应用计算机模拟技术比较川芎与当归的分子特征

摘要

目的:比较川芎和当归的分子特征。方法:通过检索北京大学天然产物库,检索出川芎中的化合物89个、当归中的化合物90个,在Discovery studio模拟平台上建立川芎和当归化合物分子数据集,依托定量构效关系平台,分析2种中药中化合物分子数据集的化学空间特征。通过检索TTD数据库和相关文献,确定白细胞介素(interleukin,IL)1β、IL-6和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)为川芎和当归治疗骨关节炎(osteoarthritis,OA)疼痛的作用靶点,从RCSB蛋白数据库下载其蛋白质-配体复合物结构,在Discovery studio模拟平台上建立其蛋白分子数据集。利用分子对接和生物网络技术,分别构建川芎和当归化合物-OA疼痛靶点作用网络,并比较其特征。结果:川芎和当归化合物分子数据集既具有相同或相近的化学空间,又具有不同的化学空间。川芎和当归化合物分子数据集化学空间中的分子量、氢键受体数目比较,组间差异均有统计学意义(t=2.549,P=0.012;χ~2=29.825,P=0.002);二者的脂水分配系数、氢键给体数目比较,组间差异均无统计学意义(t=1.583,P=0.115;χ~2=4.658,P=0.793)。川芎和当归化合物-OA疼痛靶点作用网络显示川芎和当归中的活性成分数目分别为26个和15个,且主要活性成分均为苯酞类化合物。2种中药的化合物-OA疼痛靶点作用网络的度、路中心、最近距离中心、拓扑系数比较,组间差异均无统计学意义(χ~2=6.422,P=0.491;t=-0.446,P=0.658;t=-1.908,P=0.063;t=-1.205,P=0.234);2种中药的化合物-OA疼痛靶点作用网络的平均最短路径长度比较,差异有统计学意义(t=2.032,P=0.048)。结论:川芎和当归中所含化合物在化学空间及作用网络特征方面存在一定程度的相似性,但在治疗OA疼痛方面,川芎比当归拥有更多的活性成分,二者配伍后具有更多样的理化性质,且存在潜在的协同作用。