤启冬, 邹丽云, 杨燕. 同源模建和分子对接研究HDAC1/HDAC8的选择性[J]. 物理化学学报, 2010, 26(06): 1676 -1686 .

复方心可舒治疗冠心病多靶点作用的分子对接

Molecular Docking in Xin-Ke-Shu Preparation's Multi-Target Effect on Coronary Heart Disease

PDF

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0