胡衍保 彭靜波 顧 碩 裴劍鋒,* 鄒忠梅,*

(1中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥用植物研究所,北京100193;2北京大學(xué)理論生物學(xué)中心,北京100871)

復(fù)方心可舒治療冠心病多靶點(diǎn)作用的分子對(duì)接

胡衍保1彭靜波1顧 碩2裴劍鋒2,*鄒忠梅1,*

(1中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥用植物研究所,北京100193;2北京大學(xué)理論生物學(xué)中心,北京100871)

心可舒為治療冠心病的常用中藥復(fù)方,臨床療效確切,但是其效應(yīng)物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制一直沒(méi)有得到明確的解釋.本文以從心可舒中直接鑒定出的51個(gè)化學(xué)成分和過(guò)氧化物酶體增生物激活受體γ(PPAR-γ),血管緊張素I轉(zhuǎn)化酶(ACE),羥甲基戊二酰輔酶A還原酶(HMGR),環(huán)氧合酶2(COX-2)以及凝血酶(thrombin)等5個(gè)冠心病相關(guān)靶點(diǎn)為研究對(duì)象,采用LibDock和AutoDock 2種分子對(duì)接程序聯(lián)合對(duì)接的方法對(duì)以上化學(xué)成分和靶點(diǎn)的相互作用進(jìn)行探討.首先用均方根偏差(RMSD)和富集因子(EF)考察了2種程序?qū)τ?個(gè)靶點(diǎn)受體配體結(jié)合體系的適用性,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)當(dāng)2種程序聯(lián)合使用時(shí),各靶點(diǎn)的富集因子較程序單獨(dú)使用時(shí)有明顯的提高,因而最終使用LibDock和AutoDock聯(lián)合進(jìn)行篩選.計(jì)算結(jié)果表明心可舒中的葛根苷A、葛根苷B、丹酚酸A和丹酚酸C 4個(gè)化合物可能作用于2個(gè)或者2個(gè)以上的靶點(diǎn),另外還有8個(gè)化合物能夠分別作用于5個(gè)靶點(diǎn)的其中1個(gè)靶點(diǎn).本研究初步闡釋了心可舒多靶點(diǎn)作用的分子機(jī)制,為心可舒的后期開(kāi)發(fā)提供了一定的參考.

分子對(duì)接;心可舒;中藥復(fù)方;冠心病;多靶點(diǎn)作用;富集因子

1 引言

冠心病(CHD)是一種由動(dòng)脈粥樣硬化等多種因素共同引起的常見(jiàn)心臟血管疾病,在發(fā)達(dá)國(guó)家其患病死亡率位于前列.1近年來(lái),隨著高血壓、糖尿病等疾病的流行以及人口老齡化問(wèn)題的日趨嚴(yán)重,國(guó)內(nèi)冠心病發(fā)病率和死亡率在逐年升高.2目前,用于治療冠心病的藥物主要為西藥,如硝酸甘油、阿司匹林等,但這些藥物成分單一,長(zhǎng)期服用可能會(huì)產(chǎn)生較大的副作用.相對(duì)于西藥,中藥具有多組分、多靶點(diǎn)、多途徑和整體調(diào)節(jié)的特點(diǎn),并且其不良反應(yīng)明顯低于化學(xué)藥物,對(duì)于需要長(zhǎng)期藥物治療的冠心病,中藥有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì).

心可舒是臨床治療冠心病有效的中藥復(fù)方之一,收載于《衛(wèi)生部藥品標(biāo)準(zhǔn)》成方制劑第十六冊(cè),由丹參等5味中藥組成.該復(fù)方具有活血化瘀,行氣止痛的功效,可用于氣滯血瘀型冠心病引起的胸悶、心絞痛、高血壓、頭暈、心律失常及高血脂等癥,臨床使用效果顯著.3-5相關(guān)藥理研究也證實(shí),心可舒可改善食餌性動(dòng)脈粥樣硬化家兔的血液流變學(xué),6對(duì)家兔的心肌頓抑和心肌缺血再灌注損傷具有保護(hù)作用.7,8但是,心可舒效應(yīng)物質(zhì)基礎(chǔ)和分子機(jī)制一直未能得到闡釋.鑒于此,本文以復(fù)方心可舒為研究對(duì)象,采用分子對(duì)接(docking)的方法,對(duì)心可舒的化學(xué)成分和冠心病相關(guān)靶點(diǎn)的相互作用進(jìn)行分析.分子對(duì)接在中藥復(fù)方領(lǐng)域的研究已有相關(guān)報(bào)道,杜建及其合作者9,10利用分子對(duì)接探討了扶正抑瘤復(fù)方制劑對(duì)環(huán)氧合酶的作用及其抑瘤機(jī)制,馬世堂等11綜合了分子對(duì)接、同源模建和藥效團(tuán)等方法對(duì)復(fù)方血必凈的抗炎機(jī)制進(jìn)行了研究,徐筱杰與其同事12-14也將分子對(duì)接、主成分分析以及靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)合起來(lái)探索復(fù)方作用機(jī)制.另外,TarFisDock等反向?qū)臃椒?5在中藥成分尋找潛在靶標(biāo)方向的成功應(yīng)用16也為中藥復(fù)方的計(jì)算研究提供了有力的工具.

