山奈酚-7-O-α-L-鼠李糖苷与人血清白蛋白 相互作用的研究

1、毕业论文（设计）题目：山奈酚-7-O-aL-鼠李糖苷与人血清白蛋白相互作用的研究姓名：学号：P112014541学院：专业：班级：2011级制药工程（1）班指导老师：2015年月日目录TOC o 1-5 h z摘要3关键词3ABSTRACT31.前言41.1黄酮类化合物的基本信息5 HYPERLINK l bookmark6 1.2山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷简介5 HYPERLINK l bookmark8 1.2.1山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷结构61.2.2山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷基本结构解析和官能团鉴定61.2.3山奈酚-7-0-a-L-鼠李糖苷性状61.3蛋白质的结构

2、的基本信息7 HYPERLINK l bookmark12 蛋白质的一级结构(primarystructure)7 HYPERLINK l bookmark14 蛋白质的二级结构(secondarystructure)7a-螺旋结构(Alphahelix)8卩-折叠结构(Betasheet)8卩-转角结构(Betaturn)8 HYPERLINK l bookmark16 无规则卷曲结构(randomcoil)8 HYPERLINK l bookmark18 蛋白质的三级结构(tertiarystructure)91.3.4蛋白质的四级结构91.4人血清白蛋白分子(HSA)简介91.4.1人血

3、清白蛋白分子的基本结构91.4.2人血清白蛋白分子的功能101.4.3人血清白蛋白分子与药物结合位点111.5分子对接简介111.6Sybyl软件简介12 HYPERLINK l bookmark20 Sybyl/base模块12 HYPERLINK l bookmark22 FlexX模块12 HYPERLINK l bookmark24 Csore模块13 HYPERLINK l bookmark26 2实验部分132.1蛋白质结构的处理132.2配体小分子的处理15 HYPERLINK l bookmark30 2.3山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与1H9Z初步分子对接15 HYP

4、ERLINK l bookmark34 2.3.1山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子在HSA(1H9Z)中结合位点的分析162.3.2山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与HSA结合位点氨基酸氢键相互作用力的分析182.3.3对接结果采用Csore模块进行打分结果192.4山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与1N5U初步分子对接20 HYPERLINK l bookmark40 2.4.1山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子在HSA(1N5U)结合位点的分析212.4.2山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与HSA结合位点氨基酸氢键相互作用力的分析222.4.3对接结果采用Csore模块进

5、行打分结果232.5通过与不同复合物结构对接前后山奈酚-7-0-a-L-鼠李糖苷分子构象23 HYPERLINK l bookmark44 3.结果与讨论254展望27 HYPERLINK l bookmark48 参考文献28山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷与人血清白蛋白分子相互作用的研究专业：制药工程姓名：何鑫指导教师：齐燕姣摘要采用计算机虚拟筛选的方法，从人血清白蛋白分子复合物结构(1H9Z)(1N5U)出发，利用SYBYL-X1.2软件进行分子对接研究，通过基于受体的药物设计的方法进行分子对接，Csore模块进行数据分析并且分析山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与人血清白蛋白分子对接

6、的位置及相互作用，证实山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子能被人血清白蛋白分子储存和运输。本文的研究为药物的快速设计及避免许多繁重的试验过程提供了精确的理论依据，为进一步进行药物小分子的官能团的修饰和结构提供部分参考。关键词人血清白蛋白分子山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子分子对接ABSTRACTAdoptthemethodofcomputervirtualscreening,fromhumanserumalbumin(1h9z)molecularcompositestructures(1n5u),usingSYBYLmoleculardockingstudies-X1.2software,

7、throughthedrugdesignmethodbasedonreceptormoleculardocking,Csoremodulefordataanalysisandanalyzeresurrectionlilyphenol-7-O-alpha-L-buckthornindicanmoleculardockingwithhumanserumalbuminmoleculesofpositionandinteractionofconfirmedresurrectionlilyphenol-7-O-alpha-L-buckthornindicancanbehumanserumalbuminm

8、oleculesstorageandtransportation.Inthispaper,theresearchfordrugtestingprocessoftherapiddesignofandavoidmanyheavyprovidesthetheoreticalbasisoftheaccuratedrugmoleculesforfurthermodificationandstructureoffunctionalgroupstoprovidesomereference.Keywords:HumanserumalbuminmoleculesKaempfevol-7-O-a-L-rhamno

