Виртуальный скрининг и молекулярная динамика Проверка белка переноса эфира холестерина из ингибиторов природного продукта ⅱ

 

2 результаты

2.1 Исследование структуры белка

В настоящее время в базе данных PDB есть 3 кристаллических структуры белка CETP (2OBD, 4EWS, 4F2A). Кристаллическая структура 4ews, используемая в этом исследовании, имеет наибольшее разрешение и объединяется с мощным ингибитором, с активностью достигает единого наномолярного уровня и разрешением 2,59 Å. Положение, в котором связывают белок и ингибитор малой молекулы, также является единственным связывающим карманом белка. Поверхность кармана показана на рисунке 1а. Можно видеть, что в положении связывания малой молекулы есть большой гидрофобный карман. Следовательно, для этого связующего кармана,
Виртуальный скрининг на основе структуры был выполнен. Генерация точек сетки стыковочной сетки основана на месте кармана, где расположен небольшой ингибитор молекулы. Центр точки сетки стыковочной сетки устанавливается на кристаллизационный лиганд, размер внешней коробки стыковки установлен, чтобы быть аналогичным размеру лиганда кристаллизации с размером 10 × 10 × 10 Å3, а размер внутренней коробки установлен на 10 Å3, как показано на рисунке 1b.

 

Cistanche высококачественные воздействия

 

 

2.2 Виртуальный скрининг на основе стыковки

Основываясь на вышеуказанных карманах, в базе данных L6000 было выполнено несколько раундов скрининга. Специфический процесс показан на рисунке 2. После высокопроизводительного виртуального скрининга, сохранения стандартного точного виртуального скрининга и ультрапециального виртуального скрининга 100 соединений, среди которых самый высокий показатель молекулярной стыковки составлял -16,991 ккал/моль (1 кал. Kcal/Mol. 100 оставшихся соединений были повторно оценены с использованием MM-GBSA, и наконец были получены 49 уникальных соединений. После кластеризации и конформационного анализа, а также позиционного перекрытия с исходными кристаллическими маленькими молекулами, 19 соединений с наилучшей степенью сопоставления были получены в качестве соединений -кандидатов, как показано в таблице 1 и на рисунке 3.

Рис. 1 Схематическая диаграмма связывающего белка CETP (A), схематическая диаграмма сайта связывания белка CETP (B)

Рис. 2 Блок -схема виртуального скрининга и моделирования молекулярной динамики

 

2.3 Кластерный анализ

После анализа кластеризации, основанного на сходстве между 19 выбранными соединениями и кристаллизованными лигандами 4EW, они были разделены на следующие 3 категории в соответствии со степенью перекрытия молекулярных структур. На рисунке 4А показан первый кластер, который содержит 14 небольших молекул, что указывает на то, что скелеты большинства малых молекул одинаковы; На рисунке 4b показан второй кластер, который содержит 1 малую молекулу, а на рисунке 4C показан третий кластер, который содержит 4 малых молекулы. Черные на рисунке представляют собой кристаллизованные лиганды, а остальные представляют собой небольшие молекулы, полученные при виртуальном скрининге.

2.4 Анализ режима привязки

Посредственно рассмотрев баллы стыковки и свободную энергию, связанные с 19 соединениями -кандидатами, три лучших соединения с точки зрения свободной энергии связывания были окончательно выбраны для анализа режима связывания, включаяCISTANCHE Гликозид а, теафлавины и сальвианоловая кислота B -диметиловый эфир. Диаграмма режима связывания этих трех соединений и белка CETP была нарисована с использованием программного обеспечения Pymol. Взаимодействие между аминокислотными остатками трех лигандов и целевым CETP способствовал связывание комплекса белка-лиганда, что делает его более стабильный комплекс.
Среди них,Cistancheside aобразует ароматическую водородную связь с PHE463 целевого белка и образует ароматическую водородную связь и взаимодействие π-π-укладка с PHE263; Теафлавин образует классическую водородную связь с His232 целевого белка, образует ароматическую водородную связь с PHE263 и образует катионо-π-взаимодействие с PHE461; Диметиловый эфир сальвианоловой кислоты B образует ароматические водородные связи с HIS232 и PHE441 целевого белка и образует π-π-укладное взаимодействие с PHE463. Другие взаимодействия белка-лиганд включают гидрофобные взаимодействия и солевые мостики, и результаты показаны на рисунке 5.