考慮到單一對(duì)接程序并不一定適用于所有的蛋白質(zhì)配體受體的結(jié)合體系,17我們嘗試了一種新的思路——使用兩種分子對(duì)接程序聯(lián)合進(jìn)行篩選, LibDock18和AutoDock19兩種已成功應(yīng)用于中藥成分活性研究工作的程序20-23被我們采用.LibDock是一種快速的對(duì)接程序,它采用Poling算法24對(duì)配體分子進(jìn)行構(gòu)象搜索,然后分析受體的結(jié)合位點(diǎn)并用一種類(lèi)格點(diǎn)(gridlike)算法25產(chǎn)生一系列的極性和非極性熱點(diǎn)(hot spot),最后將構(gòu)象和熱點(diǎn)進(jìn)行能量和幾何匹配而得到對(duì)接結(jié)果.AutoDock則是先產(chǎn)生受體結(jié)合部位的格點(diǎn),然后利用拉馬克遺傳算法26同時(shí)進(jìn)行配體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和配體與受體的對(duì)接以尋找最佳的結(jié)合模式,最后用半經(jīng)驗(yàn)自由能函數(shù)來(lái)評(píng)價(jià),由于優(yōu)化方法較為復(fù)雜,其計(jì)算時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng).

在以往的研究中,關(guān)于中藥復(fù)方成分的收集均是復(fù)方中單味藥材化學(xué)成分的累加,并未考慮藥材經(jīng)過(guò)炮制煎煮之后所可能發(fā)生的化學(xué)成分的變化.本研究以我們之前從心可舒復(fù)方中直接鑒定出的化學(xué)成分為對(duì)象,采用LibDock和AutoDock聯(lián)合分子對(duì)接的方法對(duì)心可舒中化學(xué)成分與冠心病相關(guān)靶點(diǎn)之間的作用進(jìn)行分析,以期明確心可舒的活性分子群并闡釋其治療冠心病的分子機(jī)制.

2 計(jì)算方法

所有計(jì)算工作均在Dell T5500計(jì)算機(jī)工作站上完成,采用的計(jì)算程序是Accelrys公司的Discovery Studio軟件包27和Scripps研究所的AutoDock軟件.28計(jì)算過(guò)程除非特殊指明,所選用的參數(shù)均為默認(rèn)值.

2.1 心可舒化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的建立和配體的準(zhǔn)備

本課題組29前期工作中已將復(fù)方心可舒的化學(xué)成分鑒定完畢,共鑒定出51個(gè)化合物(圖1).將所有化合物采用ChemDraw30進(jìn)行編繪并存為cdx文件,然后將化合物導(dǎo)入到Chem3D31中轉(zhuǎn)換為三維格式,最后,利用Chem3D中的MM2力場(chǎng)32對(duì)所有小分子進(jìn)行能量?jī)?yōu)化,優(yōu)化完成后存為mol2格式文件.

