基于三维药效团的活血化瘀中药虚拟筛选方法学研究

中药是组成方剂的基本单位,是中医临床防治疾病的主要物质基础,具有多成分、多靶点、多途径整合的特点。科学阐释中药活性的物质基础和作用机理是开发安全有效、稳定可控的现代中药的基础,是揭示中药理论科学内涵、指导临床合理用药的前提,是中药现代化的关键所在。然而,目前中药活性评价、有效成分筛选实验周期长、成本高,漏筛现象较为普遍。 随着计算机技术的发展,信息技术为医药科学研究提供了许多新的方法和手段,加速了药物发现过程,减少了寻找新药的盲目性和偶然性,为药物学家提供了理论思维形象化的表示,使药物研究方便快捷、直观形象、有的放矢。三维药效团构建方法是信息技术在药物研究领域的重要内容之一。 药效团(pharmacophore)是指药物分子与受体结合或作用时起主要作用的原子或基团组合。在此基础上增加这些原子或基团的空间距离限制就构成了三维药效团(3D-pharmacophore)。利用三维药效团作为提问结构,结合三维数据库搜索方法,发现先导化合物、预测其活性、揭示药物作用机理、开展全新药物设计等研究是生命科学领域的热点之一。目前已有研究主要集中在合成药物和农药领域,较少涉及中药。现代研究显示,中药在防治心脑血管疾病方面具有独特的疗效,其基本药理作用表现为改善微循环、改善血流动力学、改善血液流变学和抗血栓形成、抑制组织异常增生、抑制炎症等方面,涉及到多种心血管受体。其中,ACE(Angiotensin Convert Enzyme,血管紧张素转化酶)受体、AngII(AngiotensinII,血管紧张素II)受体、PAF(Platelet Activating Factor,血小板激活因子)受体以及5-HT(5-羟色胺)受体结构明确,具有广泛的生理活性,通过多种机制调节血管舒缩功能和血液的流动性,并有致炎、致血栓等作用,与活血化瘀类中药药理作用的多个环节相关,是进行药物信息学研究的良好载体。本文以ACE、AngII、PAF、5-HT2A受体拮抗剂为研究载体,构建其三维药效团模型,结合中药化学成分数据库搜索,获得符合活血化瘀药效团模型的中药药效物质,进而开展基于三维药效团的中药虚拟筛选方法学探索。本文研究主要有以下三个方面: 1、中药有效成分定量构效关系研究 3D-QSAR(three-Dimensional Quality Structure-Activity Relationship)是研究药物与受体间的相互作用、模拟配体与受体结合特征,建立药物结构与活性的关系表达式,是进行药物设计的有力工具。本文分别利用CoMFA(Comparative Molecular Field Analysis,比较分子场分析)及CoMSIA(Comparative Molecular Similarity Indices Analysis,比较分子相似指数分析)方法,建立了一组具有透皮吸收活性酚类小分子的结构与药效之间的模型,烷基取代苯、氯代苯和多环芳烃等三类结构相近的化合物在甲醇/水体系反相C18柱上色谱保留时间参数的3D-QSAR模型,以及一组黄酮类化合物在HPLC(High Performance Liquid Chromatography)色谱柱上的保留时间和结构的QSRR模型,探讨了预测化合物活性及色谱保留时间预测的新方法,为基于三维药效团叠合的定量构效关系