9、sideMoleculardocking1前言中药作为我国的国粹，已经有5000多年的历史，但是由于其药物主要成分不明确，药物分子结构及作用机制不清晰，因此在国际上普遍得不到承认。近年来，随着分子生物学的不断发展，中药药理学的研究领域逐渐从传统经验传承模式转变成从细胞及分子水平研究其活性成分和药动学、药效学机理，这一研究对于更好地解析中药的有效成分和药理作用具有十分重要的意义。药物分子与生物活性大分子相互作用的研究一直是药理学、分子生物学、临床医学、药效学、天然药物化学等诸多领域研究的重点，其中又以药物小分子与蛋白质和核酸的研究最多1-4。药物小分子与蛋白质或者核酸结合就形成了复合物结构，这些

10、复合物结构中表明了药物小分子与蛋白质或核酸相互作用的方式、亲和力的大小及对药物进行筛选的依据等。目前还没有得到山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷/HSA复合物结构，因此两者的作用方式尚不明确，为了阐明山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷的作用机理，本文利用分子对接的方法预测了山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷在HSA的结合部位及结合方式。黄酮类化合物的基本信息黄酮是广泛存在于植物体中的一种重要的活性成分，它是植物体在长期的进化过程中产生的一种次级代谢产物5，对于植物体的生长、发育、防病等过程具有重要的作用。黄酮化合物有近9000多种，同时它也有许多不同种类的结构包括：黄酮、黄酮醇、查尔酮、二氢黄酮、二

11、氢黄酮醇、二氢黄酮醇等，这些结构的黄酮多以苷或者苷元的形式存在于植物体中，苷中常见的糖的种类有单糖（D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖等）、双糖（槐糖、龙胆二糖、芸香糖等）6、三糖（龙胆三糖、槐三糖）和酰化糖（2-乙酰葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖）7。黄酮类化合物具有很高的药理活性和生物活性，它具有抗癌8、抗氧化9、抗菌10、抗病毒11、抗基因诱变以及其在心脑血管疾病方面也有独特的效果12-13，可以说黄酮类化合物的广泛存在及较高的药用价值对于人类对抗疾病寻找先导化合物及先导化合物的优化提供了来源和依据。1.2山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷简介山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷（kaemp

12、fevol-7-O-a-L-rhamnoside）属于黄酮醇苷类化合物，其具有多种生理和药理活性，研究发现山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷具有抗菌，对于金黄色葡萄球菌及绿脓杆菌、伤寒杆菌均具有抑制作用；止咳，治疗支气管炎；抑酶，抑制眼醛糖还原酶，有利于糖尿病白内障的治疗14；具有诱变剂活性，当浓度为1x10-4mol/L时可抑制淋巴细胞的增殖，主要用于抗癌、抑制生育、抗癫痫、抗炎15-16、抗氧化、解痉、抗溃疡、利胆利尿剂17、止咳平喘18等。1.2.1山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷结构kaempfevol-7-O-a-L-rhamnoside图1.1山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷结构1.

13、2.2山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷基本结构解析和官能团鉴定山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷属于黄酮醇苷类化合物，其基本结构母核为4，3，5-三羟基黄酮，其分子中的7位C原子上连有一个L-鼠李糖苷分子环。其鉴别实验为：Hcl-Mg反应阳性，显示为淡紫红色；Fecl3反应阳性，产生墨绿色沉淀；Alcl3反应阳性，紫外灯下为黄绿色荧光，上述现象表明其为黄酮类化合物。Molish反应阳性表明分子中含糖。ZrOCl反应阳性，加入枸橼酸后显鲜黄色，显示分子中含有C3-OH或者同时存在C5-OH。氨性SrCl2溶液反应阴性，显示分子中不含邻二酚羟基19。1.2.3山奈酚-7-0-a-L-鼠李糖苷性状山奈

