金不换原小檗碱型生物碱有效成分的活性构象研究

摘要

金不换(Stephania delavayi Diels)是一类具有相似块根的防己科千金藤属植物。其块根是一味中草药,味苦,性寒,有小毒,具有镇痛、截虐、清热解毒、散瘀消肿等功效,是我国华南和西南地区的民间常用药。根据《中国植物志》记载,我国千金藤属植物有39种和1个变种,具有产量大,价格低廉的特点。金不换富含大量生物碱,且其中多种生物碱都有镇痛、镇静、消炎等作用,同时具有抗药物依赖作用,具有较强的生物活性,引起国内外学者对其进行了广泛的研究。
　　 本论文研究的目的和意义是:在前人研究的基础上,采用量子化学计算和分子模拟等方法探究金不换中原小檗碱型生物碱有效成分的活性构象,为进一步研究其镇静镇痛作用的药理机制和抗药物依赖的作用机制提供理论依据。
　　 本论文的主要研究内容和结果如下:
　　 1.分析金不换中原小檗碱型生物碱的化学结构特点,整理出其中具有较强抗成瘾性药物依赖作用的有效成分,确定各成分的低能构象。具体方法为:首先应用GaussView4.1软件搭建出金不换中原小檗碱型生物碱有效成分的三维立体结构图。其次,应用Conflex6.0程序搜索各生物碱有效成分的所有可能存在的稳定构象。最后,采用Gaussian03程序,用密度泛函理论中的B3LYP方法,基组设为6-31G**,对Conflex的搜索结果进行几何结构优化和谐振频率分析,确认其是否为能量极小点,并用零点能校正总能量。结果表明,经优化后得到的各生物碱有效成分的低能构象中,所有频率分析计算的结果中皆无虚频,表明计算的各构象均为其势能面上的稳定驻点,各项结构参数是合理的,可以推测出这些构象能够稳定存在。
　　 2.采用同源模建的方法构建多巴胺D2受体的三维结构。具体操作过程为:选择人的β2-肾上腺素受体(p2AR)为模板,应用SYBYL8.1中的APM(Advanced Protein Modeling)蛋白结构预测模块进行同源模建。模建完成后,设定周期性边界参数,将图形置于水环境中,选择AMBER7 FF99力场,依次采用最速下降法(steepest descent)和共轭梯度法(conjugate gradient)进行能量优化和模型修正,最后应用PROCHECK程序中的Ramachandran Plot,氨基酸与侧链、主链的碰撞情况等来检验模型的质量。结果表明模建的D2受体结构氨基酸的二面角是比较合理的,且整个模建过程中模建蛋白质的氨基酸序列未发生明显碰撞。
　　 3.采用分子对接的方法研究多巴胺D2受体与原小檗碱型生物碱有效成分(配体)的相互作用,找出有效成分的活性构象。本论文主要应用SYBYL8.1中的Surflex-Dock模块进行分子对接,对接的方法为最大化的对受体和有效成分进行几何形状及能量匹配,以预测复合物的结构。对接后的复合物模型,同样以最速下降法和共轭梯度法依次进行能量优化,得到最终与结合位点的结构图。结果各项打分分值均较高,表明以此种方法实现的配体一受体相结合是比较合理的。

目录

文摘

英文文摘

绪论

第一章 金不换抗药物依赖有效成分的研究进展

第一节 金不换研究概述

第二节 金不换中具有抗成瘾性药物依赖的生物碱类型

一、原小檗碱型生物碱的抗药物依赖作用研究

二、吗啡型生物碱的抗药物依赖作用研究

三、双苄基异喹啉型生物碱的抗药物依赖研究

第三节 结语

第二章 理论基础与计算方法

第一节 量子化学理论与方法

一、分子轨道理论

二、组态相互作用(CI)

三、密度泛函理论(DFT)

四、几何构型的优化和能量梯度法

第二节 分子力学的基本思想与方法

一、分子力学的基本思想

二、分子力场[82]

三、分子结构的优化

第三章 金不换原小檗碱型生物碱低能构象的确定

第一节 原小檗碱型生物碱有效成分的粗略结构

第二节 原小檗碱型生物碱有效成分低能构象的确定

第三节 结果与讨论

第四章 多巴胺D2受体三维结构的构建

第一节 多巴胺及其受体的有关研究

第二节 GPCR超家族蛋白质的结构预测

第三节 蛋白质结构预测方法

第四节 多巴胺受体三维结构的研究现状

第五节 多巴胺D2受体同源模建过程

一、多巴胺D2受体序列来源和模板选择

二、所用软件及方法

三、同源模建的具体操作

四、模型优化与修正

第六节 结果与讨论

第五章 分子对接法寻找配体活性构象

第一节 分子对接的理论基础与机制

第二节 分子对接方法的分类

第三节 分子对接的具体操作过程

一、所用软件及方法

二、配体小分子结构准备

三、分子对接操作

四、结果与讨论

结论

参考文献

致谢

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