药物设计-姜黄素对损伤性缺血和LLC肺癌模型多重效果的研究

时间:2015-01-15

分子对接(molecular docking是基于结构药物设计的核心模拟手段,依据受体与配体作用时的几何匹配和能量匹配过程,模拟受体-配体相互作用,预测两者间最佳的结合模式和结合亲和力。采用分子对接模拟技术,科研人员可以进行基于结构的药物虚拟筛选,药物分子的结构改造,药靶相互作用的机理研究等工作,从而大大提高实验效率。在Discovery Studio这一分子模拟的综合平台中,共有四种对接程序,包含LibdockLigandFitCDOCKERFlexibleDocking,这四种对接算法各有优势,能够满足广大科研工作者的多种应用需求,为其提供配体受体间相互识别的“利器”。

分子动力学模拟(Molecular Dynamics Simulation是从经典力学出发,把系统看成为微观粒子的集合,通过研究微观状态下的粒子在不同系综的运动方程,计算体系的构型积分,并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量,从而得到体系的宏观特征和基本运动规律。分子动力学模拟可以动态的描述生物大分子和小分子在不同的环境及状态下的构象变化。基于分子动力学模拟技术,科研人员可以准确的预测和优化生物大分子和小分子的三维结构,研究受体-配体相互作用机理,pH值、温度和氨基酸点突变对蛋白结构的影响等等,从而为已有实验现象提供机理的解释,或者为后期的实验设计提供指导。在Discovery Studio这一分子模拟的综合平台中,具有基于CHARMm的分子动力学模拟引擎及相应的一些列CHARMm力场,可以研究蛋白质、核酸、多糖、多肽、小分子以及相应的复合物。
 

ref:BBA - Molecular Basis of Disease, 2014, 1842(9): 1742-1754.  IF=5.089

链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925443914001951
 

      抑制血管再生可以阻止肿瘤细胞的扩散,而血管再生却是治疗缺血性疾病的最佳方法,因此,找寻一种可以同时治疗肿瘤和缺血性疾病的药物至关重要。经研究发现,姜黄素可以很好的促进血管生成,同时又可以有效抑制肿瘤发生。姜黄色素这种在缺血性疾病和癌症疾病所单独体现出的治疗功能目前已经被人们研究的比较透彻,但是其在相同的模型上所体现出的完全相反的血管生成效果却并未被研究。据报道,中性粒细胞弹力蛋白酶(neutrophil elastase,NE)是一种与癌症发生相关的促免疫反应的细胞因子,而内生的NE则可以加速恶性疾病中的血管再生。本文结合模拟和实验进一步了解姜黄素在损伤性缺血和Lewis lung cancer(LLC)模型中体现出的双重血管再生效果,并且探讨了LLC模型中NE的出现是否会导致HIF1α/mTOR/VEGF/VEGFR相反的调节效果。而更好的理解姜黄素多功能机制也为能够同时治疗缺血性疾病和肺癌提供新的可能。其中模拟部分,文章基于Discovery Studio 2.5,采用DS CDOCKER分子对接和DS CHARMm分子动力学模拟了NE和姜黄素的分子间相互作用,从而从分子机制层面也证实了NE是姜黄素的直接靶标。


                               

 

为什么选择Discovery Studio
1. Discovery Studio中共有四种对接程序,这四种对接算法各有优势,能够满足广大科研工作者的多种应用需求;
2. Discovery Studio中有多种对接结果的评价分析手段,包括2D/3D相互作用图分析(可以分析氢键、疏水作用、卤键等多种非键作用类型)、结合口袋表面分析、氢键热图、多种打分函数、结合能的计算等;
3. Discovery Studio中分子动力学模拟采用的是经典而强大的CHARMm计算引擎及CHARMm系列力场;
4. Discovery Studio中分子动力学模拟结果可以进行完整便捷的模拟轨迹分析;
5. Discovery Studio中分子动力学模拟可研究对象丰富不单一,如蛋白质、核酸、多糖、多肽、药物小分子以及相应的复合物的模拟;6. Discovery Studio中分子动力学模拟涵盖领域广泛,如生命、材料等学科。
7. Discovery Studio应用广泛,操作简便,图形化界面十分友好,结果易于分析。