目的:基于2019-nCoV冠状病毒3CL水解酶(3CL protease,Mpro)的三维结构,采用分子对接技术和网络药理学方法探寻祛肺毒一号方治疗新型冠状病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID-19)的物质基础和作用机制。方法:采用中药系统药理学数...目的:基于2019-nCoV冠状病毒3CL水解酶(3CL protease,Mpro)的三维结构,采用分子对接技术和网络药理学方法探寻祛肺毒一号方治疗新型冠状病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID-19)的物质基础和作用机制。方法:采用中药系统药理学数据库与分析平台(traditional chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP)及文献检索搜集祛肺毒一号方组方中药的化学成分,并以类药性(drug likeness,DL)≥0.18及口服生物利用度(oral bioavailability,OB)≥30%为标准进行筛选,采用分子对接技术将筛选出的化合物与2019-nCoV 3CL Mpro对接,以结合能小于-9 kcal·mol^(-1)为标准,筛选祛肺毒一号方的活性成分。运用SwissTargetPrediction数据库预测活性成分的作用靶点,并在人类基因数据库(the human gene database,GeneCards)、美国国立生物技术信息中心(national center for biotechnology information,NCBI)数据库及CTD数据库检索COVID-19相关靶点,采用venny 2.1软件得到活性成分作用靶点与COVID-19相关靶点的交集靶点。将交集靶点导入STRING 11.0数据库,最终获得蛋白质相互作用网络图。采用DAVID数据库对交集靶点进行基因本体(gene ontology,GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)信号通路富集分析。运用Cytoscape3.7.2软件构建“中药活性成分-疾病-通路-靶点”网络图。结果:通过检索TCMSP数据库与文献查找筛选出220个祛肺毒一号方的化学成分,以结合能≤-9 kcal·mol^(-1)为标准筛选得到33个活性成分,且结合能最低的3个化合物可共同作用于靶蛋白2019-nCoV 3CL Mpro。33个祛肺毒一号方活性成分的728个靶点与4165个COVID-19疾病相关靶点进行映射,最终得到祛肺毒一号方治疗COVID-19的有效靶点347个,核心靶点基因筛选得到CCR1、HCRTR2、MAPK3、BCL2L1等11个核心基因。KEGG通路富集显示靶点显著富集于磷酯酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)-蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)信号通路、缺氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)信号通路、T细胞受体信号通路等179条通路。GO生物功能富集分析发现3210条GO生物功能,包括氧化应激反应、细胞对药物的反应等2871条生物过程,丝氨酸蛋白酶激酶活性、酪氨酸激酶活性等230条分子功能和膜筏、膜区等109条细胞组分。结论:祛肺毒一号方可能通过多成分调控多靶点、多通路防治新型冠状病毒肺炎。展开更多
文摘目的:基于2019-nCoV冠状病毒3CL水解酶(3CL protease,Mpro)的三维结构,采用分子对接技术和网络药理学方法探寻祛肺毒一号方治疗新型冠状病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID-19)的物质基础和作用机制。方法:采用中药系统药理学数据库与分析平台(traditional chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP)及文献检索搜集祛肺毒一号方组方中药的化学成分,并以类药性(drug likeness,DL)≥0.18及口服生物利用度(oral bioavailability,OB)≥30%为标准进行筛选,采用分子对接技术将筛选出的化合物与2019-nCoV 3CL Mpro对接,以结合能小于-9 kcal·mol^(-1)为标准,筛选祛肺毒一号方的活性成分。运用SwissTargetPrediction数据库预测活性成分的作用靶点,并在人类基因数据库(the human gene database,GeneCards)、美国国立生物技术信息中心(national center for biotechnology information,NCBI)数据库及CTD数据库检索COVID-19相关靶点,采用venny 2.1软件得到活性成分作用靶点与COVID-19相关靶点的交集靶点。将交集靶点导入STRING 11.0数据库,最终获得蛋白质相互作用网络图。采用DAVID数据库对交集靶点进行基因本体(gene ontology,GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)信号通路富集分析。运用Cytoscape3.7.2软件构建“中药活性成分-疾病-通路-靶点”网络图。结果:通过检索TCMSP数据库与文献查找筛选出220个祛肺毒一号方的化学成分,以结合能≤-9 kcal·mol^(-1)为标准筛选得到33个活性成分,且结合能最低的3个化合物可共同作用于靶蛋白2019-nCoV 3CL Mpro。33个祛肺毒一号方活性成分的728个靶点与4165个COVID-19疾病相关靶点进行映射,最终得到祛肺毒一号方治疗COVID-19的有效靶点347个,核心靶点基因筛选得到CCR1、HCRTR2、MAPK3、BCL2L1等11个核心基因。KEGG通路富集显示靶点显著富集于磷酯酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)-蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)信号通路、缺氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)信号通路、T细胞受体信号通路等179条通路。GO生物功能富集分析发现3210条GO生物功能,包括氧化应激反应、细胞对药物的反应等2871条生物过程,丝氨酸蛋白酶激酶活性、酪氨酸激酶活性等230条分子功能和膜筏、膜区等109条细胞组分。结论:祛肺毒一号方可能通过多成分调控多靶点、多通路防治新型冠状病毒肺炎。
