基于PTP1B 活性區(qū)域靶向中藥成分治療糖尿病的虛擬篩選及動(dòng)力學(xué)模擬驗(yàn)證

楊子博，支爽，代霖霖，王慧，李冬冬

天津市醫(yī)藥科學(xué)研究所，天津 300020

2 型糖尿病發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，很難找到治療2 型糖尿病的完美機(jī)制。最近，治療糖尿病最常用的藥物二甲雙胍被發(fā)現(xiàn)含有致癌結(jié)構(gòu)N-亞硝基二甲胺[1]。新的藥物并沒有徹底緩解全球糖尿病危機(jī)，持續(xù)增加的糖尿病患者依舊需要新的藥物。天然產(chǎn)物的半合成是一種更有效、更安全的藥物開發(fā)策略，對(duì)于改進(jìn)藥物特性、增強(qiáng)藥動(dòng)學(xué)和藥效學(xué)至關(guān)重要[2]。本研究嘗試?yán)糜?jì)算機(jī)輔助技術(shù)在中藥成分中篩選治療糖尿病的化學(xué)結(jié)構(gòu)。

蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）是胰島素信號(hào)通路的負(fù)調(diào)節(jié)因子，在與胰島抵抗相關(guān)的疾病中起著非常關(guān)鍵的作用[3]。清除神經(jīng)元或全身的PTP1B，小鼠可以有效的免于肥胖和糖尿病[4]。由于PTP1B在血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）通路中負(fù)調(diào)節(jié)，抑制PTP1B 也可以促進(jìn)心血管再生[3]。PTP1B 還與β 細(xì)胞增生相關(guān)，敲除掉小鼠的β 細(xì)胞后，小鼠獲得了更高水平的β 細(xì)胞增生及葡萄糖引起的胰島素分泌[1]。由于PTPs 結(jié)構(gòu)的相似性，PTP1B 抑制劑缺乏特異性，部分藥物如trodusquemine、JTT-551 等的臨床試驗(yàn)由于缺乏特異性并且存在不良反應(yīng)而被中止[5]。

PTP1B 有2 個(gè)活性區(qū)域[6]。PTP1B 抑制劑設(shè)計(jì)常用的活性區(qū)域是由編號(hào)為210～223 的殘基組成的區(qū)域A。多數(shù)PTP1B 抑制劑是針對(duì)區(qū)域A 的，但是單獨(dú)針對(duì)區(qū)域A 的結(jié)構(gòu)選擇性較差[5]。由于區(qū)域A 呈現(xiàn)強(qiáng)極性，針對(duì)區(qū)域A 設(shè)計(jì)的配體膜透過性比較差。為了提高結(jié)構(gòu)特異性，還要考慮另外3 個(gè)區(qū)域（區(qū)域B、C、D）的共同作用。區(qū)域B 由殘基Tyr-20、Arg-24、Ala-27、Phe-52、Arg-254、Met-258、Gly-259 組成，同時(shí)作用于區(qū)域A 和區(qū)域B 的結(jié)構(gòu)有更好的選擇性[7]。區(qū)域C 是主要由46～48 號(hào)殘基組成的帶電區(qū)域，可以形成鹽橋、氫鍵等，在選擇性設(shè)計(jì)上使用更多。D 區(qū)域由Glu-115、Lys-120、Asp-181、Ser-216 組成，該區(qū)域選擇性更強(qiáng)，Lys-120在區(qū)分 TPT1B 和 T 細(xì)胞蛋白酪氨酸磷酸酶（TCPTP）時(shí)起決定作用。多羥基或羧基的抑制劑可以提高20 倍與Lys 的結(jié)合能力[8]。B 區(qū)域的Arg-24、Arg-254 和D 區(qū)域的Lys-120 是關(guān)鍵殘基。綜上，本研究針對(duì)PTP1B 活性區(qū)域A 及附近可以提高結(jié)構(gòu)特異性區(qū)域，利用TCMSP 數(shù)據(jù)庫[9]進(jìn)行PTP1B 潛在抑制劑結(jié)構(gòu)篩選。

