Віртуальна скринінг та молекулярна динаміка Перевірка перевірок білка перенесення ефіру холестерину з інгібіторів природних продуктів ⅱ

 

2 результати

2.1 Дослідження структури білка

В даний час у базі даних PDB є 3 кристалічні структури білка CETP (2OBD, 4eWS, 4F2A). Кристалічна структура 4eWS, що використовується в цьому дослідженні, має найвищу роздільну здатність і поєднується з потужним інгібітором, активність досягає єдиного наномолярного рівня та роздільна здатність 2,59 Å. Положення, де зв'язується білок та інгібітор малої молекули, також є єдиною кишені зв'язування білка. Поверхня кишені показана на малюнку 1a. Видно, що в положенні зв'язування невеликої молекули є велика гідрофобна кишеня. Тому для цього прив'язного кишені,
Проводили віртуальний скринінг на основі структури. Генерація точок дощної сітки базується на кишеньковому майданчику, де знаходиться інгібітор невеликої молекули. Центр точки стикувальної сітки встановлений на ліганд кристалізації, розмір зовнішнього поля для стикувань встановлений таким, як розміром ліганду кристалізації, розміром 10 × 10 × 10 Å3, а розмір внутрішнього поля встановлений на 10 Å3, як показано на малюнку 1b.

 

Cistanche Високоякісні підсумки

 

 

2.2 Віртуальний скринінг на основі стикування

На основі вищезазначених кишень у базі даних L6000 проводили кілька раундів скринінгу. Конкретний процес показаний на малюнку 2. Kcal/моль. 100 збережених сполук переробляли за допомогою MM-GBSA, і нарешті були отримані 49 унікальних сполук. Після кластеризації та конформаційного аналізу та позиційного перекриття з початковими кристалічними невеликими молекулами, 19 сполук з найкращим ступенем відповідності були отримані як сполуки -кандидат, як показано в таблиці 1 та малюнка 3.

Рис. 1 Схематична схема кишені зв'язування білка CETP (A), схематична схема сайту зв'язування білка CETP (B)

Рис. 2 Блок -графік віртуального скринінгу та моделювання молекулярної динаміки

 

2.3 Кластерний аналіз

Після кластеризаційного аналізу на основі подібності між 19 вибраними сполуками та кристалізованими лігандами 4EWS вони були розділені на наступні 3 категорії відповідно до ступеня перекриття молекулярних структур. На малюнку 4а показаний перший кластер, який містить 14 малих молекул, що вказує на те, що скелети більшості малих молекул схожі; На малюнку 4b показаний другий кластер, який містить 1 невелику молекулу, а на малюнку 4c показаний третій кластер, який містить 4 невеликі молекули. Чорні на фігурі є кристалізованими лігандами, а решта - невеликі молекули, отримані віртуальним скринінгом.

2.4 Аналіз режиму зв'язування

За допомогою всебічного розгляду показників стикування та прив'язки вільної енергії 19 кандидатів, трьох найкращих сполук з точки зору вільної енергії, що прив'язує, було остаточно вибрано для аналізу режиму зв'язування, включаючиcistanche glycoside a, Тефлавіни та диметилова ефіру сальвіанолічної кислоти B. Діаграма режиму зв'язування цих трьох сполук та білка CETP намальована за допомогою програмного забезпечення Pymol. Взаємодія між амінокислотними залишками трьох лігандів та цільовим білком CETP сприяла зв'язуванню комплексу білкового ліганду, що робить його більш стійким комплексом.
Серед них,Cistancheside aутворює ароматичну водневу зв’язок з PHE463 цільового білка і утворює ароматичну водневу зв’язок та π-π укладання укладання з PHE263; Тефлавін утворює класичну водневу зв’язок з HIS232 цільового білка, утворює ароматичну водневу зв’язок з PHE263 і утворює катіону-π взаємодію з PHE461; диметил ефіру сальвіанолової кислоти В утворює ароматичні водневі зв’язки з HIS232 та PHE441 цільового білка і утворює взаємодію π-π укладання з PHE463. Інші взаємодії з білковим лігандом включають гідрофобні взаємодії та сольові мости, а результати показані на малюнку 5.