2.2 冠心病相關(guān)靶點(diǎn)受體的準(zhǔn)備

通過(guò)檢索文獻(xiàn)收集了5個(gè)冠心病相關(guān)靶點(diǎn),分別為與糖類(lèi)、脂類(lèi)代謝相關(guān)的過(guò)氧化物酶體增生物激活受體γ(PPAR-γ),與血管收縮功能相關(guān)的血管緊張素I轉(zhuǎn)化酶(ACE),與脂類(lèi)代謝相關(guān)的羥甲基戊二酰輔酶A還原酶(HMGR),與炎癥反應(yīng)相關(guān)的環(huán)氧合酶2(COX-2)以及和凝血作用相關(guān)的凝血酶(thrombin),以上靶點(diǎn)分別針對(duì)于冠心病形成的不同因素,有利于考察心可舒對(duì)于冠心病的整體調(diào)節(jié)作用.根據(jù)蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)(PDB)33的檢索,選擇了PDB代號(hào)分別為2HFP、1UZE、1HW8、1CX2和1YPJ的5個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)文件,這些結(jié)構(gòu)在近兩年都有過(guò)修訂且除1CX2外其余4個(gè)的分辨率均小于0.21 nm (1CX2的分辨率為0.3 nm,但由于該結(jié)構(gòu)在分子對(duì)接計(jì)算中被廣泛使用,34-37故選擇它作為本實(shí)驗(yàn)的篩選對(duì)象).將它們下載后刪去其中的配體分子和非結(jié)合位點(diǎn)的水分子,利用Discovery Studio軟件包中的Clean Protein工具對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整:補(bǔ)全不完整的殘基;刪除多余的蛋白質(zhì)構(gòu)象;在生理pH (7.0)的條件下加氫以保證精氨酸和賴(lài)氨酸側(cè)鏈的質(zhì)子化及谷氨酸和天冬氨酸的非質(zhì)子化.最后對(duì)氫原子的位置進(jìn)行簡(jiǎn)單的能量?jī)?yōu)化并存為pdb格式文件.

圖1 從心可舒中鑒定出的51個(gè)化合物的結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structures of 51 compounds identified from Xin-Ke-Shu preparationGlc:glucose,Gal:galactose,Xyl:xylose,Api:apiose,Rha:rhamnose

考慮到結(jié)合位點(diǎn)處的結(jié)晶水分子可能影響或者參與配體分子與蛋白質(zhì)的結(jié)合,將蛋白質(zhì)分為含水與不含水兩種情況分別進(jìn)行了分子對(duì)接計(jì)算,發(fā)現(xiàn)兩種情況的對(duì)接結(jié)果沒(méi)有顯著差異,反而還增加了LibDock程序的計(jì)算時(shí)間,因此,我們?cè)谧罱K進(jìn)行對(duì)接計(jì)算時(shí)刪去了蛋白質(zhì)結(jié)合位點(diǎn)處的水分子.

2.3 分子對(duì)接的參數(shù)確定

將5個(gè)蛋白質(zhì)中的配體分子取出后,分別進(jìn)行能量?jī)?yōu)化,然后利用LibDock和AutoDock分別將配體分子對(duì)接回對(duì)應(yīng)蛋白質(zhì)的結(jié)合位點(diǎn)中,根據(jù)對(duì)接后的配體分子與原配體分子的均方根偏差(RMSD)的大小判斷參數(shù)設(shè)置的合理性以及程序?qū)τ谠摰鞍资荏w配體復(fù)合物的適用性,一般認(rèn)為當(dāng)RMSD≤0.2 nm時(shí)對(duì)接較好地重復(fù)出了配體受體原來(lái)的結(jié)合模式,38也表明對(duì)接參數(shù)設(shè)置的合理性.經(jīng)過(guò)多次的分子對(duì)接計(jì)算并以RMSD≤0.2 nm結(jié)果出現(xiàn)的次數(shù)為依據(jù)確定了兩種對(duì)接軟件分別應(yīng)用于5種蛋白靶點(diǎn)時(shí)的參數(shù),并得到了相應(yīng)的打分?jǐn)?shù)據(jù)(表1和表2),這些打分?jǐn)?shù)據(jù)可作為心可舒中化學(xué)成分與靶點(diǎn)蛋白結(jié)合活性高低的參考.

2.4 分子對(duì)接方法富集因子的考察

富集因子(EF)是檢驗(yàn)一個(gè)分子對(duì)接流程是否成功的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,39它主要考察分子對(duì)接程序從一個(gè)包含活性分子和誘餌分子的分子數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選出活性分子的能力,因此,本實(shí)驗(yàn)中也采取了這一方式來(lái)驗(yàn)證以上分子對(duì)接方法是否合理有效.用于富集因子計(jì)算的分子數(shù)據(jù)全部來(lái)源于DUD數(shù)據(jù)庫(kù),40其中每1個(gè)活性分子都對(duì)應(yīng)有約36個(gè)在結(jié)構(gòu)上與其相似的誘餌分子.計(jì)算公式為式中,Ntotal為分子總數(shù),Atotal為Ntotal中活性分子個(gè)數(shù), Nsub為計(jì)算結(jié)果排名前n%的分子個(gè)數(shù)(此處設(shè)置為20%和5%),Asub為Nsub中活性分子個(gè)數(shù).

