全 文 ：反向分子对接法预测龙须藤两种多甲氧基黄酮的分子靶标
吴晓敏， 周毅生* ， 杨俊腾， 莫海珊
(广东药学院，广东 广州 510006)
收稿日期:2015-05-12
作者简介:吴晓敏 (1992—) ，女，硕士，从事中药制剂研究与开发。Tel:13416191628，E-mail:wuxiaomin0314@ 126． com
* 通信作者:周毅生 (1957—) ，男，教授，硕士生导师，从事药物新剂型与新技术的研究。Tel: (020)39352168，E-mail:yishzhou
@ aliyun． com
摘要:目的 预测龙须藤两种多甲氧基黄酮 5，7，3，4，5-五甲氧基黄酮 (PMFA)及 5，6，7，5-四甲氧基-3，
4-亚甲二氧基黄酮 (TMFA)的分子靶标。方法 采用反向分子对接法，对这两种成分进行分析。结果 PMFA 和
TMFA可能在抗癌、抗类风湿性关节炎及抗心血管疾病等方面发挥作用，并通过防止 CTSK与 DHODH靶点作用于 Toll
样受体、破骨细胞分化与嘧啶代谢等途径治疗类风湿性关节炎。结论 该方法可为龙须藤及两种多甲氧基黄酮的药效
学及分子作用机制实验提供参考。
关键词:龙须藤;PMFA;TMFA;分子靶标;反向分子对接
中图分类号:R284. 3 文献标志码:A 文章编号:1001-1528(2016)03-0603-04
doi:10. 3969 / j． issn． 1001-1528. 2016. 03. 027
Forecast of molecule targets of two polymethoxylated flavonoids of Bauhinia
championii by inverse molecule docking
WU Xiao-min， ZHOU Yi-sheng* ， YANG Jun-teng， MO Hai-shan
(Guangdong Pharmaceutical University，Guangzhou 510006，China)
ABSTRACT:AIM To forecast the molecule targets of two polymethoxylated flavonoids (5，7，3，4，5-pen-
tamethoxyflavone［PMFA］ and 5，6，7，5-tetramethoxy-3，4-methylendioxyflavone ［TMFA］) of Bauhinia
championii (benth．)Benth． ． METHODS These two constituents were analyzed by inverse molecule docking．
RESULTS PMFA and TMFA might play an important role in resisting cancers，rheumatoid arthritis and cardio-
vascular diseases，which treated rheumatoid arthritis through preventing CTSK and DHODH from acting on toll-like
receptor，osteoclast differentiation and pyrimidine metabolism pathways． CONCLUSION This method can pro-
vide a reference for the pharmacodynamics and molecular mechanisms of action of two polymethoxylated flavonoids
and Bauhinia championii．
KEY WORDS:Bauhinia championii (benth．)Benth．;PMFA;TMFA;molecule targets;inverse molecule doc-
king
龙须藤为豆科苏木亚科羊蹄甲属植物龙须藤
Bauhinia championii (benth．) Benth． 的干燥藤
茎，是一味畲医病证论治中针对痹症，治疗类风
湿性关节炎 (RA)的特色药［1-2］，其活性成分很
多，但目前相关研究主要集中于其不同有机溶剂
提取物的药理作用上，而对其有效单体成分及其
抗类风湿性关节炎分子机制的研究较少。5，7，
3，4，5-五甲氧基黄酮 (PMFA)及 5，6，7，
5-四甲氧基-3，4-亚甲二氧基黄酮 (TMFA)为
龙须藤两种活性成分［3］，具有抗炎活性［3-6］，但
迄今国内对两者的相关药理研究仍较少，其抗炎
机制也不明确。在药物的开发研究过程中，为弥
补传统药物研发手段的盲目性及高成本，以计算
机为工具进行理论模拟、计算和预测，为药物开
发提供理论指导信息的计算机辅助药物设计技术
(CADD)越来越受到重视［7-8］。其中，以小分子
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化合物 (天然产物、先导化合物及化学合成物)
为探针，在已知结构的靶点数据库内搜寻可能与
之结合的生物大分子，并通过空间和能量匹配相
互识别形成分子复合物，从而预测药物潜在作用
靶点的反向分子对接技术，在探索小分子的药理
作用及机制等方面得到广泛的认可［9］。因此，本
实验以龙须藤两种多甲氧基黄酮 PMFA 及 TMFA
