分子对接技术在中药发展中的应用

1、分子对接技术在中药发展中的应用我国民间使用传统中药来治疗疾病的历史悠久，中药其本身具有 几千年的临床经验和独特的理论体系等特点，而中药复方正是体现了 中药作用多靶点，多途径和多成分共存的特点。但是传统中药研究无 法明确有效分子靶点，作用机制尚不清楚，这导致许多传统中药名方 难以被国际主流医药界所接受，因此用科学的方法揭示中药复方的物 质基础，阐释中药复方多成分、多靶点作用的科学内涵是实现中药现 代化可持续发展的关键问题。中药发挥临床疗效，实质上是多个小分子药物通过与生物体靶蛋 白结合，发挥协同作用影响其生物学过程而起到治疗作用。而分子对 接技术作为一种重要的计算机辅助药物分子设计手段，主要用于

2、研究 蛋白质受体和药物小分子之间通过几何匹配和能量匹配从而相互识 别实现计算机辅助药物筛选的过程。靶点是中药化学成分和人体生物 系统相互作用的衔接点和枢纽， 靶点的发现对中药成分结构优化和 效应机制阐释具有重要意义。将分子对接技术应用于复方效应物质的 研究，通过与相关病症靶点的模拟筛选，可预测有效物质群，更具针 对性和准确性，可有效提高物质基础研究效率。分子对接技术的特点分子对接是依据配体与受体的“锁-钥原理”，模拟小分子配体与 生物大分子受体相互作用，从而虚拟筛选药效分子。分子对接的过程 实质上是配体与蛋白质洞穴（靶点）的几何向量对接、结构优化及结 合位点的能量最小化分析等过程。中药成分靶点

3、的确定确定中药的有效成分靶点，需要按照传统中药四气、五味以及升 降浮沉、归经等特性规律来寻找靶点，但是中药多由复方组成，一个 复方往往包含了多味药材，任意一味药材都包含了许多化合物，如黄 酮，蒽醌，皂苷等，因此必须先构建一个中药复方的化合物分子库， 采用分子对接技术寻找筛选出相应的靶点。首先需要提取分离中药药 材中的化学成分并确认其结构，收集这些化学成分的结构等信息，整 理并建立成中药化学数据库。目前国内外对于中药化学数据库的开发 工 作 已 进 入 到 相 对 成 熟 的 阶 段 ， 比 较 著 名 的 有 TCM DatabaseTaiwan以及中国天然产物数据库（CNPD）。利用分子对接

4、筛选靶点 蛋白质大分子靶点一般都有相应的数据库，其中 PDB 数据库专 门收录蛋白质及核酸三维结构，该数据库收集的结构数量每年都以较 快的速度增长。 Sybyl-X 软件是一款业界评价较好的计算机辅助药物 设计软件,其中的Surflex-Dock模块主要用于分子对接,Surflex-Dock 采用三种类型的探针进行对接，CH4、N-H和C=O,这三种探针分 别用于探测蛋白表明的立体和疏水、氢键供体、氢键受体原子，通过 调节每个探针的空间位置和取向，找到他们与靶标蛋白的最佳结合位 置。最后对每个对接结果进行打分，筛选出得分较高的潜在靶点，进 而利用蛋白质组学方法对靶点蛋白进行验证，依据用药前后影

5、响蛋白 质表达的变化最终筛选出可能的作用靶点，目前常用的分子对接软件 包括 Sybyl-x、 Dock、 AutoDock 等。分子对接技术在中药研究中的应用研究表明，与骨性关节炎有关的靶点有IL-邛、TNF-a、COX-2 等，郑春松等运用分子对接技术寻找补肾壮筋汤的有效成分群，研究 首先，从中药原植物化学成分手册和北京大学中草药数据库中收集到 了跟该复方有关的 250 个分子式，应用 DS2.0 软件跟上述靶点进行分 子对接计算，以*RE参数值为评价指标，观察补肾壮筋汤的药物 成分与靶点蛋白的匹配程度。最后研究表明该复方中有 25 种化合物 每种能同时对 2 或 3 种靶点有抑制效应； 有 10 种化合物，每种仅 对 1 种靶点有抑制效应。这在一定程度上揭示了补肾壮筋汤多靶点多 效应的作用机制。小结与展望中医药具有几千年的临床经验和独特的理论体系， 为中国乃至 世界人民的健康做出了不可磨灭的贡献。然而， 中药特别是中药复 方的药效物质基础不明确，