富集因子的計(jì)算結(jié)果(表3)顯示,除了PPAR-γ使用AutoDock計(jì)算時(shí)結(jié)果不理想以外,其余的結(jié)果均顯示在取計(jì)算結(jié)果排名前20%和5%的情況下,分子對(duì)接找到活性分子的能力是隨機(jī)選取時(shí)的1.53-3.15倍和2.86-8.00倍,因此,兩種方法整體上適用于本實(shí)驗(yàn).

另外,我們還對(duì)兩種分子對(duì)接方法聯(lián)合應(yīng)用后對(duì)于富集因子的影響情況進(jìn)行了分析.首先,對(duì)兩種算法的最終結(jié)果取交集,交集里含有的分子數(shù)目由Nsub表示,然后,確定交集中活性分子的數(shù)目,由Asub表示,最后,計(jì)算EF值.除了PPAR-γ由于AutoDock的計(jì)算結(jié)果不佳沒(méi)有進(jìn)行綜合分析之外,其他4個(gè)靶點(diǎn)的EF值均有一定程度的提高(表4).

對(duì)于AutoDock計(jì)算PPAR-γ富集因子的失敗,我們做了進(jìn)一步的分析.在Huang等39的工作中,利用Dock程序?qū)ν瑯拥臄?shù)據(jù)計(jì)算的EF(20%)和EF(1%)均為0,他們將原因歸結(jié)為配體分子的局部構(gòu)象的優(yōu)化問(wèn)題,在分析了配體分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)后我們發(fā)現(xiàn),PPAR-γ活性分子的可旋轉(zhuǎn)鍵均值達(dá)到11.95,誘餌分子的可旋轉(zhuǎn)鍵均值僅為9.67,而可旋轉(zhuǎn)鍵的數(shù)值超過(guò)10可能會(huì)增加AutoDock構(gòu)象搜索找到最優(yōu)解的難度進(jìn)而影響對(duì)接結(jié)果,19此外,我們也試圖通過(guò)提高AutoDock的計(jì)算次數(shù)來(lái)改善PPAR-γ的富集因子,但效果并不明顯,因此為了保證計(jì)算效率,后續(xù)實(shí)驗(yàn)中PPAR-γ的篩選我們將只采用LibDock計(jì)算,并且只取結(jié)果中排名前10%的分子(該區(qū)間內(nèi)EF值為4.69).

表1 LibDock中5個(gè)靶點(diǎn)的優(yōu)化參數(shù)及相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果Table 1 Optimized parameters and corresponding calculated results of the five targets by LibDock

表2 AutoDock中5個(gè)靶點(diǎn)的優(yōu)化參數(shù)及相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果Table 2 Optimized parameters and corresponding calculated results of the five targets byAutoDock

表3 兩種方法獨(dú)立運(yùn)算時(shí)富集因子(EF)的計(jì)算結(jié)果Table 3 Enrichment factor(EF)results of each docking software

2.5 心可舒化學(xué)成分與5個(gè)靶點(diǎn)的分子對(duì)接

LibDock:在使用LibDock進(jìn)行對(duì)接前,首先將51個(gè)化合物的mol2格式文件編寫(xiě)到一起,使1個(gè)mol2格式文件中包含全部化合物,然后利用Generate Conformations模塊進(jìn)行構(gòu)象搜索,Conformation Method參數(shù)設(shè)置為“BEST”,其余參數(shù)為默認(rèn),51個(gè)化合物共產(chǎn)生4738個(gè)構(gòu)象,將所有構(gòu)象存為單個(gè)sd格式文件,然后根據(jù)表1中的相關(guān)參數(shù)(LibDock中Conformation Method設(shè)置為“NONE”)使用sd格式文件與5個(gè)靶點(diǎn)分別進(jìn)行對(duì)接.計(jì)算完成后,按Lib-DockScore值由大到小排列,保留排名前20%的分子(即前10名),再以表1中LibDockScore值為標(biāo)準(zhǔn),刪去小于該值的分子,最后得到的化合物作為能與該靶點(diǎn)作用的潛在有效化合物(表5).

