Virtuālā skrīninga un molekulārās dinamikas simulācijas pārbaude holesterīna estera pārnešanas olbaltumvielām no dabīgajiem produktu inhibitoriem ⅱ

 

2 rezultāti

2.1 Olbaltumvielu struktūras izmeklēšana

Pašlaik PDB datu bāzē ir 3 CETP olbaltumvielu struktūras (2OBD, 4EWS, 4F2A). Šajā pētījumā izmantotajai 4EWS kristāla struktūrai ir visaugstākā izšķirtspēja, un tā tiek kombinēta ar spēcīgu inhibitoru, aktivitāti sasniedzot vienu nanomolāru līmeni un izšķirtspēju 2,59 Å. Pozīcija, kurā saistās olbaltumviela un mazās molekulas inhibitors, ir arī vienīgā olbaltumvielu saistošā kabata. Kabatas virsma ir parādīta 1.a attēlā. Var redzēt, ka mazas molekulu saistīšanas stāvoklī ir liela hidrofobiska kabata. Tāpēc par šo saistošo kabatu,
Tika veikta uz struktūru balstīta virtuālā skrīnings. Docking režģa punktu paaudze ir balstīta uz kabatas vietu, kur atrodas mazo molekulu inhibitors. Docking režģa punkta centrs ir iestatīts uz kristalizācijas ligandu, dokstacijas ārējās kastes lielums ir iestatīts kā līdzīgs kristalizācijas ligandu lielumam ar izmēru 10 × 10 × 10 Å3, un iekšējās kastes lielums ir iestatīts uz 10 Å3, kā parādīts 1.b attēlā.

 

Cistanche augstas kvalitātes papildinājumi

 

 

2.2. Virtuālā skrīnings, pamatojoties uz dokstaciju

Balstoties uz iepriekšminētajām kabatām, L6000 datu bāzē tika veiktas vairākas skrīninga kārtas. Īpašais process ir parādīts 2. attēlā. Pēc augstas caurlaidības virtuālās skrīninga, standarta precīzas virtuālās skrīninga un ultra-precizitātes virtuālā skrīninga tika saglabāti 100 savienojumi, starp kuriem visaugstākais molekulārais dokstacijas rādītājs bija −16,991 kcal/mol (1 cal=4. kcal/mol. 100 saglabātie savienojumi tika atkārtoti pārbaudīti, izmantojot MM-GBSA, un beidzot tika iegūti 49 unikāli savienojumi. Pēc klasterizācijas un konformācijas analīzes un pozicionālās pārklāšanās ar oriģinālajām kristāliskajām mazajām molekulām 19 savienojumi ar vislabāko atbilstošo pakāpi tika iegūti kā kandidātu savienojumi, kā parādīts 1. tabulā un 3. attēlā.

1. attēls. CETP olbaltumvielu saistošās kabatas (A) shematiska diagramma, CETP olbaltumvielu saistīšanas vietas shematiska diagramma (B)

2. attēls

 

2.3. Klasteru analīze

Pēc klasterizācijas analīzes, pamatojoties uz līdzību starp 19 atlasītajiem savienojumiem un izkristalizētajiem 4ews ligandiem, tie tika sadalīti šādās 3 kategorijās atbilstoši molekulāro struktūru pārklāšanās pakāpei. 4.a attēlā parādīts pirmais klasteris, kas satur 14 mazas molekulas, norādot, ka vairuma mazo molekulu skeleti ir līdzīgi; 4.b attēlā parādīts otrais klasteris, kas satur 1 mazu molekulu, un 4.c attēls parāda trešo kopu, kas satur 4 mazas molekulas. Melnie attēlā ir izkristalizēti ligandi, bet pārējie ir mazas molekulas, kas iegūtas virtuālajā skrīningā.

