药物功能模式相似度及其聚类

对现有已知药物的功能模式进行分析,可以帮助发现其可能的新应用,指导联合用药或预测药物的未知毒副作用。提出将药物化学结构信息和GO注释信息结合,分析药物功能模式相似度。药物化学结构和GO注释信息下载自DrugBank数据库,其中GO注释信息包括生物过程、分子功能和细胞定位等3个分支。计算现有4886种药物的功能模式相似度,并对其进行聚类分析。基于Tanimoto系数计算药物化学结构相似度,基于语义分析计算药物GO注释中3个分支的相似度。分别使用Logistic回归、算术均值、几何均值将上述4个药物相似度结合,得到反映多方信息的复合相似度。将一种药物与所有其他药物的相似度向量作为该药物的特征谱,对药物进行层次聚类。使用药物解剖学、治疗学及化学分类(ATC)的标准评价不同的相似度和聚类结果。结果显示:药物化学结构相似度与基于GO的3个分支的相似度均线性相关,表明药物的结构信息能在一定程度上反映功能信息;Logistic回归复合相似度能够很好地反映两个药物是否属于同一个ATC分类;基于GO注释生物过程分支语义相似度和几何均数复合相似度聚类结果与ATC分类第一层次强关联。所提出的方法结果可靠,可望用于辅助药物发现和预测不良反应。

基于ITS2条形码的五加皮基原植物及其易混品的鉴定

目的:对五加皮基原植物及其易混品进行分子鉴别,为临床用药提供科学依据。方法:从GenBank数据库下载五加皮基原植物及其易混品的ITS2序列,经CodonCode Aligner,MEGA4.0等软件进行序列拼接和分析,构建NJ(邻接)、ME(最小进化)树,并应用Koetschan等建立的ITS2数据库及其网站预测ITS2二级结构辅助分析。结果:基于ITS2序列的两种系统聚类树都易于将五加皮基原植物细柱五加与其易混品鉴别开;比较与细柱五加亲缘关系较近的同属易混品二级结构可以看出,细柱五加在螺旋区茎环的数目、大小、位置以及螺旋臂由中心环伸出时的转角等方面,与其易混品间具有较明显区别。结论:ITS2序列可以将五加皮基原植物及其易混品区分开,在药用植物基原鉴定方面具有重要应用价值。

基于语义的疾病表型相似性

已知一种药物可用于治疗某疾病,则该药物可能对与该疾病具有相似表型的其他疾病有疗效。因此,大规模地计算疾病表型相似性可辅助发现的疾病新的治疗方法。我们从OMIM下载了3742种疾病的表型信息,从Mesh词库下载13721个关联解剖学和疾病症状的注释词。我们将以上的Mesh词逐一在3742种疾病的表型信息文本中搜索,得到每种疾病涉及的Mesh词汇列表,进而基于语义分析的方法系统地计算了疾病表型的两两相似性矩阵。我们发现疾病关联生物通路最多的有肿瘤生物通路,胰岛素信号通路,肥大心肌病通路和细胞粘附通路等。随疾病对表型相似度的增加,其更涉及相同KEGG生物通路的概率亦增加,证明了本文方法的可靠性。疾病表型相似性可作为疾病在基因水平相似性的补充,有望为药物发现研究提供一条新途径。

中国动物药材DNA条形码数据库

课题组联合相关研究者开展动物药材DNA条形码分子鉴定研究,并结合分析GenBank序列,采用BLAST分析防错、系统树分析防错和Barcoding Gap检验防错等方法核验序列的可靠性,构建了中国动物药材DNA条形码数据库。该库由样品数据库、序列数据库和文献数据库组成,包含800余种动物药材和大量动物药材混伪品及密切相关物种。中国动物药材DNA条形码数据库可以通过中药材DNA条形码鉴定系统(www.tcmbarcode.cn)进行网络访问并实现未知动物样本的DNA条形码鉴定。该研究首次构建统一的中国动物药材DNA条形码数据库,对动物药材鉴定、资源可持续利用和濒危物种保护均有重要意义。

药物化学结构在线分析系统

高通量的筛选药物结构数据库,可以辅助药物设计。该文从DrugBank数据库获取4 886种药物的化学结构信息,建立了一个免费的在线药物化学结构分析平台。基于Tanimoto系数预先计算了药物两两化学结构相似性矩阵作为后台数据,从而提高了高通量药物结构分析的速度。该平台实现了药物通用名、商品名和别名的检索,药物化学结构相似性搜索查看及其聚类分析可视化的功能。应用该系统进一步验证了与相同靶蛋白关联的药物,其化学结构更相似的结论。本文系统可通过http://122.70.220.99/bme的Drug and Disease访问。