HIV逆转录酶(RT)、整合酶(IN)和核糖核酸酶H(RNase H)是抗AIDS药物研究中的3个重要靶点,它们在HIV复制过程中关系密切,针对这3种酶设计筛选多靶点抑制剂有望得到防治AIDS的多靶点药物。本研究将在中药及其有效成分抗HIV活性筛选研究成果的基础上,构建中药抗HIV化学成分数据库;依据HIV RT、IN及RNase H的结构生物学信息和已知抑制剂的构效关系,利用分子模拟技术和计算机辅助药物设计理论和方法,分别提出基于"共有药效团"和基于"联合药效团"的多靶点药物发现策略,从中药中寻找靶向HIV RT、IN和RNase H的多靶点抑制剂,为借助筛选法发现多靶点药物提供新思路;构建靶点-抑制剂相互作用模型,在分子水平揭示天然抗HIV多靶点抑制剂的作用机制;结合实验研究得到化合物样品,并检测其体外抗HIV活性,为开发高效、安全、廉价的抗HIV多靶点药物奠定基础。
traditional Chinese medicine;anti-HIV;multi-target inhibitors;screening;molecular mechanism
HIV-1逆转录酶(RT)、整合酶(IN)和核糖核酸酶 H(RNase H)是抗AIDS药物研究中3个重要靶点,在HIV复制过程中关系密切,由此寻找多靶点抑制剂有望得到抗AIDS的多靶点药物。我国中药资源丰富,运用中医药治疗AIDS积累了丰富数据,本研究通过收集文献报道治疗AIDS的复方,计算复方中各单味中药的使用频率,优先选择频率高的单味中药收集其化学成分,同时收集已知具有抗HIV活性的天然化合物,组建抗HIV中药化学成分数据库(抗HIVTCMCD)。依据酶和抑制剂的结构信息和相互作用关系,利用分子模拟技术和计算机辅助药物设计方法,从中药中寻找靶向RT、IN和RNase H的多靶点抑制剂,并在分子水平揭示它们的作用机制,为从中药中挖掘抗HIV多靶点药物打下扎实的工作基础。已取得成果包括(1)收集整理了文献报道的国内外用于临床/实验研究抗AIDS复方149个,从中精选出作用较明确的77个,其中抗病毒复方44个,提高免疫力和改善患者症状复方33个,计算复方中单味中药的使用频率,频率高的前10味中药材是甘草、黄芪、黄芩、人参、金银花、丹参、柴胡、当归、白花蛇舌草、紫花地丁。除人参和当归外,其它8味中药均已发现具有抗HIV活性。(2)优先选择排序靠前的单味中药收集其化学成分,组建抗HIVTCMCD。目前,该数据库已录入来源于黄芪、黄芩、甘草、金银花的591个化合物。(3)提出了基于“共有药效团”和“联合药效团”模型筛选多靶点药物的策略。(4)根据受体-配体复合物晶体结构中HIV-1 RNase H与3个嘧啶羧酸类抑制剂的相互作用关系,构建了RNase H二价金属离子抑制剂的4点药效团模型。(5)基于药效团和分子对接等虚拟筛选方法对TCMD进行筛选,得到的RNase H/IN双重抑制剂,有黄酮类、萜类、生物碱类等,其中以黄酮类化合物居多。(6)基于RNase H和IN活性位点分布模型对抗HIVTCMCD进行筛选,得到多个潜在的RNase H/IN双重抑制剂,其中来源于黄芩的黄芩素,有文献报道是作用RT/IN的双重抑制剂,本研究从分子水平明确提出黄芩素结合于RT的RNase H区和IN的疏水区域,是RNase H/IN双重抑制剂。上述成果已总结撰写文章5篇,正式发表4篇,录用待发表1篇,其中SCI收录1篇,核心期刊4篇;培养硕士生2名。