14、酚-7-O-a-L-鼠李糖苷(kaempfevol-7-O-a-L-rhamnoside)提取物呈黄色粉末，熔点227-230C；紫外光下显黄色荧光，易溶于甲醇、乙醇，难溶于氯仿，几乎不溶于冷水。这一性状符合黄酮醇类化合物的物理性质20。1.3蛋白质的结构的基本信息蛋白质的一级结构（primarystructure）1969年，IUPAC规定一级结构只指肽链中的氨基酸的排列顺序，一级结构中主要的连接键是肽键，氨基酸的排列顺序是从C端（含有一个游离羧基的一端）到N端（含有游离氨基的一端）的所有氨基酸残基的排列顺序，每一种蛋白质都有特定的氨基酸序列，二级、超二级、三级、四级结构都依靠一级结构21。

15、蛋白质的二级结构（secondarystructure）蛋白质的二级结构是指：多肽链的局部构象，或者是一级序列中紧密相邻的氨基酸的空间关系，通俗的说就是多肽链本身的折叠和盘绕方式，它仅涉及肽链中主链的构象，并不涉及侧链构象，最基本的二级结构类型有a-螺旋、卩-折叠、卩-转角、无规则卷曲（图1.2）B折叠(p-pleatedsheet)B转角(Bturn)环(loop)螺旋(a-helix)-无规则卷曲(randomcoil)图1.2蛋白质二级结构中的4种主要类型1.321a-螺旋结构(Alphahelix)一段连续的氨基酸上每个残基n的主链-N-H-基团作为的氢键供体与第n+4位的C=O基团形

16、成氢键，从而形成类似于右旋的阶梯的螺旋构象。a-螺旋是蛋白质中最普遍的结构单位，有左手螺旋和右手螺旋两种，天然蛋白质中a-螺旋链大多数为右手螺旋，a螺旋的结构是通过模型构建研究得到的，晶体结构表明，蛋白质中存在a螺旋并且大多数与linuspauling理论研究的结果相等，规则的a螺旋每圈含有3.6个氨基酸残基，每个氨基酸残基与前一个残基之间的偏移值为0.15nm，所以a螺旋的螺距(pitch)为0.54nm(即3.6x0.15nm)螺距为螺旋上任意两个对应原子之间的平移距离。卩-折叠结构(Betasheet)卩折叠结构的肽链几乎完全是伸展的，邻近两链以相同或相反方向平行排列成片状，两个氨基酸残

17、基之间的轴心距为0.35nm，而a螺旋的轴心距为0.15nm。卩折叠结构中的氢键是由邻近两条肽链中一条的CO基团与另一条的NH基之间所形成。卩-转角结构(Betaturn)卩转角也称卩弯曲(卩-bend)或者发夹结构(hairpinstructure)是指使多肽链的走向反转的急剧回折，由一个或者多个主链氢键稳定。在球状蛋白质中，卩转角是非常多的，可以占总残基数的1/4,大多数卩转角位于蛋白质分子的表面，多数由亲水氨基酸残基组成。无规则卷曲结构(randomcoil)无规则卷曲是指没有确定规律性的那部分肽链构象，它们有更大的任意性，但是这些构象又不是完全任意的22，因为每一种蛋白质肽链中存在的这

18、一类型肽链的空间构象又几乎是相同的，也就是说，在蛋白质中的无规则卷曲也有一定的构象。蛋白质的三级结构(tertiarystructure)蛋白质的三级结构是指：多肽链在二级结构的基础上进一步折叠、盘绕成复杂的空间结构。三级结构主要靠非共价键如氢键、离子键、疏水键和范德华力等来维持，然而，绝大多数蛋白质中二硫键对蛋白质的稳定和三级结构的形成也起到了相当重要的作用。所有的蛋白质都可以形成三级结构，它属于折叠的最高层次。具有三级结构的蛋白质一般都是球蛋白，这类蛋白质的多肽链在三维结构中沿多个方向进行盘绕折叠23，形成十分紧密的球状结构，分子内部的空间只能容纳少数水分子，非极性基团全被埋在分子内部例如

19、肌红蛋白氨基酸残基的亲水基团几乎全部分布在分子表面，而疏水基团几乎全部分布在分子内部。三级结构的完整性是蛋白质发挥功能的基础，若蛋白质的空间结构遭到破坏则会导致蛋白质失活24。蛋白质的四级结构两条及以上具有独立三级结构的肽链缔合而成的聚合体结构，每一条肽链称为蛋白质分子的亚基或者亚单位25。蛋白质四级结构的亚基一般都是偶数，亚基的排列都是对称性的，因此，对称性是蛋白质四级结构的重要性质之一。1.4人血清白蛋白分子(HSA)简介人血清白蛋白分子的基本结构人血清白蛋白分子的三维结构类似于一个心型，由三个对应结构域（IIIM）组成，每个结构域又由A、B两个亚级结构域组成，A和B以槽口相对的方式形成圆