2.5 Моделювання молекулярної динаміки

2.5.1 Розрахунок значення RMSD

 

Як показано на малюнку 6а, після моделюванняCistancheside A-CETP-системаДля 1 0 NS діапазон коливань RMSD стабільний нижче ± 0. 1 нм, а стан рівноваги RMSD вказує на те, що міцність на зв'язування системи хороша. Після 25 нс моделювання коливання системи тефлавін-CETP почало значно сповільнюватися, а діапазон коливань також був стабільним нижче ± 0. 1 нм, досягнення рівноваги; Значення RMSD системи диметил-ефіру танічної кислоти B коливається менше після 1 0 ns моделювання, із середнім RMSD 0. 2-0. 3 нм, а діапазон коливань був стабільним нижче 0,1 нм, досягаючи рівноваги. Крім того, це дослідження також обчислило значення RMSD ліганду.
Як видно з фігури, Theeflavin-CETP був у стабільному стані на початковій стадії моделювання, покиCistanche A-CETPі DININAL ACID B DIMETHYL ESTER-CETP швидко стабілізувався після швидкого періоду коливань. Ця різниця може бути викликана різними молекулярними конфігураціями та відмінностями сил взаємодії в порожнині зв'язування. Три, як правило, в рівновазі.

 

2.5.2 Розрахунок значення RMSF на основі складної системи різних молекул лікарських засобів та CETP

Білок, це дослідження обчислило значення RMSF залишків білкових амінокислот кожної групи. Як видно з малюнка 6b, значення RMSF ключових залишків трьох невеликих молекул сполук, що діють на CETP, знаходяться на відносно низькому рівні, із середнім значенням приблизно 0. білок.

 

2.5.3 Розрахунок значення SASA

Як видно з малюнка 6С, SASA двох комплексів Cistanche A-CETP та Theeflavin-CETP на ранній стадії моделювання навколо 0-15 NS швидко зменшувалося, що інтуїтивно вказує на швидке зв'язування ліганду, а область поверхні білка, що піддається розчиннику, зменшується через поведінку прив’язки. Зниження SASA можна зробити висновок про те, що ліганд щільно пов'язаний з активним місцем білка, і може супроводжуватися конформаційними змінами в кишені, що зв'язується, або навіть конформаційними змінами білка. По мірі продовження моделювання, завдяки загальному руху руху атомів білка та ліганду, SASA певною мірою збільшився на середній стадії моделювання, і припускається, що зв'язування між ними ослаблене на цій стадії. Це може бути пов’язано зі зниженням стабільності, спричиненим порушенням конформаційного білка. Після цього SASA вийшов на третю стадію і швидко зменшився до кінця моделювання. SASA комплексу групи диметил-ефіру сальвіанолової кислоти B зменшився протягом усього процесу і потрапила в стабільний стан приблизно після 40 нс.

 

2.5.4 Аналіз конформації вторинної структури

Як показано на рисунку 7, співвідношення вмісту -легки білка у трьох групах комплексів є найбільш стійким, і очевидного збільшення або зменшення не спостерігається. У Cistancheside A -CETP можна чітко помітити, що вміст -аркуш зменшується, а котушка збільшується на стадії 0-25 ns, а зміни та зменшення змін відновлюються після 25 нс. У Theeflavin -CETP видно, що більш очевидні зміни в основному з'являються у взаємному перетворенні -повороті та котушці. У DINNIN -кислот B DIMETHYL ESTER -CETP основна зміна -зменшенням аркуша та збільшення котушки. На зміну вмісту вторинної структури білка в основному впливає тип амінокислот поблизу місця зв'язування. Завдяки різним специфічним положенням молекул ліганду в різних комплексах та різних типах та сильних силах взаємодії, білкові конформації кожної групи також різні. Загалом, вміст білкової вторинної структури в кожній групі має очевидні зміни, що тісно пов'язане з тісним зв'язуванням ліганду.

 

