抗药物依赖功效药效团模型的构建及其虚拟筛选

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药物依赖是当今世界最严重的社会和生物医学问题之一。长期药物依赖不仅损害躯体健康,而且损害精神健康,特别是致其人格破坏、道德沦丧、违法犯罪。根据世界卫生组织最新统计,截止2011年4月,全世界吸毒成瘾者超过2.84亿人。所以抗药物依赖新药的研发被越来越多的人关注,国内外学者把更多的目光放在寻找中药中抗药物依赖新药的先导化合物上。本论文研究的目的和意义是:我国中草药资源丰富,我们课题组就曾深入地研究了金不换中抗药物依赖的有效成分。但目前国内使用的戒毒中药均为复方制剂,处方庞大,药味多。有效成分与无效成分混杂,使质量难以控制,这大大限制了中药资源的利用。因此运用现代药物设计方法,发现中药中具有抗药物依赖功效的有效成分具有重要的意义。本论文运用计算机辅助药物设计方法,基于多巴胺D2和D3受体构建具有抗药物依赖功效的药效团模型,再以构建的药效团模型作为提问结构,在中药化学数据库(TCMD)中进行虚拟筛选,利用分子对接技术,对筛选结果进行了分析和评价,发现了新的先导化合物,为抗药物依赖新药的研发提供了理论基础。本论文的主要研究内容和结果如下:1.采用HipHop方法分别基于多巴胺D2、D3受体拮抗剂构建具有抗药物依赖功效的药效团模型,采用受体-配体晶体复合物构建药效团模型方法,基于多巴胺D3受体构建了受体-配体复合物药效团模型,并分析了训练集同药效团模型的匹配情况,用测试集对药效团模型进行了验证。证明了上述三个药效团模型的正确性与可靠性。最终选取D2Ligands06、D3Ligands03和3PBL02三个药效团模型为最优药效团模型。2.以上述三个药效团模型为提问结构,在TCMD数据库中进行虚拟筛选,三个药效团模型分别筛选得到1181、531、1362个化合物,依据Lipinski和Veber类药性原则过滤掉不符合成药性规律的化合物,分别剩下845、261、957个可以成药的化合物。3.采用Libdock程序将上述2063个可成药的化合物与相应的多巴胺D2或者D3受体进行快速分子对接。分别取三次对接打分值排名最靠前的50个化合物,采用Ligandfit半柔性对接方法,将上述150个分子与相对应的受体进行更为精确的第二次分子对接。采用Consensus Score程序对第二次接结果进行一致性打分,第二次对接分别得到32、16、19个化合物。4、根据Consensus值分析上述67个化合物,选取唯一的一个Consensus值为6的化合物高山黄芩素苷(Scutellarin),以及同时被多巴胺D2和D3受体拮抗剂药效团模型筛选命中的双靶点化合物熊竹素(Kumatakenin)。使用Flexible Docking全柔性对接程序在理论上对其进行了相互作用机理研究。发现高山黄芩素苷能很好地与多巴胺D2受体结合,其相互作用能为-60.587kJ·mol-1,并且结合体系稳定,本文认为高山黄芩素苷在理论上可以作为多巴胺D2受体拮抗剂抗药物依赖新药研发的先导化合物。另外,熊竹素也能很好地与多巴胺D2和D3受体结合,相互作用能分别为-51.1745kJ·mol-1和-59.3854kJ·mol-1且结合体系较为稳定,本文认为熊竹素在理论上能够成为具有抗药物依赖功效的多巴胺D2和D3受体双靶点拮抗剂新药研发的先导化合物。
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