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支持向量机在构建白介素-1β转化酶抑制剂药效团模型中的应用
以24个作用于人体外围血单核细胞药理模型的白介素-1β转化酶抑制剂作为研究对象,计算了其表征分子的拓扑、电子、几何结构等物理化学性质的1209个分子描述符,用CfsSubsetEval评价方法和BestFirst-D1-N5搜索方法筛选描述符,用Kennard-Stone方法选择训练集和测试集.分别采用支持向量机、决策树、贝叶斯网络、人工神经网络等机器学习方法建立分类预测模型并使用Catalyst/HipHop系统建立药效团模型.结果表明支持向量机优于其他分类模型,正、负样本的预测正确率均达到100%.优药效团模型具有5个特征:2个疏水基团、2个脂性氢键受体、1个氢键给体;以此药效团进行中药数据库筛选得到384个候选白介素-1β转化酶抑制剂.利用支持向量机建立的分类预测模型对候选化合物的活性进行了预测,其中高活性化合物占96.6%,表明白介素-1β转化酶抑制剂药效团模型较准确地反映了高活性化合物的公共特征.该模型的建立有助于从中草药筛选新型白介素-1β转化酶抑制剂.
关键词： 白介素-1β转化酶抑制剂 分子描述符 支持向量机 药效团 HipHop -
基于QSPR研究绿原酸类化合物与血清白蛋白的结合
本文选取32个小分子化学成分和9个天然产物化学成分为训练集,利用Dragon软件计算分子描述符,应用WEKA软件中CfsSubsetEval评价方法和BestFirst-D1-N5搜索方法进一步筛选描述符,利用Linear Regression方法建立了分子结构与其血清蛋白结合常数值logK的定量结构-性质相关性模型(相关系数为0.9557).应用该模型对10个绿原酸类化合物的logK进行预测,结果显示绿原酸的logK预测值为4.51,与文献报道的logK值在4～7范围内基本相符.研究结果为进一步探讨绿原酸与血清蛋白的结合情况提供指导,为研究药物与血清蛋白的结合提供思路.
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清眩降压汤治疗高血压作用机制的虚拟筛选研究
目的:采用计算机虚拟筛选技术探讨清眩降压汤治疗高血压的潜在作用机制.方法:先采用分子描述符计算和主成分分析来研究清眩降压汤中739个化合物与53个心血管疾病相关药物的化学空间信息分布,探讨其类药性质;再通过分子对接方法和网络分析来研究清眩降压汤中739个化合物与30个心血管疾病相关靶标的相互作用及它们的靶空间分布.结果:清眩降压汤所含分子与心血管疾病相关药物有类药性,且更具多样性;清眩降压汤中266个化合物与17个心血管相关靶标有着较强的相互作用,其中,桑叶作用于17个靶标,钩藤、苦丁茶和黄芩分别作用于12个靶标.结论:清眩降压汤治疗高血压的作用机制可能涉及到降血压、调节血脂、抗炎、抗血栓等4个方面,与高血压的发病机制相符合.
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复方一枝蒿抗流感有效成分的网络药理学研究
复方一枝蒿由板蓝根、大青叶、一枝蒿3味中药组成,主要用于治疗感冒发烧,临床疗效明显,但其作用机制尚不明确.本文通过对流感病毒相关靶点和复方一枝蒿化学成分的收集,采用朴素贝叶斯算法,基于分子指纹和分子描述符,建立抗流感多靶点预测平台;利用靶点预测平台,对复方一枝蒿的有效成分及其作用靶点进行预测,并利用网络开发专业软件,构建了化学成分-靶点网络及靶点-通路网络,以揭示复方一枝蒿的多种有效成分抗流感病毒的网络药理机制,为进一步研究复方一枝蒿抗流感的作用机制提供理论依据.