为研究对象，利用反向分子对接法对其潜在作用
靶标进行虚拟筛选和分析，一方面可为两者潜在
的药理作用提供参考，而另一方面可为龙须藤的
药理作用机制研究起到指导作用。
1 材料与方法
在 Molinspiration 网站 (http: / /www． molinspir-
ation． com /)中画出 PMFA 和 TMFA 的分子结构
(图 1) ，计算出可以作为两者吸收的预测参数，再
根据药物吸收五原则［10］评价其吸收性质。将 PMFA
与 TMFA小分子以 3Dmol2文件提交给 PharmMapper-
per server (http: / /59. 78. 96. 61 /pharmmapper /help．
php)进行优化，生成多种构象，选择人类蛋白靶标
库，其他参数选为默认，对配体小分子与其数据库
中的药效团自动匹配，并使其按匹配的 z’-score 打
分高低排序［11］。将 z’-score ＞ 0 的所有靶点作为分
析对象，利用 PDTD(http:/ /www． dddc． ac． cn /pdtd /
benchmark． php)、Drubank (http:/ /www． drugbank．
ca /)、TTD(http:/ /bidd． nus． edu． sg /group / ttd / ttd．
asp)数据库进行化合物-靶点-疾病分析归类，利用京
都基因与基因组百科全书 (the Kyoto Encyclopedia of
Genes and Genomes，KEGG，http: / /www． genome．
jp /kegg /)通路数据库进行通路注释和分析。
图 1 PMFA和 TMFA的结构式
Fig. 1 Structures of PMFA and TMFA
2 结果
2. 1 PMFA 与 TMFA 的吸收预测 Molinspiration
网站对 PMFA进行吸收性质预测，吸收参数为相对
分子质量(MW)= 372. 373、氢键给体(nOHNH)=
0、氢 键 受 体 (nON) = 8、脂 水 分 配 系 数
(miLogP) = 3. 386;对 TMFA 进行吸收性质预测，
吸收参数为相对分子质量 (MW) = 388. 372、氢
键给体 (nOHNH) = 0、氢键受体 (nON) = 7、
水分配系数 (miLogP) = 2. 665。结果，两者均符
合五原则中氢键给体、受体、相对分子质量和脂水
分配系数等参数的要求，表明具有良好的口服吸收
性质与类药性。
2. 2 PMFA与 TMFA 潜在靶标的反向预测 根据
配体反向分子对接 PharmMapper 数据库筛选结果
(PMFA 的 Job ID 为 141123183037，TMFA 的 Jo-
bID为 141123183306) ，预测 PMFA 有 PDB ID 编
号不同 89 个 (相同蛋白名称为 61 个)、TMFA有
95 个 (64 个)有统计学意义的潜在分子靶点
(i． e． z’-score ＞ 0)。得分最高的前 10 个蛋白
见表 1。
通过对 61 个 PMFA与 64 个 TMFA实际靶点作
进一步分析发现，由于靶点所涉及的疾病较多，故
主要以龙须藤主治疾病进行分类，两者与类风湿性
关节炎相关的靶点均有 2 个，而且蛋白名称一致
(CTSK、DHODH) ;与心血管疾病相关的靶点 PM-
FA有 9 个、TMFA有 8 个 (图 2)。同时，对靶点
整体分析发现，PMFA与癌症相关的预测靶点有 20
个、TMFA有 24 个 (图 3)。
图 2 PMFA和 TMFA与心血管疾病相关靶点
Fig. 2 Targets related with cardiovascular dis-
eases of PMFA and TMFA
通过人工检索文献发现，目前国内未发现 PM-
FA和 TMFA在心血管及癌症方面的报道，但有在
炎症方面的研究［3-6］，因此两者作为龙须藤活性成
分，在抗类风湿性关节炎方面的可能性较大，故选
择相应 2 个靶点 CTSK (PMFA 的 Rank 为 20、83，
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表 1 得分最高的前 10 个蛋白
Tab. 1 Top 10 proteins with the highest scores
排名
PMFA TMFA
蛋白质数据
库编号
靶点名称
Z得分
PMFA TMFA
1 1 1XO2 Cell division protein kinase 6 4. 867 64 3. 359 14
2 － 1ISI ADP-ribosyl cyclase 2 3. 296 22 －
3 2 2H44 cGMP-specific 3，5-cyclic phosphodiesterase 3. 158 48 2. 989 03
4 － 1Y2K cAMP-specific 3，5-cyclic phosphodiesterase 4D 2. 542 05 －
5 5 1Dl8 Cell division protein kinase 2 2. 408 74 2. 515 95
6 1B1I Angiogenin 2. 377 95 －
7 10 1ERE Estrogen receptor 2. 240 46 1. 869 67
