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基于药效团技术与专利检索的降脂中药发现研究(2)

人气指数: 发布时间:2014-12-29 11:04  来源:http://www.zgqkk.com  作者: 霍晓乾等
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  1.3 药效团模型的评价 利用测试集分子,对生成的药效团模型进行评价,统计活性化合物命中数目H<sub>a</sub>、所有化合物命中数目H<sub>t</sub>、活性化合物总数A和化合物总数D,通过公式计算,得到评价指标值A%,N。其中,A%为有效成分命中率,代表药效团模型辨识有效成分的能力,该值越大则辨识有效成分的能力越大;N为辨识有效性指数,代表药效团模型区别有效成分与非有效成分的能力,该值越大则说明模型区别有效成分与非有效成分的能力越强,如公式(1~4)所示。一般而言,在评价同类药效团模型时,首先考虑N值较高的模型,之后再比较各个模型的A%,确定最优药效团模型。为了综合考虑N值与A%,基于本实验室长期对药效团虚拟筛选技术的研究工作经验,本文提出了对药效团的综合评价指数CAI(comprehensive appraisal index)[10-11],通过计算CAI值,综合考虑了N和A对药效团的评价结果,从而对药效团的筛选能力做出综合评价。

  1.4 中药化学成分数据库(traditional Chinese medicine database,TCMD)搜索 将中药化学数据库(version 2009)中的2万多个化合物进行构象分析并与所选药效团进行匹配,其中搜索模式为Best Search、匹配模式为柔性匹配、其他为默认参数。由于该数据库中含有一些不符合类药五原则的分子,会对筛选产生干扰,故利用类药五原则对所命中成分进行处理,并追溯所得活性化合物的来源。在此基础上,为了精简得到的结果,本文选取了含活性成分数不小于6的常用中药,以作进一步研究。

  1.5 专利数据库检索 在世界传统药物专利数据库中,采用表格搜索方式,以“他汀”为关键词,“高血脂症”为治疗作用,选择“联合用药”选项,检索并获得专利文献中已有的能与他汀类药物联合降脂的相关中药。

  2 结果

  2.1 药效团模型的构建与评价 通过DS的Receptor-Ligand Pharmacophore Generation模块建立初步的基于受体-配体复合物的药效团模型。由于初始模型特征较多,直接利用得到的药效团模型进行虚拟筛选会造成筛选结果较少,因此,可利用Screen Library模块简化直接得到的药效团模型。Screen Library模块按照排列组合规则在药效团模型中随机挑选输入特征数目个的药效特征组成子药效团,并按照输入的测试集对得到的子药效团模型进行虚拟筛选。最后得到了具有原药效团4~7个药效特征共468个子药效团模型。含有氢键供体、疏水基团2类药效特征。

  2.2 药效团模型的评价 实验利用测试集对上述所得药效团的筛选能力进行评价,CAI值排名前10的简化药效团模型见表2。前10个药效团模型主要包含氢键受体(hydrogen bond acceptor,A)、疏水基团(hydrophobic region,H)及多个空间排除体积(excluded volumes,EV)3类特征,其各模型的N值均较好。其中,1,3,4,6,7,9号药效团模型的N值趋近于3。对他们的CAI值进行排序,1号CAI最高,显示药效团对活性化合物的综合筛选能力较其他药效团更优。综合考虑以上因素,确定1号药效团为最优子药效团并进行虚拟筛选,其结构见图1。

  2.3 虚拟筛选结果 在DS中用最优子药效团模型进行虚拟筛选,得到5 235个可以与1号药效团模型匹配的天然动植物成分。考虑到本工作的筛选出的小分子可作为未来研制药物的前体化合物,且不符合类药五原则的分子可能会对筛选产生影响,用类药五原则对这些天然动植物成分进行了筛选,筛选得到了符合类药五原则的成分2 673种。根据得到的中药活性成分,找到所对应的来源于不同种的天然动植物,共计1 193种。为了精简得到的结果,本文选取含活性成分数不小于6的常用中药,共62味,见表3。

  2.4 专利检索结果 采用表格搜索方式对专利数据库进行检索,共获得81篇文献。对所得文献进行分析,除去其中与降脂作用无关的内容,如涉及制剂工艺、有效成分提取等,并删除不属于中药的部分,获得复方专利文献42篇,涉及48味常用中药。其中,对常用中药在复方专利文献中的出现频次进行统计,见表4。

  3 讨论

  通过对虚拟筛选和专利检索结果的总结和分析,获得了7味共同命中的常用中药,包括丹参、三七、川芎、人参、厚朴、甘草、白果。结合中医药理论[12],本文对获得的结果中药进行整理。

  中医理论认为,高脂血症是由于肝肾脾等脏腑功能失常,导致体内产生了痰浊和淤血。痰浊和淤血既是病理产物,又是致病因素[13]。故中医常在调理脏腑功能的同时选用活血化瘀、行气祛痰的中药。

  丹参中的10种成分与最优子药效团匹配。传统中医认为丹参苦,微寒。归心、肝经。有活血祛瘀,通经止痛,清心除烦,凉血消痛等功效。在专利检索结果中,丹参出现的频率为2次。有临床试验表明,丹参粉针(成分为丹参)注射配合他汀类药物口服,与单纯使用他汀类药物的对照组相比,取得了更好的降脂效果[14]。

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