基于计算机模拟技术探讨当归活血和止痛作用的活性成分及其关联性
郑春松, 段辛威, 王圣杰, 朱晓勤, 付长龙, 叶蕻芝
目的采用计算机模拟技术,从活性成分的角度探讨当归活血和止痛作用及其关联性。方法 (1)从中药系统药理学数据库及分析平台(TCMSP)中,检索当归的化学成分125个,以凝血酶(Thrombin)、血栓素A2受体(TXA2R)、纤溶酶原激活物抑制物1型(PAI-1)、凝血因子Ⅸa(FactorⅨa)为活血功效的靶点,以p38、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、磷酸二酯酶4A(PDE4A)为止痛功效的靶点,在蛋白质数据库(RCSB PDB)中下载有配体结合的蛋白复合物结构,代码分别为1AWH、6IIV、7AQF、3LC3、1OUY、2AZ5、4NOS和3TVX;利用分子对接技术,筛选大于蛋白复合物结构中的原配体的DOCK-SCORE高的化合物,视为当归中活血功效和止痛功效的活性成分。(2)构建当归活血功效和止痛功效的活性成分数据集,提取其全局指纹,计算其Tanimoto相似系数来反映两活性成分数据集的化学结构特征相似度。当相似系数值为0时,表示两数据集间没有相同的分子结构片段;当系数为1时,则表示有相同的字节编码,也就表示有相同的分子结构片断,即系数越接近1,代表两数据集在分子结构特征方面的关联性越好。(3)利用Cytoscape生物网络平台,构建当归活性成分与功效靶点相互作用的可视化网络,选择度值≥3的节点,视为网络中的重要活性成分和靶点。结果 (1)从当归化学成分中筛选出8个活血功效的活性成分和17个止痛功效的活性成分,其中,活血和止痛功效的共同活性成分有6个,主要属于苯肽类、磷酯类、生物碱类、有机酸类等,75%的活血功效的成分具有止痛作用,但仅约35%的止痛功效的成分具有活血作用。(2)当归活血和止痛功效活性成分数据集全局指纹的Tanimoto相似系数为0.773 6,显示两个功效活性成分之间在结构特征上具有很好的关联性。(3)当归活性成分-靶点网络显示了活性成分与功效靶点之间存在"一对多,多对一"的特点,活血功效的重要活性成分为异汉防己碱、欧当归内酯A和阿魏酸松柏酯,重要靶点为Thrombin、FactorⅨa和PAI-1;止痛功效的重要活性成分为欧当归内酯A和阿魏酸松柏酯,重要靶点为PDE4A、iNOS和TNF-α。结论从活性成分的角度,计算机模拟直观显示当归的活血和止痛作用,且存在关联性;同时,活血的活性成分在很大程度上可达到止痛的功效,且当归活血功效与止痛功效的成分可通过与既能活血又能止痛活性成分的组合发挥协同作用,为理解"活血止痛"的内在联系提供依据。