AT1受体的中药活性成分筛选模型及其作用机理研究

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背景:心血管类疾病是中老年人的多发病,严重的危害人民身体健康。中医临床治疗此类疾病时多处以活血化瘀、益气扶正或平肝潜阳类药物,在临床中疗效显著。有资料进一步表明,AT1受体直接参与调节心脑血管生理变化,因此,本文从探寻治疗心血管类疾病的中药与AT1受体的关系着手,拟在分子水平对中药治疗心血管疾病的机理进行阐述。方法:我们首先收集整理了在临床上对心血管疾病有治疗作用的中药,获得其活性成分小分子化合物共计67个,包括黄芩苷、钩藤碱、丹参酮、益母草碱等;然后通过序列比对,选择同源性最高的牛视紫红质蛋白晶体(分辨率0.265 nm,PDB编号3C9L)为模板,同源模建出心血管疾病主要靶点AT1受体的三维结构;随之对模型进行了分子动力学优化,并根据Ramachandran图和模型的疏水性分析进一步验证了该模型的合理性;找出AT1受体的活性位点,采取分子对接的方法将受体拮抗剂(Candesartan、Losartan、Telmisartan、Valsartan、Irbesartan、Eprosartan)和中药活性成分与AT1受体模型的作用方式进行了对比研究,据此建立了心血管疾病中药活性成分筛选模型。结果:分析统计分子对接结果发现,黄芩苷、钩藤碱、益母草碱等中药活性成分能与AT1受体活性口袋中的残基发生氢键作用,结合方式与AT1受体拮抗剂相似。由于AT1受体拮抗剂与His183、Lys199、Gnl257、Tyr113、Asn200选择性的发生氢键作用;黄芩苷与Try113、His183、Asn200发生氢键作用;钩藤碱与Lys199、Gnl257、Asn200发生氢键作用;益母草碱与Tyr113,Lys199,Asn200发生氢键作用;为此我们猜测以上提及的氨基酸可能就是AT1受体活性区域潜在的活泼结合位点,这些氨基酸一旦与配体分子结合被激活,就可能引起AT1受体的完全拮抗或部分拮抗作用。AT1受体可能是传统中药治疗心血管类疾病的一个重要靶标,中药成分刺激了受体活性区氨基酸,从而产生降低血压,减少血管外周阻力,抑制血管收缩等一系列作用。运用该筛选模型,在自备的中药心血管疾病活性成分数据库中进行筛选,获得多个可能具有AT1受体拮抗作用的天然产物。结论:本研究是第一次从分子层面上阐释了一些中药活性小分子的治病机理,并建立了可靠的心血管疾病中药活性成分筛选模型,为进一步挖掘中药资源研究AT1受体相关的心脑血管类药物,合理设计AT1受体的拮抗剂提供重要依据。
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