3 Обговорення

Ліпіди крові є загальним терміном для нейтральних жирів та ліпідів у плазмі. БалансЛіпідний метаболізм кровімає вирішальне значення для підтримки життєвої діяльності клітин та організмів; Аномальний метаболізм ліпідів крові тісно пов'язаний із виникненням серцево -судинних та цереброваскулярних захворювань, нейродегенеративних захворювань та пухлин [12-13]. Визнання та лікування дисліпідемії в традиційній китайській медицині тривалий час зафіксовано. Традиційна китайська медицина має переваги багатих ресурсів, різноманітних структур, мало побічних реакцій та низьких цін. Це добре впливає на регулювання порушень ліпідів і широко визнається в основних дослідженнях та клінічних застосуванні вдома та за кордоном [14-16].
Обстеження невеликих молекул компонентів китайської фітотерапії, які можна використовувати для регуляції таЛікування дисліпідеміїз високопропускної бази даних китайської медицини має практичне значення. Технологія віртуальної скринінгу та технологія моделювання молекулярної динаміки є однією з найважливіших технологій та засобів у сучасних дослідженнях китайської медицини, а також може обстежувати молекули наркотиків у великих масштабах [17]. CETP є важливим регуляторним ферментом, що бере участь у метаболізмі ліпідів та процесу РКТ в кровообігу. Це дослідження зосереджено на функції та ролі білка CETP. За допомогою віртуальних скринінгових досліджень було отримано 19 кандидатських лігандів з спорідненістю до білка CETP. Для аналізу режиму зв'язування було обрано різноманітність основних лігандів кандидатів, а для аналізу режиму зв'язування було перевірено кластерний аналіз, а для аналізу режиму зв'язування. Гідрофобна взаємодія, укладання π-π та сольовий міст між лігандом та рецептором відіграють важливу роль у підтримці сильної спорідненості білкового ліганду. Це дослідження також досліджувало стабільність 3 кандидатських білкових комплексів за допомогою моделювання MD. Результати показали, що графіки RMSD, RMSF та SASA комплексів топ-3 білкових лігандів, як правило, були стабільними після коливань, а амплітуда коливань була невеликою. Очевидні зміни вмісту вторинної структури білка також вказували на тісне зв'язування білкового ліганду. Тому вони вважаються потенційними кандидатами для інгібіторів малих молекул з високою спорідненістю до білка CETP.

 

 

Cistanche A - це фенілетанольна глікозидна сполука, яка в основному зустрічається у традиційних китайських лікарських засобах, таких як Cistanche та Rehmannia. Її масова фракція в Cistanche - {{0}}. 02%-0. 44%, що є основною сполукою, а його масова частка в Rehmannia становить 0,02%-0. 07%, що є трасом [18].

Shimoda et al. [19] повідомили, що екстракт Cistanche може впливати на експресію мРНК транспортного транспорту холестерину та молекули, пов'язаних з метаболізмом, у мишей, спричинених дієтою, гіперхолестеринемії та демонструвати активність зниження холестерину. Тефлавіни - це унікальні компоненти, утворені під час процесу бродіння чорного чаю, а їх вміст у чорному чаї - 0. 3% -1. 5% твердих речовин [20]. Рандомізоване контрольоване дослідження показало, що чайні екстракти, багаті на тефлавіни, є ефективним доповненням до дієти з низьким вмістом жиру та можуть знизити рівень ЛПНЩ у дорослих з гіперхолестеринемією з хорошою толерантністю [21]. Диметил-ефір Salvianolic кислоти B-це жиророзчинний компонент, витягнутий із сальвії Мілтіорхізи і є диметил-ефіром сальвіанолової кислоти B. Вміст двох у Сальвії Мілтіорхізи становить близько 20: 1, тому сальвіанолова кислота B Dimethyley Ester-22-х трейсна компонента. Попередні дослідження показали, що диметил ефіру сальвіанолової кислоти B має аналогічний антиоксидант, очищення вільних радикалів та анти-арритмічну фармакологічну активність, як сальвіанолова кислота B [22-23]. Therefore, the natural small molecule compounds Cistanche deserticola A, theaflavins, and salvianolic acid B dimethyl ester screened out by virtual screening and molecular dynamics simulation in this study can not only be used for the discovery and optimization of CETP protein inhibitor lead compounds, but also can better understand the action process of traditional Chinese medicine lipid-regulating treatment from the molecular mechanism, help screen traditional Chinese medicine materials Містить ключові сполуки, узагальнюють та аналізують ці традиційні китайські лікарські засоби та поєднуйте їх із цілісною теорією диференціації погляду та синдрому традиційної китайської медицини для сформулювання традиційних рецептів китайської медицини. Крім того, інші інгібітори білка CETP, такі як ізофуспастозид, діосмін та vecinin -2, отримані за допомогою віртуального скринінгу в цьому дослідженні, а також традиційні китайські лікарські засоби, з яких похідні природні сполуки, такі як Форситія, дикі хрисантемуми та Rutaecarpa, можуть бути подальші вивчення та підтвердження в майбутньому.