20、筒状结构，几乎所有的疏水性氨基酸残基都埋在圆筒的内部，构成疏水腔。组成人血清白蛋白的分子有6个亚域，分别为亚域IA、B,亚域IIA、B,亚域IIIA、B；每个亚级结构域又由6个a螺旋组成，两个亚级结构通过脯氨酸残基提供灵活的环结构作相对移动，这样的结构有助于结合物质人血清白蛋白分子具有高度的不对称性，结构域I和II可以说是互相垂直的，区域III凸出部分与域II成近45的夹角26；域I与域I几乎没有任何的接触。图1.3人血清白蛋白分子的结构1.4.2人血清白蛋白分子的功能人血清白蛋白（HumanSerumAlbumin，简称HSA）是人血浆中的蛋白质,其非糖基化的单链多肽包含585个氨基酸，分子

21、量为66kD。在血浆中其浓度为42g/L，约占血浆总蛋白的60%。在体液中人血清白蛋白可以运输脂肪酸、胆色素、氨基酸、类固醇激素、金属离子和许多治疗分子等27，同时维持血液正常的渗透压。人血清白蛋白在血液中起着重要的储存和转运的作用，对药物在体内的分布和代谢有很大的影响。人血清白蛋白分子中含有许多与外源性物质和内源性物质结合的位点，药物小分子与HAS结合时就会改变其结构和功能等方面的改变，利用人血清白蛋白分子为模型蛋白研究药物与蛋白质的结合可以获得药物作用的许多信息。1.4.3人血清白蛋白分子与药物结合位点图IIAdrugsite2*AZTdnodosaliclk:aciddansyl-L-A

22、sndansyl-L-Gludansyl-L-AngmdoniethaciniodipamdeiophenoKicacidoxyphetmtazcinephenylbulaztineTBwarfamIIIB*ipropofolV3ajyphetmt?an0IIIA:cirugsite1dans/lsatcosmedansyl-L-Noralinedansl-L-PhediazfiparndifFunisalhalothaneibuptufenprvpfa：2iopehnaxicacid2TiBIB:drijgsite3”*fuMiCScidlidocame3indcmetbacin2Jarap

23、rapazone2JTiB3diophenoxicacidIIA-IIB2difluni5al142halothane丄2ribijpr&Ten1.5分子对接简介分子对接是一种建立在两个或者多个分子之间通过能量匹配和几何匹配而相互识别的过程，其对于药物的开发和先导化合物的发现具有较大的意义，分子对接采用“锁钥原理”即一把钥匙只能对应着一把锁，在分子对接中常把受体大分子如蛋白质、核酸等看成是“锁”，把配体小分子看成是“钥匙”。药物小分子发挥药效的原理就是当药物小分子合适的构象与受体特定靶标位置结合形成稳定的相互作用，这里的相互作用包括氢键、范德华力、疏水键等许多物理化学作用力。1.6Sybyl软

24、件简介美国Tripos公司计算机辅助药物设计Sybyl-X1.2软件包作为基础处理平台进行分子建模、分子图形展示及实验数据的统计分析。下面介绍一下本文研究用到的模块。1.6.1Sybyl/base模块Sybyl/base模块是Sybyl软件的基础模块，它包括了分子建模，编辑以及一系列的可视化工具。其功能有分子建模、分子三维结构的优化、分子结构的各种图形表达、分子重叠等，其作为基础模块，本文应用较多，如药物小分子的结构设计，三维结构的能量优化，受体蛋白的处理等。1.6.2FlexX模块FlexX是德国国家信息技术研究中心生物信息学算法和科学计算研究室的MatthiasRarey等发展的分子对接法