2.5 моделирование молекулярной динамики

2.5.1 Расчет значения RMSD

 

Как показано на рисунке 6а, после моделированияCISTANCHESIDE A-CETP СистемаДля 1 0 NS диапазон колебаний RMSD стабилен ниже ± 0. 1 нм, а состояние равновесия RMSD указывает на то, что прочность связывания системы хороша. После 25 нс моделирования колебания системы Theaflavin-CETP начали значительно замедляться, а диапазон колебаний также был стабилен ниже ± 0. 1 нм, достигая равновесия; Значение RMSD системы диметилового эфира-эфир-эфир-цит-CETP колебалось меньше после 1 0 NS моделирования, со средним RMSD 0. 2-0. 3 нм, а диапазон флуктуаций был стабильным ниже 0,1 нм, достигая равновесия. Кроме того, это исследование также рассчитало значение RMSD лиганда.
Как видно из рисунка, теафлавин-CETP находился в стабильном состоянии на начальной стадии моделирования, в то время какCistanche a-cetpи дубиная кислота B-диметиловый эфир-CetP быстро стабилизировался после быстрого периода колебаний. Это различие может быть вызвано различными молекулярными конфигурациями и различиями в силах взаимодействия в полости связывания. Три обычно находятся в равновесии.

 

2.5.2 Расчет значения среднеквадратичных средств на основе сложной системы различных молекул лекарственного средства и CETP

Белок, это исследование рассчитало среднеквадратичное значение остатков аминокислот белка каждой группы. Как видно из рисунка 6B, значения RMSF ключевых остатков трех малых молекул, действующих на CETP, находятся на относительно низком уровне, со средним значением около {1}}. 16 нм, что указывает на то, что связывание белка с малой молекулой способствует Spatial Structorability и указывает на жестку и указывает на жестку и указывает на жесткость и указывает на стыдность и затем указывает на стыдность и затем указывает на стыдность и затем указывает на то, что он указывает на жестку и затем указывает на стыдность и затем указывает на то, что он указывает на то, что он указывает на то, что он указывает на то, что он указывает на то, что он указывает на то, что он указывает на то, что он указывает на то, что вызывает устойчиво белок.

 

2.5.3 Расчет значения SASA

Как видно из рисунка 6C, SASA двух комплексов Cistanche A-CetP и Theaflavin-CetP на ранней стадии моделирования вокруг {3} ns быстро уменьшалось, что интуитивно указывает на быстрое связывание лиганда, а область белковой поверхности, подвергаемой воздействию сольвента, связана с поведением. Снижение SASA может быть выведено, что лиганд тесно связан с активным сайтом белка и может сопровождаться конформационными изменениями в связывающем кармане или даже конформационных изменений в белке. По мере продолжения моделирования из -за общего движения атомов белка и лиганда SASA в определенной степени увеличивалась в средней стадии моделирования, и предполагается, что связывание между двумя ослабленными на этой стадии. Это может быть связано с поэтапным снижением стабильности, вызванным конформационным нарушением белка. После этого SASA вышел на третий этап и быстро уменьшился до конца моделирования. SASA комплекса группы Salvianolic Acid B-диметилового эфира-CetP снизилась на протяжении всего процесса и вступил в стабильное состояние примерно через 40 нс.

 

2.5.4 Анализ конформации вторичной структуры

Как показано на рисунке 7, соотношение содержания -Helix белка в трех группах комплексов является наиболее стабильным, и не наблюдается очевидного увеличения или уменьшения. В CISTANCHIDE A -CETP можно четко заметить, что содержание -лист уменьшается, а катушка увеличивается на стадии 0-25 ns, а изменения увеличения и уменьшения восстанавливаются через 25 нс. В Theaflavin -CETP можно видеть, что более очевидные изменения в основном появляются во взаимном преобразовании -ерн и катушке. В танниковой кислоте B диметиловый эфир -CetP основным изменением является уменьшение листа и увеличение катушки. На изменение содержания вторичной структуры белка в основном влияет тип аминокислот вблизи сайта связывания. Из -за различных специфических положений молекул лиганда в разных комплексах и различных типов и сил сил взаимодействия, конформации белка каждой группы также различны. В целом, содержание вторичной структуры белка в каждой группе имеет очевидные изменения, что тесно связано с жестким связыванием лиганда.