2.4 Iesiešanas režīma analīze

Visaptveroši apsverot 19 kandidātu savienojumu dokstacijas rādītājus un saistošo brīvo enerģiju, trim labākajiem savienojumiem saistīšanas brīvās enerģijas ziņā beidzot tika izvēlēti saistīšanās režīma analīzei, ieskaitotcistanche glikozīds a, teaflavīni un salvianolskābes bimetilesteris. Šo trīs savienojumu un CETP olbaltumvielu saistīšanas režīma diagramma tika uzzīmēta, izmantojot programmatūru Pymol. Triju ligandu aminoskābju atlikumu mijiedarbība un mērķa olbaltumvielu CETP veicināja olbaltumvielu-ligandu kompleksa saistīšanos, padarot to veido stabilāku kompleksu.
Starp tiem,Cistancheside aveido aromātisku ūdeņraža saiti ar mērķa olbaltumvielu PHE463 un veido aromātisku ūdeņraža saiti un π-π sakraujošu mijiedarbību ar PHE263; Theaflavīns veido klasisko ūdeņraža saiti ar mērķa olbaltumvielu His232, veido aromātisku ūdeņraža saiti ar Phe263 un veido katjonu-π mijiedarbību ar Phe461; Salvianolskābes B dimetilesters veido aromātiskas ūdeņraža saites ar His232 un Phe441 no mērķa olbaltumvielas un veido π-π sakraušanas mijiedarbību ar PHE463. Cita olbaltumvielu-ligandu mijiedarbība ietver hidrofobu mijiedarbību un sāls tiltu, un rezultāti ir parādīti 5. attēlā.

2.5 Molekulārās dinamikas simulācija

2.5.1 RMSD vērtības aprēķins

 

Kā parādīts 6.a attēlā, pēc simulācijasCistancheside A-CETP sistēma1 0 NS RMSD svārstību diapazons ir stabils zem ± 0. 1 nm, un RMSD līdzsvara stāvoklis norāda, ka sistēmas saistīšanās stiprums ir labs. Pēc 25 ns simulācijas teaflavīna-CETP sistēmas svārstības sāka ievērojami palēnināties, un arī svārstību diapazons bija stabils zem ± 0. 1 nm, sasniedzot līdzsvaru; Tannīnskābes bimetilestera-CETP sistēmas RMSD vērtība svārstījās mazāk pēc 1 0 ns simulācijas, ar vidējo RMSD 0. 2-0. 3 nm, un svārstību diapazons bija stabils zem 0,1 nm, sasniedzot līdzsvaru. Turklāt šajā pētījumā tika aprēķināta arī ligandu RMSD vērtība.
Kā redzams no attēla, teaflavīna-CETP sākotnējā simulācijas posmā atradās stabilā stāvoklī, betCistanche A-CetPun tanīnskābes bimetilestera-CETP ātri stabilizējās pēc ātras svārstību perioda. Šo atšķirību var izraisīt dažādas molekulārās konfigurācijas un atšķirības mijiedarbības spēkos saistošajā dobumā. Trīs parasti ir līdzsvarā.

 

2.5.2 RMSF vērtības aprēķins, pamatojoties uz dažādu zāļu molekulu un CETP sarežģīto sistēmu

Olbaltumvielas, šajā pētījumā tika aprēķināta katras grupas olbaltumvielu aminoskābju atlikumu RMSF vērtība. As can be seen from Figure 6B, the RMSF values ​​​​of the key residues of the three small molecule compounds acting on CETP are at a relatively low level, with an average value of about 0.16 nm, indicating that the binding of CETP protein with small molecule ligands promotes the spatial structural stability of the protein, and then indicates the stability of the binding between the ligand and the olbaltumvielas.

 