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头孢地尼有关物质定量结构-色谱保留模型的建立
本项研究通过计算已知杂质结构的分子描述符,经筛选后与色谱保留行为数据关联建模,建立特定色谱系统条件下头孢地尼有关物质定量结构-色谱保留(QSRR)模型,并以其他杂质结构与色谱行为进行验证.以F AFRBWF、Blbn_J、SsCH3、SssCH2、SsNH2、SssNH、SssS、SHdCH2、EEM_AFc、EEM_AFpl、EEM_XFp1和Pi_MaxQ 12个分子描述符构建头孢地尼有关物质QSRR模型,18个有关物质的预测与实测结果总体R2=0.983 6,大相对保留时间差值为0.154,相对保留时间大误差为10.17％.结果表明,头孢地尼有关物质QSRR模型可用于本品中有关物质分析方法评价与新杂质的色谱行为预测,为评价药品质控方法的有效性提供了新的思路.
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从网络角度研究元胡止痛胶囊治疗头痛与痛经的分子作用机制
目的:研究元胡止痛胶囊治疗头痛和痛经的药效物质和分子作用机制.方法:采用分子对接、分子-靶蛋白网络特征分析以及靶蛋白-生物通路信息挖掘的方法研究元胡止痛胶囊中分子与靶蛋白的相互作用.结果:分子对接与网络分析发现元胡止痛胶囊中有63个活性成分,且大部分具有良好的生物利用度和血脑屏障通透性,其中Coptisine,Protopine,Berberine等17个为其主要活性成分,可通过与GluA2,iNOS,AKR1 C2,ROCK1等28个靶蛋白相互作用,一方面降低疼痛信号的感知和传递,另一方面调控血管/子宫平滑肌的舒张与收缩,进而达到缓解疼痛的治疗作用.结论:通过数据分析确定了元胡止痛胶囊止痛的分子作用机制和主要活性成分,有助于减少后续药效物质基础和分子作用机制实验研究的盲目性.
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药物分子设计中定量结构－药代动力学关系研究进展
本文阐明定量构动关系的概念，说明定量构动关系研究对于药物分子设计的重要性和必要性。概述了定量构动关系的研究内容与研究方法，综述了近年来国内外药物定量构动关系的研究进展，以及定量构动关系研究对于药物分子设计和药物研发的指导意义，并建议性地提出了今后可能的研究方向。
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从网络角度研究腰痹通胶囊整体调控腰椎间盘突出的分子作用机制
目的 研究腰痹通胶囊(三七、川芎、延胡索,等)治疗腰椎间盘突出的分子作用机制.方法 采用文献挖掘、分子对接以及分子-靶蛋白网络特征分析的方法研究腰痹通胶囊中化合物群与靶蛋白的相互作用.结果 分子对接发现腰痹通胶囊中有46个活性成分,且大部分具有良好的口服生物利用度和较高的中枢神经暴露量,进一步网络分析发现,其中coptisine、diligustilide、corypalmine、chuanxiongterpene等11个化合物为其主要活性成分,可通过与p38、CGRP、MMPs、TNFα等19个靶蛋白作用,抑制过度性炎症反应和椎间盘内毛细血管浸入,降低神经对刺激的敏感性,调控椎间盘内胶原、蛋白聚糖的代谢平衡,从而缓解疼痛,改善腰椎间盘突出.结论 通过网络分析明确了腰痹通胶囊调控腰椎间盘突出的分子作用机制,诠释了其科学内涵,有助于推动后续药效物质基础研究和分子机制实验研究.
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分子结构对吲哚美辛自乳化给药系统成乳能力的影响
通过滴定法研究吲哚美辛在自乳化处方中的相行为,利用多元线性回归(MLR)与人工神经网络(ANN)分别建立自乳化面积与处方中各组分的分子描述符(如量子化学参数、物理化学参数和分子拓扑学参数)之间的定量构效关系(QSAR)模型.研究表明,MLR模型与ANN模型对处方自乳化面积均具有较好的预测能力,且MLR模型的预测能力优于ANN模型.通过油相、乳化剂等组分的分子结构计算其在系统中的自乳化能力,有助于进行处方筛选,提示利用计算的方法可提高试验效率.
