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甲型副伤寒沙门菌疫苗靶标蛋白 筛选技术及应用
在引起伤寒、副伤寒的病原中,甲型副伤寒沙门菌所占的比例逐渐升高.我国每年均有不同程度的地方性甲型副伤寒流行及暴发,东南亚地区甲型副伤寒流行情况日趋严重.由于现在还没有针对甲型副伤寒沙门菌的疫苗,所以具有免疫原性蛋白的筛选及减毒全菌疫苗、亚单位疫苗的研制逐渐成为热点.随着甲型副伤寒沙门菌ATCC9150全基因组序列的公布,利用基因组和蛋白质组学的方法为研究甲型副伤寒沙门菌的疫苗靶标提供了良好的基础.本文综述了疫苗靶标蛋白的识别方法以及可能用于鉴别诊断或者疫苗有效靶标的潜在甲型副伤寒沙门菌抗原蛋白.
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天然活性小分子靶标蛋白识别方法学研究进展
药物靶标是指人体内与药物相互作用并赋予药物效应的特定分子.作为传统中药的药效物质基础,天然活性小分子的作用机制阐明,特别是作用靶标的鉴定一直是药学研究者关注的重要课题,然而目前该领域一直未取得长足的进展.作者针对近年来在天然活性小分子靶标蛋白识别鉴定方面出现的新技术、新方法进行了总结,系统介绍了目前该领域的主流研究方法,原理以及成功案例,同时还探讨了每种方法的适用性及不同方法之间的优劣.相信该文对从事天然药物化学、药理学以及化学生物学领域的研究人员有一定的启发和借鉴作用.
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分子对接技术在中药抗炎活性成分筛选和作用机制研究中的应用
抗炎中药在临床方面有着悠久的历史和独特的优势,但其药效物质基础和作用机制有待进一步深入系统地研究.近年来,随着计算机辅助药物设计和网络药理学概念的快速发展,分子对接技术被广泛用于研究小分子化合物与大分子生物受体间的相互作用、虚拟筛选中药的活性成分、预测中药复方有效部位群、确定活性化合物的靶标蛋白及阐明相关作用机制,并且众多分子对接结果在药理实验中业已得到了验证.本文将分子对接技术在中药抗炎活性成分筛选及抗炎靶标确定方面的应用作一综述,以供后续研究借鉴.
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基于分子对接技术研究黄连解毒汤治疗糖尿病的物质基础
目的:采用分子对接技术研究黄连解毒汤的降糖分子机制.方法:基于文献和TCMSP数据库收集黄连解毒汤中化学成分并构建其小分子结构数据库,采用iGEMDOCK软件对黄连解毒汤中19个化学成分与糖尿病网络中6个关键蛋白(PPARγ、DPP-IV、PTP1B、醛糖还原酶、α-葡萄糖苷酶、GSK-3)进行分子对接,并采用Cytoscape 2.8.1软件构建黄连解毒汤多成分-多靶点蛋白网络模型.结果:黄连解毒汤化学成分与靶标蛋白对接评分结果较好,其多成分多靶点效应明显.发现PPARγ、PTP1B、醛糖还原酶、α-葡萄糖苷酶、GSK-3是黄连解毒汤发挥降糖的主要分子机制.结论:初步阐释黄连解毒汤降糖的分子机制,为进一步研究黄连解毒汤的降糖作用靶标选取提供理论指导.
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基于系统药理学的茵陈作用机制研究
目的:探讨茵陈可能的药理作用机制,为其进一步开发利用提供参考.方法:利用中药系统药理学分析平台数据库(TCMSP)筛选茵陈的有效成分和相关靶标蛋白;运用Cytoscape 3.5.1软件构建茵陈有效化合物-靶标蛋白可视化网络,并进行拓扑学分析;借助STRING数据库进行蛋白质与蛋白质相互作用(PPI)网络的构建与分析;通过DAVID生物信息学资源数据库对靶标蛋白编码基因进行KEGG通路富集分析.结果:共筛选出茵陈有效化合物13个,靶标蛋白189个,KEGG富集通路34条.槲皮素、β-谷甾醇、异鼠李素、Artepillin C等是主要有效化合物,前列腺素G/H合成酶2(PTGS2)、热休克蛋白90(HSP90)、二肽基肽酶Ⅳ、蛋白激酶A催化亚基Cα等是主要靶标蛋白;转录因子AP-1(JUN)、细胞肿瘤抗原p53在PPI网络中发挥了关键作用;靶标蛋白编码基因主要富集在肿瘤坏死因子α(TNF-α)信号通路、缺氧诱导因子1(HIF-1)信号通路、Toll样受体信号通路、磷脂酰肌醇-3-激酶/丝苏氨酸蛋白激酶(P13K/Akt)信号通路、T细胞受体信号通路、甲状腺激素信号通路、凋亡信号通路等通路上.结论:茵陈中的槲皮素、β-谷甾醇、异鼠李素等化合物可能通过TNF-α信号通路、HIF-1信号通路、PI3K/Akt信号通路等作用于PTGS2、HSP90、JUN等靶标蛋白,进而发挥其抗炎、抗肿瘤等药理作用.
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益气滋阴饮治疗2型糖尿病活性成分的虚拟筛选研究
目的:对中药方剂益气滋阴饮治疗2型糖尿病的活性成分、作用靶标和途径进行虚拟筛选研究,从分子水平上阐述该方治疗2型糖尿病的药效机制,为其推广应用和合理组方提供理论依据.方法:从《中药原植物化学成分手册》中检索出益气滋阴饮方剂10味药材中已分离得到的化学成分,从DrugBank数据库中检索出治疗2型糖尿病的药物/类药分子,在PubChem Compound数据库中下载各成分的三维分子结构,在Cerius24.10软件中对其进行结构优化,建立益气滋阴饮小分子化合物数据集;以"type 2 diabetes mellitus"为关键词,在治疗靶蛋白数据库中搜索及筛选出2型糖尿病的靶标蛋白,然后从治疗靶蛋白数据库中查询并下载这些蛋白质的三维立体结构;将选出的化合物分子(配体)与靶标蛋白(受体)进行对接,找出活性较高(根据Degree值与Between-ness值大小排序)的小分子和相关度较高的靶标蛋白;以筛选出的小分子化合物与靶标蛋白(如N-反式-咖啡酰酪胺分子与糖原合成酶激酶-3β)的精细对接为例,讨论配体与受体间的相互作用机制.结果:检索得到化学成分及药物/类药分子分别为732、127个,筛选出2型糖尿病的靶标蛋白30个;根据Degree值与Betweenness值大小排序,筛选出了8个活性较高的小分子化合物(如N-反式-咖啡酰酪胺、金丝桃苷等)和10个相关度较高的靶标蛋白(如碳酸酐酶1、糖原合成酶激酶-3β等);N-反式-咖啡酰酪胺与糖原合成酶激酶-3β之间可形成氢键及π烷基化相互作用,从而影响受体蛋白的结构稳定性及活性而产生降低血糖作用.结论:采用虚拟筛选研究发现,益气滋阴饮治疗2型糖尿病时既存在一个小分子化合物与多个靶标相互作用,同时又有不同小分子化合物作用于同一靶标的现象,从分子水平上揭示了其通过多组分、多靶标协同作用的机制,为开发治疗糖尿病的新药时先导化合物的筛选和结构修饰提供了参考信息.