2.5.3 SASA vērtības aprēķins

Kā redzams no 6.c attēla, divu Cistanche A-CETP un teaflavīna-CETP kompleksu SASA simulācijas agrīnā stadijā ap {0-15 ns strauji samazinājās, kas intuitīvi norāda, ka straujā saistīšanās ar ligandu un olbaltumvielu virsmas laukumu tiek pakļauta šķīdinātājam, kas tiek samazināts saistīšanas uzvedības dēļ. SASA samazināšanos var secināt, ka ligands ir cieši saistīts ar olbaltumvielu aktīvo vietu, un to var pavadīt saistošās kabatas konformācijas izmaiņas vai pat konformācijas izmaiņas olbaltumvielās. Tā kā simulācija turpinājās, sakarā ar olbaltumvielu un ligandu atomu parasto kustību, SASA zināmā mērā palielinājās simulācijas vidējā posmā, un tiek spekulēts, ka šajā posmā ir saistīšanās starp abiem. Tas var būt saistīts ar iestudēto stabilitātes samazināšanos, ko izraisa olbaltumvielu konformācijas traucējumi. Pēc tam SASA ienāca trešajā posmā un strauji samazinājās līdz simulācijas beigām. Salvianolskābes bimetilestera-CETP grupas kompleksa SASA samazinājās visā procesā un pēc aptuveni 40 ns ienāca stabilā stāvoklī.

 

2.5.4 Sekundārās struktūras konformācijas analīze

Kā parādīts 7. attēlā, visstabilākā ir olbaltumvielu -pelēkā satura attiecība trīs kompleksu grupās, un acīmredzams pieaugums vai samazinājums netiek novērots. Cistancheside A -CETP var skaidri novērot, ka lapas saturs samazinās un spole palielinās 0-25 ns stadijā, un pieauguma un samazināšanas izmaiņas tiek atjaunotas pēc 25 ns. Teaflavīna -CETP var redzēt, ka acīmredzamākas izmaiņas galvenokārt parādās -pagrieziena un spoles savstarpējā pārvēršanā. Tanīnskābes B dimetilestera -CETP galvenās izmaiņas ir -sižeta samazināšanās un spoles palielināšanās. Olbaltumvielu maiņas sekundārās struktūras saturu galvenokārt ietekmē aminoskābju veids, kas atrodas netālu no saistīšanās vietas. Sakarā ar atšķirīgajām ligandu molekulu specifiskajām pozīcijām dažādos kompleksos un dažādos mijiedarbības spēku veidus un stiprās puses, katras grupas olbaltumvielu konfigurācija ir atšķirīga. Kopumā olbaltumvielu sekundārās struktūras saturam katrā grupā ir acīmredzamas izmaiņas, kas ir cieši saistīta ar ciešo ligandu saistīšanos.

 

3 diskusija

Asins lipīdi ir vispārējs termins neitrāliem taukiem un lipīdiem plazmā. LīdzsvarsAsins lipīdu metabolismsir ļoti svarīgi, lai saglabātu šūnu un organismu dzīves aktivitātes; Nenormāls asiņu lipīdu metabolisms ir cieši saistīts ar sirds un asinsvadu un smadzeņu asinsvadu slimību, neirodeģeneratīvo slimību un audzēju rašanos [12-13]. Dislipidēmijas atpazīšana un ārstēšana tradicionālajā ķīniešu medicīnā ir reģistrēta ilgu laiku. Tradicionālajai ķīniešu medicīnai ir bagātīgu resursu, dažādu struktūru, maz nelabvēlīgu reakciju un zemu cenu priekšrocības. Tam ir laba ietekme, regulējot lipīdu anomālijas, un tas ir plaši atzīts pamatpētījumos un klīniskajā lietojumprogrammās mājās un ārzemēs [14-16].
Skrīnings mazas ķīniešu augu zāļu komponentu molekulas, kuras var izmantot regulēšanai undislipidēmijas ārstēšanaNo augstas caurlaidības ķīniešu medicīnas monomēru datu bāzes ir praktiska nozīme. Virtuālās skrīninga tehnoloģija un molekulārās dinamikas simulācijas tehnoloģija ir viena no vissvarīgākajām tehnoloģijām un līdzekļiem pašreizējā ķīniešu medicīnas pētījumā, un tā var plašā mērogā pārbaudīt zāļu molekulas [17]. CETP ir svarīgs regulējošais enzīms, kas iesaistīts lipīdu metabolismā un RCT procesā asinsritē. Šis pētījums koncentrējas uz CETP olbaltumvielu funkciju un lomu. Virtuālā skrīninga pētījumu laikā tika iegūti 19 kandidātu ligandi ar afinitāti pret CETP olbaltumvielām. Kandidātu ligandu mugurkaula daudzveidība tika pārbaudīta ar klasteru analīzi, un saistīšanas režīma analīzei tika atlasītas 3 labākās ligandu mazās molekulas. Hidrofobai mijiedarbībai, π-π sakraušanai un sāls tiltam starp ligandu un receptoru ir svarīga loma olbaltumvielu ligandu spēcīgās afinitātes saglabāšanā. Šajā pētījumā tika pētīta arī 3 kandidātu olbaltumvielu-ligandu kompleksu stabilitāte, izmantojot MD simulāciju. Rezultāti parādīja, ka RMSD, RMSF un SASA grafiki no 3 augšējo 3 olbaltumvielu-ligandu kompleksiem parasti bija stabili pēc svārstībām, un svārstību amplitūda bija maza. Acīmredzamās olbaltumvielu sekundārās struktūras satura izmaiņas parādīja arī olbaltumvielu ligandu ciešo saistīšanos. Tāpēc tie tiek uzskatīti par potenciālajiem kandidātiem mazu molekulu inhibitoriem ar augstu afinitāti pret CETP olbaltumvielām.