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基于分类树模型鉴别药物在生物药剂分类系统的穿透性分类
通过构建基于分子属性的分类树模型以鉴别化合物的生物药剂分类系统(biopharmaceutics classification system,BCS)的穿透性分类.将从不同文献采集的Caco-2穿透性数据构成训练集,建立分类树模型,并应用此模型对外部测试集——美国食品药品监督管理局BCS的标准化合物进行分类测试.由此建立的鉴别化合物的BCS穿透性分类的规则为如果氢键供体原子数量＜4、正性范德华极性表面积和＜40.71并且溶解能＞-33.89,那么该化合物为高穿透性,否则为低穿透性.本分类结构属性关系模型的105个化合物的训练集和17个化合物的外部测试集的识别正确率分别91.43％和82.35％.本模型成功应用于鉴定BCS标准化合物高低穿透性分类药物的分子属性,为药物穿透性的识别提供了简便、有效的分类方法.
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药物设计和研发中的定量构动关系研究进展
概述定量构动关系研究的内容和方法.综述定量构动关系研究中对药动学特性的预测,包括对药物吸收、分布、代谢和排泄特征的预测,以及定量构动关系研究对药物设计和研发的指导意义.
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基于网络药理学研究大川芎方治疗偏头痛的作用机制
目的：研究大川芎方治疗偏头痛的分子作用机制。方法结合文献挖掘、分子对接和网络分析研究大川芎方中化合物群与偏头痛相关靶蛋白的相互作用。结果分子对接发现大川芎中有38个活性成分,且大部分具有较好的口服生物利用度和良好的脑内暴露量,进一步网络分析发现 senkyunolide M,riligustilide,levistolide A,chuanxiongterpene 等16个化合物为其主要活性成分,可通过与 CGRP、p38、TNF-α、iGluR5、NOS 等18个靶蛋白作用,抑制神经源性炎症和神经递质的产生,降低源自三叉神经的感受器对伤害性信息的超敏化,并对抗皮层扩布性抑制,从而发挥治疗偏头痛的作用。结论通过网络分析明确了大川芎方治疗偏头痛的分子作用机制,诠释了其科学内涵,有助于推动后续相应制剂的药效物质基础研究和分子机制实验研究。
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海桐皮汤治疗骨性关节炎的化学空间及多靶点效应分析
目的:从化学空间角度探讨海桐皮汤治疗骨性关节炎的多靶点作用.方法:运用计算机方法对海桐皮汤中分子组成的数据库及药物分子/类药分子数据库进行化学空间分析,对一些特征描述符的分布进行了描述,同时采用主成分分析方法将多维化学空间映射到二维空间以得到更直观的图像.结果:海桐皮汤中分子有良好的多样性,既有类药性质,也是天然产物化合物的一个特殊的子集.结论:本方法直观地揭示了复方海桐皮汤的多靶点效应,对于解释复方的协同效应有重要意义.
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解毒消癥饮治疗胃癌机制的计算机筛选研究
目的 采用计算机虚拟筛选技术探讨解毒消癥饮治疗胃癌的作用机制.方法 先采用分子描述符计算和主成分分析法研究解毒消癥饮中148个化合物与32个抗肿瘤药物的化学空间信息分布,探讨其类药性质;再通过分子对接方法研究解毒消癥饮和肿瘤相关受体靶标如人表皮生长因子受体家族(epidermal growth factor receptor,EGFR;human epidermal growth factor receptor-2,HER 2)和环氧化酶-2(cyclooxy-genase 2,COX-2)的相互作用情况,以探讨其治疗胃癌的分子机制.结果 解毒消癥饮所含分子与抗肿瘤药物有类药性,且更具多样性;解毒消癥饮中91个化合物与EGFR、HER-2和COX-2有着显著的活性抑制作用.结论 解毒消癥饮治疗胃癌的作用机制可能涉及到抑制肿瘤细胞增殖、侵袭转移及促细胞凋亡等方面,与胃癌发病机制相符合.
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透骨消痛胶囊防治骨性关节炎的化学空间分析
目的 从化学空间角度探讨透骨消痛胶囊防治骨性关节炎的作用机制.方法 运用计算机方法对透骨消痛胶囊中分子组成的数据集及药物分子/类药分子数据集进行化学空间分析,对一些特征描述符的分布进行了描述,同时采用主成分分析方法将多雏化学空间映射到二维空间以得到更直观的图像.结果 透骨消痛胶囊中分子与药物分子/类药分子在化学空间有较好的重叠.结论 本方法直观地揭示了透骨消痛胶囊防治骨性关节炎的重要意义.