25、28OFlexX现已成为Sybyl分子模拟软件包一个模块。FlexX是一种快速、精确的柔性对接方法，属于半经验自由能评价函数，在对接时考虑了配体分子的许多可能构象。FlexX原理是首先在配体分子中选取一个核心部分，并将其对接到受体的活性位点，FlexX采用结合自由能函数来评价分子间结合自由能，对接结果按照能量大小来排序，可以对化合物数据库进行虚拟筛选。Csore模块Csore模块通过提供多种评价配体-受体相互作用的得分函数来提高计算的灵敏性和精确度，目前随着新的蛋白的发现及PDB数据库的日益完善，为配体和受体之间对接提供了更多的资源，合理的药物设计就是通过药物小分子在受体蛋白活性位点附近进行对

26、接并且进行评价，药物小分子与蛋白质对接的方式及构象的难以确定，因此不可能以单一的模型来精确评价配体-受体之间的结合自由能。Csore模块包含了目前广泛应用的四种打分函数来评价配体-受体间的相互作用，分别为G_score，D_score，PMF_score，F_score。292.实验部分蛋白质结构的处理受体蛋白结构1采用ProteinDataBank（PDB数据库）获得的HSA-warfarin复合物结构模型（PDB编码1H9Z）,删除1H9Z的PDB文件中的水分子，加氢及删除长碳链结构MYR10011006六个基团，保留文件中的RWE3001基团作为设定对接口袋的活性基团及参比分子，参比分子

27、保存命名为1H9Z_ligand.mol2，受体分子经处理后保存于User文件夹下命名为1H9Z_H1-L-0.50-0.sfxc建立数据库，用此蛋白结构作为对接受体1。RWE3001基团位于蛋白质分子的IIA亚域，IIA亚域是蛋白质结构中与药物结合的三个主要结合位点的其中一个，IIA亚域由6个a螺旋结构组成，有研究表明IIA亚域中心含有一个主腔室，在主腔室的周围又延伸了三个亚腔室，亮氨酸-238把主腔室后部分分成了左右两个亚腔室，第三个亚腔室位于主腔室入口凸出的前面部分。RWE3001基团的位置就大致位于第三个亚腔室如图2.1所示：图2.1RWE3001基团在受体结构1（PDB编码1H9Z）

28、中的位置受体蛋白结构2采用ProteinDataBank（PDB数据库）获得的HSA-heme（胆红素）复合物结构模型（PDB编码1N5U）,删除1N5U的PDB文件中的水分子，加氢及删除长碳链结构MYR10021006五个基团，保留文件中的HEM605基团作为设定对接口袋的活性基团及参比分子，参比分子保存命名为1n5u_ligand.mol2受体分子经处理后保存于User文件夹下命名为1n5u_H12-L-0.50-0.sfxc建立数据库，用此蛋白结构作为对接受体2。HEM605基团位于IB亚域，IB亚域是由4条a螺旋组成的一个亚域结构，内部有一个D型的疏水腔，这个位点能与许多的外源性物质相

29、结合如脂肪酸、胆红素及其一些药物小分子，HEM605基团在HSA中的具体位置位于IB亚域的一个D型环内部，如图2.2所示：行对接，首先进行对接前准备，读入处理好的1H9Z_H1-L-0.50-0.sfxc图2.2HEM605基团在受体结构2（PDB编码1N5U）中的位置配体小分子的处理利用Sybyl软件通过sketch绘制小分子，并进行分子结构优化Molecule模块得到初始构象，采用最陡下降法-共轭梯度法进行1000步优化，优化过程采用tripos力场，Gasteiger-Huckel电荷，距离超过0.8nm的原子间不考虑非键相互作用30。该处理结果保存于tripos/training文件夹

30、命名为kaem.mol2建立数据库。图2.3山奈酚-7-0-a-L-鼠李糖苷分子最优三维结构2.3山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与1H9Z初步分子对接采用Sybyl-X1.2软件包中的初步对接FlexX模块Dockligand进受体文件，再读入kaem.mol2小分子，选择参比小分子文件1H9Z_ligand.mol2，进行对接，对接结果保存文件名为DockingRun_014。对接结束可以得到该小分子在HSA中的结合位置及结合方式，对接位置如图2.4所示，山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子在活性位点中空间位置如图2.5所示。图2.4山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷在HSA中（PDB编