 

 

Cistanche A ir feniletanola glikozīda savienojums, kas galvenokārt atrodams tradicionālajās ķīniešu zālēs, piemēram, Cistanche un Rehmannia. Tās masas frakcija Cistancē ir {{0}}. 02%-0. 44%, kas ir galvenais savienojums, un tās masas frakcija Rehmannijā ir 0,02%-0. 07%, kas ir pēdas savienojums [18].

Shimoda et al. [19] ziņoja, ka cistanche ekstrakts var ietekmēt holesterīna transporta un metabolisma molekulu mRNS ekspresiju diētas izraisītas hiperholesterinēmijas pelēm un uzrāda holesterīna līmeni pazeminošu aktivitāti. Theaflavins ir unikālas sastāvdaļas, kas veidojas melnās tējas fermentācijas procesā, un to saturs melnajā tējā ir 0. 3% -1. 5% cietvielu [20]. Nejaušināts kontrolēts pētījums atklāja, ka tējas ekstrakti, kas bagāti ar teaflavīniem, ir efektīvs papildinājums ar zemu piesātinātu tauku diētu un var samazināt ZBL līmeni pieaugušajiem ar hiperholesterinēmiju ar labu toleranci [21]. Salvianolskābes bimetilesters ir taukos šķīstošs komponents, kas ekstrahēts no Salvia miltiorrhiza, un ir dimetilestera atvasinājums no salvianolskābes B. Salvia Miltiorrhiza divu saturs ir apmēram 20: 1, tāpēc salvianolskābe bimetilsterā ir trases ķīmiska sastāvdaļa Salvia miltiorhiza. Iepriekšējie pētījumi parādīja, ka salvianolskābes bimetilesteram ir līdzīgas antioksidantu, brīvo radikāļu notīrīšanas un anti-aroritmiskas farmakoloģiskas aktivitātes kā salvianolskābe B [22-23]. Tāpēc dabiskie mazo molekulu savienojumi Cistanche Deserticola A, teaflavīni un salvianolskābes B dimetilesters, ko šajā pētījumā izskrēja virtuālā skrīninga un molekulārās dinamikas simulācija Saturot galvenos savienojumus, apkopojiet un analizējiet šīs tradicionālās ķīniešu zāles un apvienojiet tās ar tradicionālās ķīniešu medicīnas holistisko skatu un sindroma diferenciācijas teoriju, lai formulētu tradicionālās ķīniešu medicīnas receptes. Turklāt citi CETP olbaltumvielu inhibitori, piemēram, izofuspastosīds, diosmin un vecinin -2, kas iegūti, izmantojot virtuālo skrīningu šajā pētījumā, kā arī tradicionālās ķīniešu zāles, no kurām iegūtas dabiskie savienojumi, piemēram, ForSythia, savvaļas Chrysanthemum, un rutaecarpa var studēt un pārbaudīt nākotnē.