表4 兩種方法綜合分析時(shí)富集因子的計(jì)算結(jié)果Table 4 Comprehensive analysis results of the two docking softwares?EF

AutoDock:將51個(gè)小分子mol2格式文件分別與5個(gè)靶點(diǎn)進(jìn)行對(duì)接,參數(shù)設(shè)置同表2,其余參數(shù)默認(rèn).可能由于結(jié)合能的計(jì)算方法以及各蛋白質(zhì)原配體之間的活性差距較大等原因,表2中結(jié)合能數(shù)據(jù)并不適于作為心可舒化合物活性的參考標(biāo)準(zhǔn),因此,將結(jié)合能的參考值統(tǒng)一定為-32.49 kJ·mol-1,41再采用與LibDock中相同的篩選方法確定各靶點(diǎn)的潛在有效化合物(表5).

3 結(jié)果與討論

3.1 心可舒化學(xué)成分與靶點(diǎn)間的作用分析

根據(jù)之前得到的潛在有效化合物,取兩種算法中重復(fù)出現(xiàn)的化合物為最終的活性化合物并分析它們的作用情況(表6).在鑒定到的51個(gè)化合物中,共有12個(gè)化合物分別與我們選擇的靶點(diǎn)發(fā)生了相互作用,其中葛根苷A、葛根苷B、丹酚酸A和丹酚酸C 4個(gè)化合物作用于2個(gè)或者2個(gè)以上的靶點(diǎn).由此可知,復(fù)方心可舒能很好地發(fā)揮中藥多靶點(diǎn)、多途徑的優(yōu)勢(shì),它可能通過(guò)調(diào)節(jié)糖類(lèi)、脂類(lèi)的代謝,抑制炎癥反應(yīng),阻止凝血以及抑制血管緊縮等方面達(dá)到治療冠心病的目的.我們還以丹酚酸A為例分析了其與凝血酶之間的作用,發(fā)現(xiàn)2種程序得到的作用模式基本一致(圖2),且與丹酚酸A形成氫鍵的189位天冬氨酸和195位絲氨酸均為凝血酶活性位點(diǎn)的關(guān)鍵殘基.42

通過(guò)查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),丹酚酸A有明確的抑制凝血酶引起的血小板凝集的活性,44丹酚酸B對(duì)PPAR-γ有激活作用,45這些結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)丹酚酸A對(duì)凝血酶的作用以及丹酚酸B對(duì)PPAR-γ的作用相互佐證,表明本研究方法具有一定程度的可靠性,而我們預(yù)測(cè)的其他化合物與靶點(diǎn)的作用則需要進(jìn)一步的體外或體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí),其中11、20、23、31和32等5個(gè)化合物還未有任何活性篩選報(bào)道,目前,針對(duì)這5個(gè)化合物的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證正在進(jìn)行.

表5 利用兩種對(duì)接方法分別確定的潛在活性化合物Table 5 Potential active constituents identified by two docking softwares

表6 心可舒化學(xué)成分對(duì)5個(gè)靶點(diǎn)的作用情況Table 6 Interactions of the Xin-Ke-Shu?s compounds with the 5 targets

圖2 利用LibDock和AutoDock得到的丹酚酸A與凝血酶的作用模式Fig.2 Binding mode predictions of salvianolic acidAto thrombin by LibDock andAutoDockSalvianolic acidAand residues of thrombin are shown in stick form.Green:carbon,red:oxygen,blue:nitrogen,white:hydrogen, red dashed line:hydrogen bond.The figure was prepared with PyMol.43

3.2 討 論

分子對(duì)接方法的理論和技術(shù)日趨完善,46但各種方法本身也存在著優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn).因此,本實(shí)驗(yàn)選取基于不同原理的兩種分子對(duì)接方法進(jìn)行聯(lián)合虛擬篩選研究,希望兩種方法通過(guò)互補(bǔ)和相互佐證能夠進(jìn)一步提高虛擬篩選的準(zhǔn)確度與導(dǎo)向性.但是,準(zhǔn)確度和導(dǎo)向性提高的同時(shí)也增加了漏篩的可能(復(fù)方中仍有39個(gè)化合物未能找到作用的靶點(diǎn)).所以,如何依據(jù)算法特點(diǎn)選擇合適的分子對(duì)接程序進(jìn)行聯(lián)合篩選還需要進(jìn)一步研究.