31、码：1H9Z）结合位置ab图2.5山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子在活性位点中的空间位置2.3.1山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子在HSA（1H9Z）中结合位点的分析山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子成功与HSA对接，对接位点位于HSA的IIA亚域，IIA亚域由6个a螺旋和IB的一个圆形螺旋组成,药物与IIA亚域结合的腔室主要由非极性疏水氨基酸组成。结合位点处于IIA亚域腔室空间位置的入口凸出部位，A环与C环共平面和L-鼠李糖苷环插入腔室内部的疏水口袋中，整个山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子近乎处于HSA的中心位置。山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子在HSA中的结合位置已经确定

32、，其与活性位点3个氨基酸形成氢键作用，分别为丙氨酸（ALA）-291、赖氨酸（LYS）-199、苯丙氨酸（PHE）-211，这三个氨基酸中丙氨酸和苯丙氨酸为非极性疏水性氨基酸，赖氨酸为碱性氨基酸。HSA的IIA亚域中的腔室为一个疏水腔，其中山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与之结合的部位属于IIA亚域的第三个亚腔室，这个腔室位于IIA亚域的入口的凸出位置由苯丙氨酸-211、色氨酸-214、丙氨酸-215、亮氨酸-238的侧链，以及赖氨酸-199和精氨酸218的脂肪族链部分组成。从图六可以看出一个很明显的疏水腔被这些氨基酸围绕构成，大部分氨基酸疏水部位被埋在内部，使得这一个部位很容易结合许多小

33、分子物质如脂肪酸、胆红素和许多药物小分子。PHO224GLI誓就2匚IPHE223ARG222ALA217ILE26：YS265TYR263LYS199ARG257ALA258ASP256THR243TRP214ALA21.5LYS212arC13ALA213GLU450ALA210VAL241HI242ASP451PHE2-1LYS195LETJ198ALA194；LU29.2ILE290:肠彎;；逸LE礙/z图2.6HSA结合位点IIA亚域第三亚腔室的氨基酸与山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子最佳能量排列结果2.3.2山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与HSA结合位点氨基酸氢键相互作用

34、力的分析山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子为黄酮醇类化合物，其结构由黄酮醇母核和7位碳原子上的L-鼠李糖环组成，其于HSA相互作用力为氢键（图2.7中黄色虚线）图2.7山奈酚-7-0-a-L-鼠李糖苷分子与HSA中与之形成氢键作用的氨基酸残基2.3.3对接结果采用Csore模块进行打分结果Csore模块通过提供多种评价配体-受体相互作用的得分函数来提高计算的灵敏性和精确度，目前随着新的蛋白的发现及PDB数据库的完善，为配体和受体之间对接提供了更多的资源，合理的药物设计就是通过药物小分子在受体蛋白活性位点附近进行对接并且进行评价。药物小分子与蛋白质对接的方式及构象的难以确定，因此不可能以单一的

35、模型来精确评价配体-受体之间的结合自由能。Csore模块包含了目前广泛应用的四种打分函数来评价配体-受体间的相互作用，分别为G_score，D_score，PMF_score，F_score。打分数据选取前六个进行分析如表1所示表1山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与HSA分子对接函数打分TotalScoresimilarityDSCOREPMFSCOREGSCORE山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与HSA中与之形成氢键作用的氨基酸残基山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子在HSA中（PDB编码1N5U）结合位置KaemOOO8.67180.3912-144.4994-92.3704-21

36、9.7994Kaem0018.11000.3829-146.1097-91.3292-226.1432Kaem0027.63060.4079-151.3036-74.8435-210.7293Kaem0037.93180.4100-152.2413-77.5978-211.2236Kaem0047.78200.4130-152.9713-78.3899-236.0042Kaem0058.04710.4215-151.9691-75.2988-240.8378由表格中数据可以看出Kaem_000这个构象的打分最高为8.6718，说明此构象与HSA对接的能量匹配和空间匹配最为合理。2.4山奈酚-7

37、-O-a-L-鼠李糖苷分子与1N5U初步分子对接采用Sybyl-X1.2软件包中的初步对接FlexX模块Dockligand进行对接，首先进行对接前准备，读入处理好的1N5U_H12-L-0.50-0.sfxc受体文件，再读入kaem.mol2小分子，选择参比小分子文件1N5U_ligand.mol2，进行对接，对接结果保存文件名为DockingRun_009。对接结束可以得到该小分子在HSA中的结合位置及结合方式，对接位置如图2.8所示，对接具体三维空间构象如图2.9所示。/丿图2.8a图2.9山奈酚-7-0-a-L-鼠李糖苷分子在活性位点的空间位置2.4.1山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷

38、分子在HSA(1N5U)结合位点的分析山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子成功与HSA对接，可以看出山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子整个分子被包埋在整个D型腔室内部，A、C环共平面，B环和L-鼠李糖苷环与A、C两环成一定夹角。对接位点位于HSA的IB亚域，1B亚域由4条a螺旋组成的，这个腔室相比于HSA其他位点更为开放，更多的接触溶剂，其位点中许多非极性疏水性氨基酸残基围绕形成了一个巨大的疏水腔，如图2.10所示TYR150116TY/14SGLU119fYS1243LETJ13宜gj资理MTT5TY亦13餌氏茨GLTJ184ALA191GLU188ASP187LETJ179GLU153H

39、IS146PP.0147ARG117LEU132ALA164PHE156嚓蛊60PHE157丘他5冬TYR161ILE142LELEU155ALA158ISER193LETJ185临册9ASPlfe181THR133PHE134LYS137；GLIWIlTYR1/p36VAL1222.10HSA结合位点IB亚域的氨基酸与山奈酚-7-0-a-L-鼠李糖苷分子最佳能量排列结果2.4.2山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与HSA结合位点氨基酸氢键相互作用力的分析山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子在HSA中的结合位置已经确定，其与活性位点2个氨基酸形成氢键作用（图十二中黄色虚线），其与之形成氢键作

40、用氨基酸残基示意图如图2.11所示图对接结果采用Csore模块进行打分结果Csore模块通过提供多种评价配体-受体相互作用的得分函数来提高计算的灵敏性和精确度，目前随着新的蛋白的发现及PDB数据库的完善，为配体和受体之间对接提供了更多的资源，合理的药物设计就是通过药物小分子在受体蛋白活性位点附近进行对接并且进行评价。药物小分子与蛋白质对接的方式及构象的难以确定，因此不可能以单一的模型来精确评价配体-受体之间的结合自由能。Csore模块包含了目前广泛应用的四种打分函数来评价配体-受体间的相互作用，分别为G_score，D_score，PMF_score，F_score。表2山奈

41、酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与HSA分子对接函数打分TotalScoresimilarityDSCOREPMFSCOREGSCOREKaem0009.96750.2740-182.4547-100.6669-257.4867Kaem0019.39610.2680-181.3586-109.6261-253.9896Kaem0029.39300.2694-181.6301-107.0066-257.3830Kaem0039.55880.2723-175.9105-91.4488-245.7853Kaem0049.48760.2709-176.7032-92.9402-242.4128Kaem

42、0059.69460.2685-176.9061-86.5250-249.5643由表格中数据可以看出Kaem_000这个构象的打分最高为8.6718,说明此构象与HSA对接的能量匹配和空间匹配最为合理。2.5通过与不同复合物结构对接前后山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子构象山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与1H9Z对接前后A环C(5)位-OHab对接前后山奈酚-7-0-a-L-鼠李糖苷分子丁构象(a图为对丁接前-7-0-a-L-鼠李糖昔分子最优三维构象、b图为与1N5U复合物对接后构象、c图为与1H9Z复合物对接后构象)由a、b、c三图可以看出a与b两图山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷

43、分子B环呈现同样的扭曲，C环C(3)位-OH扭转方向一致，对接前后没有太大变化；b、c两图中L-鼠李糖苷环呈现相同的构型，A环C(5)位-OH扭转方向一致；a、c两图则呈现不同的两种构象，B环和L-鼠李糖苷环变化较大。山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与1N5U对接前后L-鼠李糖苷环C(4)位-OH为了与络氨酸(Tyr)-161的芳香侧链形成氢键作用使得整个L-鼠李糖苷环发生扭转，同时络氨酸(Tyr)-161含有苯环结构,这也存在部分共轭效应，以便于更好地稳定山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子结构。与苯丙氨酸(Phe)-211的羧基形成形成氢键发生了方向的扭转，扭转角度为180；L-鼠李糖