 

3 Обсуждение

Липиды крови являются общим термином для нейтральных жиров и липидов в плазме. БалансЛипидный метаболизм в кровиимеет решающее значение для поддержания жизненной активности клеток и организмов; Аномальный метаболизм липидов в крови тесно связан с возникновением сердечно -сосудистых и цереброваскулярных заболеваний, нейродегенеративных заболеваний и опухолей [12-13]. Признание и лечение дислипидемии в традиционной китайской медицине были зарегистрированы в течение долгого времени. Традиционная китайская медицина имеет преимущества богатых ресурсов, разнообразных структур, мало побочных реакций и низких цен. Он оказывает хорошее влияние на регуляцию липидных аномалий и широко признан в базовых исследованиях и клинических приложениях в домашних условиях и за рубежом [14-16].
Скрининг небольших молекул компонентов китайской травяной медицины, которые можно использовать для регуляции иЛечение дислипидемииИз высокопроизводительной базы данных китайской медицины имеет практическое значение. Технология виртуального скрининга и технология моделирования молекулярной динамики является одной из наиболее важных технологий и средств в текущих исследованиях китайской медицины и может в больших масштабах скрининговых молекул лекарств [17]. CETP является важным регуляторным ферментом, участвующим в липидном метаболизме и процессе РКИ в кровообращении. Это исследование фокусируется на функции и роли белка CETP. Благодаря исследованиям виртуального скрининга было получено 19 кандидатов с аффинностью к белкам CETP. Разнообразие основных лигандов кандидатов было подтверждено кластерным анализом, а для анализа режима связывания были выбраны 3 малых молекул лиганда. Гидрофобное взаимодействие, π-π-укладка и соляный мост между лигандом и рецептором играют важную роль в поддержании сильного сродства белкового лиганда. В этом исследовании также изучалась стабильность 3 кандидатных белковых комплексов с помощью MD-моделирования. Результаты показали, что графики RMSD, RMSF и SASA в трех верхних комплексах белка-лиганд, как правило, были стабильными после колебаний, а амплитуда колебаний была небольшим. Очевидные изменения во вторичной структуре содержания белка также указывали на тесное связывание белкового лиганда. Следовательно, они считаются потенциальными кандидатами для малых молекул -ингибиторов с высокой аффинностью к белкам CETP.

 

 

Cistanche A представляет собой фенилетанол гликозидное соединение, которое в основном встречается в традиционных китайских лекарствах, таких как Cistanche и Rehmannia. Его массовая фракция в Cistanche - {{0}}. 02%-0. 44%, что является основным соединением, а его массовая фракция в rehmannia составляет 0,02%-0. 07%, которая является составной трассе [18].

Shimoda et al. [19] сообщили, что экстракт цистахна может влиять на экспрессию мРНК транспорта холестерина и связанных с метаболизмом молекул у мышей, вызванных диетой, и демонстрирует активность снижения холестерина. Теафлавины - это уникальные компоненты, образованные в процессе ферментации черного чая, а их содержание в черном чае составляет 0. 3% -1. 5% твердых веществ [20]. Рандомизированное контролируемое исследование показало, что чайные экстракты, богатые теафлавинами, являются эффективным дополнением к диете с низким насыщенным жиром и могут снизить уровень ЛПНК у взрослых с гиперхолестеринемией с хорошей толерантностью [21]. Диметиловый эфир сальвианоловой кислоты B представляет собой жирорастворимый компонент, экстрагированный из Salvia miltiorrhiza, и является производным диметилового эфира сальвианоловой кислоты B. Содержание двух в Salvia miltiorrhiza составляет около 20: 1, So Salvianolic Acide Ester Ester является трассовым химическим компонентом в корне из Salvia miltioriz. Предыдущие исследования показали, что диметиловый эфир Salvianolic Ac-диметилового эфира обладает сходной антиоксидантной, свободной радикальной массой и антиаритмической фармакологической активностью, как и сальвианоловая кислота B [{16}}]. Следовательно, природные мелкомолекулярные соединения Cistanche Deserticola A, теафлавины и диметиловый эфир Salvianolic кислоты B, проведенные виртуальным скринингом и моделированием молекулярной динамики в этом исследовании не только для обнаружения и оптимизации ингибитора белка CET Содержит ключевые соединения, суммируйте и анализируйте эти традиционные китайские лекарства и комбинируйте их с целостным взглядом и теорией дифференциации синдромов традиционной китайской медицины, чтобы сформулировать традиционные рецепты китайской медицины. Кроме того, другие ингибиторы белка CETP, такие как изофуспастозид, диосмин и векинин -2, полученные с помощью виртуального скрининга в этом исследовании, а также традиционные китайские лекарства, из которых получены натуральные соединения, такие как Forsythia, Wild Chrysanthemum и Rutaecarpa, которые могут быть подтверждены и проверены в будущем.