中藥復(fù)方是一個(gè)有機(jī)的整體,僅僅以各單味中藥化學(xué)成分的累加作為復(fù)方的成分并不能完全反映復(fù)方的真實(shí)組成,因此,除了建立各種中藥的成分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)以外,以復(fù)方成分為核心的化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)也亟待建立.復(fù)方成分鑒定的方法也需要不斷完善,本課題前期實(shí)驗(yàn)中采用液質(zhì)聯(lián)用的方法只鑒定出51個(gè)化合物,而復(fù)方所包含的化合物數(shù)目應(yīng)該遠(yuǎn)多于這個(gè)數(shù)目.

此外,由于部分中藥化學(xué)成分本身并不直接作用于人體內(nèi)各種靶點(diǎn),而是以前藥的形式進(jìn)入體內(nèi)后通過(guò)其代謝產(chǎn)物來(lái)發(fā)揮相應(yīng)的作用,如何將這些因素合理的加入到對(duì)復(fù)方的計(jì)算模擬研究中也是一個(gè)重要的課題.

4 結(jié)論

建立了聯(lián)合利用2種不同分子對(duì)接程序來(lái)研究中藥復(fù)方多靶點(diǎn)物質(zhì)基礎(chǔ)的方法并且將該方法應(yīng)用于復(fù)方心可舒的研究.結(jié)果發(fā)現(xiàn),心可舒的多種化學(xué)成分能夠同時(shí)作用于和冠心病相關(guān)的糖類(lèi)代謝、脂類(lèi)代謝、炎癥反應(yīng)、凝血作用及血管收縮作用的5個(gè)靶點(diǎn).該結(jié)果初步闡釋了心可舒防治冠心病的多靶點(diǎn)作用機(jī)制,為復(fù)方心可舒的實(shí)驗(yàn)研究提供了一個(gè)方向,也對(duì)該復(fù)方的后續(xù)開(kāi)發(fā)有一定指導(dǎo)作用.

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November 22,2011;Revised:February 7,2012;Published on Web:February 21,2012.

Molecular Docking in Xin-Ke-Shu Preparation?s Multi-Target Effect on Coronary Heart Disease

HU Yan-Bao1PENG Jing-Bo1GU Shuo2PEI Jian-Feng2,*ZOU Zhong-Mei1,*
(1Institute of Medicinal Plant Development,Chinese Academy of Medical Sciences&Peking Union Medical College, Beijing 100193,P.R.China;2Center for Theoretical Biology,Peking University,Beijing 100871,P.R.China)

Xin-Ke-Shu(XKS),a traditional Chinese medicine(TCM)preparation,has been widely used for treatment of coronary heart disease(CHD)in China.However,the active constituents of XKS and their interactions with targets remain unclear.In this study,we assessed two docking programs,LibDock and AutoDock,by calculating the root-mean-square deviation(RMSD)of X-ray structure reproduction and the enrichment factor(EF)in virtual screening;both proved to be practical in our protein-ligand complex systems.Moreover,the combined use of the two programs yielded better EFs for each target.We therefore used a combination of the two programs to investigate the interactions of the 51 chemical constituents identified from XKS with five CHD targets,namely peroxisome proliferator activated receptor γ(PPAR-γ), angiotensin-converting enzyme (ACE), hydroxymethylglutarylcoenzyme A receptor (HMGR), cyclooxygenase-2(COX2),and thrombin.The docking results suggest that pueroside A,pueroside B, salvianolic acid A,and salvianolic acid C can interact with two or more targets,and the other eight compounds may be potent for at least one of the five targets.In this research,we propose a strategy for studying TCM preparations,and suggest that XKS has a multi-target effect on CHD.

Docking;Xin-Ke-Shu;Traditional Chinese medicine;Coronary heart disease; Multi-target effect; Enrichment factor

10.3866/PKU.WHXB201202212

?Corresponding authors.ZOU Zhong-Mei,Email:zmzou@implad.ac.cn;Tel:+86-10-57833290.PEI Jian-Feng,Email:jfpei@pku.edu.cn;

Tel:+86-10-62759599.

The project was supported by the National Natural Science Foundation of China(81073021)and“Innovative Drug Development”Key Project of the Ministry of Science and Technology of China(2009ZX09501-002,2012ZX09301002-001).

國(guó)家自然科學(xué)基金(81073021)和“重大新藥創(chuàng)制”科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2009ZX09501-002,2012ZX09301002-001)資助項(xiàng)目

O641