44、苷环C位-OH与丙氨酸(Ala)-291形成氢键作用发生扭转，使得整个L-鼠李糖苷环在对接前后产生较大变化，这使得山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子在IIA亚域活性位点中产生了比较稳定的氢键作用及部分疏水作用和共轭效应，很好的稳定了山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子在此位点中的结构。3.结果与讨论本文中对山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与HSA分子对接进行了两次不同蛋白质复合物的对接实验。当与受体结构1(PDB编码1H9Z)进行对接结束时，由图2.4可以看出山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与HSA分子对接结合位点位于IIA亚域，并且与结合位点中的3个氨基酸残基形成了4对氢键作用力(

45、如图2.7所示)，山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子结构中的C(5)位碳原子上的羟基、L-鼠李糖苷环C(3)位羟基、L-鼠李糖苷环O(1)位和O(11)位分别同IIA亚域中的苯丙氨酸(Phe)-211的羧基、丙氨酸(Ala)-291、赖氨酸(Lys)-199形成4对氢键。这一结果显示山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子的A和C共平面与位点(IIA亚域)中的非极性疏水性氨基酸丙氨酸-291(ALA-291)和苯丙氨酸-211(PHE-211),碱性氨基酸赖氨酸-199(LYS-199)靠近，二者之间存在较为明显的氢键作用，同时还存在部分疏水作用，同时由于苯丙氨酸-211(PHE-211)含有苯

46、环结构，在图2.7中显示苯环与山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子A、C两环平行，这说明山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与HSA之间还存在n-n共轭效应，这与有关研究31中结论相吻合。（2）当与受体结构2（PDB编码1N5U）进行对接结束时，由图2.8可以看出山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与HSA分子对接结合位点位于IB亚域，并且与位点中的2个氨基酸残基形成2对氢键作用力（如图2.11所示），分别为山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子B环4,位上的-OH、A环7位鼠李糖苷环4位-OH分别同HSA分子亮氨酸（Leu）-154的羧基和络氨酸（Tyr）-161的芳香侧链形成2对氢键作用。这

47、一结果显示山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与位点（IB亚域）中的非极性疏水性亮氨酸（Leu）-154和极性中性氨基酸络氨酸（Tyr）-161相靠近，二者（山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与HSA，存在明显的氢键作用，同时络氨酸（Tyr）-161含有苯环结构，并且在图2.11中显示苯环与山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子A、C两环平行，这说明山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与HSA之间还存在n-n共轭效应。（3）两个结合位点都是两个疏水腔室，这样的结构很容易结合药物小分子，山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子中含有多个羟基，易与疏水腔室中的氨基酸残基的羧基和羰基等官能团形成氢键作用

48、力，这对于山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷在血浆中与HSA储存并且运输到靶标提供了极好的环境，并且从两个对接结果中可以看到山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子在两个不同结合位点中都于含有苯环的氨基酸相匹配，当山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷分子与HSA相结合后，由于HSA中含有大量的二硫键，这样的结构就很容易的使药物小分子结构在对接后复原，保持其结构到达靶标之后发挥药效，以上的环境条件稳定山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷-HSA复合物结构，对于药物发挥其药效起到了至关重要的作用。由以上结果可以看出山奈酚-7-O-a-L-鼠李糖苷可以被HSA储存并且运输，而且二者之间能够形成稳定合理的构象。4.

49、展望现在人们对于复合物的研究已经日益完善，这有助于我们在一定程度上了解药物小分子与白蛋白分子结合特征，但是由于小分子及蛋白质分子结构的多变性，使得我们很难完整的了解很多药物小分子与蛋白质的结合特征，因此对于小分子、大分子与白蛋白相互作用的研究仍然有待完善。黄酮类化合物的广泛存在和它许多独特的疗效，使得其成为现代药物研究开发的重点，特别是对它的药效学和药代动力学的研究成为此类药物是否能被成功开发的关键。我们相信随着学科和技术的不断发展，黄酮类化合物与蛋白质将继续吸引越来越多的科研工作者参与拓展和丰富此研究领域。参考文献Soares,S.,Mateus,N.;Freitas,V.D.J.Agric.FoodChem.2007,55,6726.doi:10.1021/jf070905xYang,Y.M.;Hu,Q.L;Fan,Y.L.;Shen,H.S.SpectruchimicaActaPartA2008,69,432.doi:10.1016/j.saa.2007.04.019Li,D.J;Zhu,J.F.;Jin,J.;Yao,X.J.JournalofMolec