8 1Y8Y Cell division protein kinase 2 2. 100 2 －
9 4 1Q5H Deoxyuridine 5-triphosphate nucleotidohydrolase，mitochondrial 2. 096 27 2. 559 52
10 － 1OYN cAMP-specific 3，5-cyclic phosphodiesterase 4D 2. 041 13 －
－ 3 1FW1 Maleylacetoacetate isomerase － 2. 572 33
－ 6 2G9X Cell division protein kinase 2 － 2. 096 65
－ 7 1JSV Cell division protein kinase 2 － 2. 017 89
－ 8 1OIT Cell division protein kinase 2 － 1. 931 79
－ 9 1LJR Glutathione S-transferase theta-2 － 1. 874 27
图 3 PMFA和 TMFA抗癌靶点
Fig. 3 Anticancer targets of PMFA and TMFA
TMFA 为 41)、DHODH (PMFA 为 62，TMFA 为
71)作进一步分析，PharmMapper 提供配体与两靶
蛋白药效团的匹配信息见图 4。PMFA 与 CTSK
(Rank为 20，PDB为 1BGO)药效团模型中含有 4
个疏水性特征、1 个氢键供体、4 个氢键受体 (图
4a) ;与 CTSK (Rank 为 83，PDB 为 1TU6)药效
团模型中含有 3 个疏水性特征、2 个氢键供体、4
个氢键受体 (图 4b) ;与 DHODH (Rank 为 62，
PDB为 2FPY)药效团模型中含有 6 个疏水性特
征、1 个负电荷中心、2 个氢键受体 (图 4c)。TM-
FA与 CTSK (Rank 为 41，PDB 为 1BGO)药效团
模型中含有 4 个疏水性特征、1 个氢键供体、4 个
氢键受体 (图 4d) ;与 DHODH (Rank 为 1，PDB
为 2FPY)药效团模型中含有 6 个疏水性特征、1
个负电荷中心、2 个氢键受体 (图 4e)。利用
KEGG对两靶点进行通路分析，发现其可能通过
toll样受体信号通路、破骨细胞分化通路及嘧啶代
谢通路发挥抗类风湿性关节炎作用，见图 5。
注:Hydorphoblic为疏水性特征，Acceptor 为氢键受体，Negative
为负电荷中心，Donor为氢键受体。
图 4 PMFA、TMFA相互影响与其抗类风湿性关节炎靶
蛋白药效模型
Fig. 4 Pharmacophore models of the interactions of PM-
FA and TMFA and their anti-rheumatoid arthritis
target proteins
3 讨论
本实验主要利用 Molinspiration、PharmMapper、
KEGG等生物学信息手段，对龙须藤活性多甲氧基
黄酮类化合物 PMFA与 TMFA进行吸收、靶点及作
用通路的预测分析，结果表明两者可能被吸收，并
通过防止组织蛋白酶 K 与二氢乳清酸脱氢酶作用
于 Toll样受体、破骨细胞分化及嘧啶代谢等途径，
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图 5 PMFA和 TMFA抗类风湿性关节炎靶点及相关通路
Fig. 5 Anti-rheumatoid arthritis targets and related path-
ways of PMFA and TMFA
用以发挥抗类风湿性关节炎的作用，这为龙须藤治
疗该疾病的分子机制提供了理论依据。在所有统计
学有意义的靶点中发现，治疗中风、高血压、心肌
缺血等心血管疾病有 9 个相关潜在靶点，其中有 8
个为两配体共有，其可作为深入探讨龙须藤行气活
血，以治疗中风偏瘫的分子机制线索。
更值得关注的是，PMFA 筛选的 61 个靶点中
有 20 个与癌症相关，而 64 个 TMFA 靶点中有 24
个，两者共有 17 个，而且在 PharmMapper 相应药
效团模型的分值均靠前，其中得分前五名，并与癌
症相关的靶点为细胞周期依赖性蛋白激酶 6
(CDK6)与蛋白激酶 2 (CDK2) ，其在两种多甲氧
基黄酮中的筛选结果排名一致，分别为 Rank1 与
Rank5。在人体细胞中，CDK6 主要控制细胞循环
G1 期，而 CDK2 则主要控制细胞循环 G1、G2、S
期［12］，两者均与细胞增殖凋亡等功能息息相关。
细胞周期依赖性蛋白激酶家族 (CDKs)与相应的
周期蛋白结合，调控细胞周期的进程，在真核细胞
周期的各种检验点中扮演着重要角色，被认为是潜
在的抗癌因子［13］。根据反向分子对接结果，提示
PMFA、TMFA和龙须藤可能与抗癌相关，故可在
后期药理实验中研究其治疗癌症的可能性。
然而，虽然 CADD 因其在提高药物研发成功
率、降低研发成本、缩短研发周期等方面的优势而
成为目前创新药物研究的核心技术之一［14］，但计
算数据始终不能替代药理实验数据。本实验主要是
为药物开发提供理论参考，并为后续分子机制研究
指导方向，故最终还需要传统药理药效学实验进行
验证。
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