药物靶点预测案例分析—1

马齿苋（Portulaca oleracea L.）属马齿苋科马齿苋属，性喜肥沃土壤，耐旱亦耐涝，生活力强，生于菜园、农田、路旁，为田间常见杂草，广布全世界温带和热带地区。全草供药用，有清热利湿、解毒消肿、消炎、止渴、利尿作用（1）。





近几年研究发现中药马齿苋具有治疗哮喘的作用。王国玉等（2，3）发现马齿苋水提物通过兴奋β受体松弛气管平滑肌,对豚鼠喘息模型有显著的平喘作用。Askari等（4）则发现马齿苋乙醇水提取物对豚鼠气管平滑肌的β2-肾上腺受体起激动作用。
       2018年3月，JNP杂志刊发了一篇来自山东大学的向兰教授等署名的文章（5）。文章发现马齿苋中儿茶酚异喹啉类化合物对β2-肾上腺受体起激动作用。向兰教授等从马齿苋中分离出10个水溶性的儿茶酚异喹啉类天然产物，其中化合物2为新化合物，其对β2-肾上腺受体激动活性达 5.1μM。




为了验证该系统的可靠性，我们将该化合物2提交到系统进行预测。计算结果发现该化合物与系统化合物LG000171489具有73%的相似性（使用系统三维相似度_WEGA算法（6）），其三维叠合效果如下：





三维叠合图可见，两个分子的三维形状相似，骨架吻合程度较高，位置A均为两个邻位的酚羟基，B则均为氢键受体，C则均为氢键供体，两个分子的药效团类似，所以这两个分子的相似度打分（三维形状及药效团的综合打分）较高。
       LG000171489与化合物2的二维结构对比如下：





化合物LG000171489发表于JMC杂志上（1993年），该文章发现此化合物对β2-肾上腺受体具有一定的激动作用，Ki达4.9μM，而使β2-肾上腺受体兴奋的药物可用于治疗哮喘。
       因此，药物靶点预测系统基于化合物间相似性原理，可用来预测新合成化合物或天然产物的作用靶点，有助于辅助科学研究。

相关参考资料：
1. 1996《中国植物志》第26卷 037页。
2. 王国玉等。马齿苋水提取物的平喘作用研究。世界中医药。2014, 10, 1338-1340。
3. 王国玉等。马齿苋水提取物平喘作用与β受体和M受体的关系。军事医学。2015, 9, 688-690。
4. Askari, VR et al. Hydro-ethanolic Extract of Portulaca oleracea Affects Beta-adrenoceptors of Guinea Pig TrachealSmooth Muscle. Iranian Journal Of Pharmaceutical Research. 2016, 15, 867-874。
5. Lan Xiang et al. Catecholic Isoquinolines from Portulaca oleracea and Their Anti-inflammatory and β2-Adrenergic Receptor Agonist Activity. JNP. 2018, 4,768-777。
6. Xu, J. et al. Enhancing molecular shape comparison by weighted Gaussian functions. JCIM. 2013, 53, (8), 1967-78。

谢谢分享