基于内皮素A受体色谱的丹参饮靶向活性成分筛选及识别动力学研究

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丹参饮具有活血化瘀,行气止痛之功效,在中医临床上常用其治疗冠心病等心血管系统疾病,但其效应成分和作用机制尚不清晰。针对此问题,本论文以冠心病等心脑血管疾病治疗靶点内皮素A受体(ETAR)为例,以受体靶向工具药和中药活性成分为探针,建立了基于固定化ETAR的靶向活性成分筛选及动力学研究色谱模型,并用该模型对丹参饮靶向ETAR活性成分进行了筛选和药-靶动力学研究。分子动力学模拟进一步分析ETAR与靶向活性成分间的分子识别和相互作用机制,为丹参饮活血化瘀、行气止痛作用机理研究奠定了基础,也为受体色谱快速筛选中药靶向活性成分及活性成分的类药性评价提供了借鉴。全文共分4章,主要内容如下:1.建立了ETAR与配体相互作用动力学研究色谱模型。利用酶与共价抑制剂间的特异性反应,将ETAR修饰于硅胶表面,制备ETAR色谱固定相;X射线光电子能谱(XPS)和波生坦等阳性工具药对固定化受体进行表面元素分析和配体识别活性表征,非线性色谱法、峰轮廓法和峰值衰减法测定药物-受体相互作用动力学参数,结果显示,三种方法所得药物与ETAR的解离速率常数(kd)排序为:马西替坦<波生坦<安倍生坦,峰轮廓法测定动力学参数更为准确,该研究为ETAR与中药靶向活性成分相互作用动力学研究提供了方法学借鉴。2.建立了丹参饮靶向ETAR色谱筛选和中药靶向成分动力学评价模型。采用ETAR色谱柱筛选丹参饮靶向成分,高效液相色谱-质谱联用技术进行鉴定;以阿魏酸等三种中药单体为探针,峰轮廓法测定中药单体与ETAR相互作用的动力学参数,用该模型测定了ETAR与丹酚酸B的相互作用动力学参数。结果表明:峰轮廓法能够准确测定中药单体与ETAR的解离速率常数,该法测得丹酚酸B与ETAR的kd值为(0.004±0.001)s-1。说明本研究所建立的受体色谱模型能够准确筛选丹参饮中靶向ETAR活性成分,能用于靶向活性成分与受体相互作用动力学研究,为其类药性评价提供参考。3.建立了ETAR与配体相互作用分子动力学分析模型。采用分子动力学模拟研究三种工具药和三种中药单体与ETAR的相互作用动力学,明确该受体与小分子配体的结合口袋和结合模式。在此基础上,研究了丹酚酸B与ETAR相互作用的分子机制,结果表明:六种化合物主要通过范德华力和非溶剂化自由能结合于由Gln 165,Lys 140和Arg326等氨基酸残基构成的受体活性口袋中;丹酚酸B以同种作用力结合于ETAR同一活性口袋,结合过程使得受体活性口袋附近第二胞外环(ECL2)由原来的无规则卷曲变成α-螺旋,且引起了受体结构中第三胞内环(ICL3)构型改变为α-螺旋,位置偏移明显,该构型改变可能会影响ETAR与下游G蛋白(Gi,Gq和Gs)的结合,从而激活下游信号传导通路而发挥药效。该研究表明,丹酚酸B能够靶向作用于ETAR,可能是丹参饮活血化瘀、行气止痛的物质基础之一,此外,分子动力学模拟能为中药靶向活性成分与功能蛋白质相互作用分子机制研究提供方法。
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