1 方法

1.1 對(duì)接篩選

從PDB 數(shù)據(jù)庫[10]下載蛋白3D 結(jié)構(gòu)（PDB ID:2BGE），檢查、修復(fù)結(jié)構(gòu)文件，利用Autodock Tools生成PDBQT 格式文件。設(shè)定在A、B、C、D 4 個(gè)區(qū)域內(nèi)為對(duì)接口袋，對(duì)接盒子參數(shù)為--center_x56.9--center_y35.4--center_z40.3--size_x32.1--size_y36.7--size_z28.8。利用OpenBabel 生成TCMSP 數(shù)據(jù)庫的中藥成分分子性質(zhì)，篩選相對(duì)分子質(zhì)量＜500，氫鍵供體≤5，氫鍵受體≤10，lgP≤5 的結(jié)構(gòu)，利用Autodock Vina 做篩選，按對(duì)接能絕對(duì)值由大到小取前100 個(gè)結(jié)構(gòu)。利用LeDock 做篩選，按對(duì)接能絕對(duì)值由大到小取前100 個(gè)結(jié)構(gòu)。對(duì)2 次對(duì)接結(jié)果取交集，利用 Pymol、Discovery Studio Visualiser（DSV）、LigPlot+[11]分析與活性區(qū)域A 存在作用且同時(shí)與B、C 或D 區(qū)域存在作用的中藥成分。

1.2 結(jié)構(gòu)分析

利用Openbabel[12]工具生成結(jié)構(gòu)SMILS 信息，在 SwissADME[13]中計(jì)算拓?fù)浞肿訕O性表面積（TPSA）、lgP、氫鍵供體、氫鍵受體等信息，篩選TPSA≤140 ?2（1 ?＝0.1 nm），lgP≤5，氫鍵供體≤5，氫鍵受體≤10，S.A score＜10 的結(jié)構(gòu)，并判斷結(jié)構(gòu)是否滿足Lipinski、Veber、Egan 成藥原則。利用已知活性結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫PASS[14]分析結(jié)構(gòu)潛在用途，篩選有活性的概率（Pa）＞沒有活性的概率（Pi）且與糖尿病相關(guān)的項(xiàng)目。

1.3 藥動(dòng)學(xué)預(yù)測(cè)

利用Openbabel等工具生成結(jié)構(gòu)SMILES信息，在pkCSM 數(shù)據(jù)庫[15]中計(jì)算結(jié)構(gòu)藥動(dòng)學(xué)性質(zhì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果并分析。穩(wěn)態(tài)分布體積（VDss）＞0.45 被認(rèn)定為比較高的值；血腦屏障透過率（lgBB）＞0.3 有較好的血腦屏障透過能力，lgBB＜-1 則比較差；中樞神經(jīng)系統(tǒng)通透性（lgPS）＞-2 被認(rèn)為可以進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，lgPS＜-3 則無法進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)；細(xì)胞色素P450（CYP）是一種重要的單氧酶，在組織中廣泛存在，與藥物代謝相關(guān)，CYP 對(duì)藥物有抑制或激活作用，酶的抑制劑會(huì)破壞藥物的代謝，可能產(chǎn)生與預(yù)期相反的效果。2D6 和3A4 是與代謝相關(guān)的CYP 2 個(gè)重要異構(gòu)體。較低的清除率可以使藥物被清除前更多到達(dá)治療部位，Total clearance＜0.5 被認(rèn)為有較低的清除率。Ames 測(cè)試陰性說明結(jié)構(gòu)無致癌風(fēng)險(xiǎn)；大鼠口服急性毒性（LD50）＞2.0 被認(rèn)為致癌風(fēng)險(xiǎn)高[16]。

1.4 分子動(dòng)力學(xué)模擬驗(yàn)證

利用Gromacs 2019，使用AMBER99SB-ILDN力場(chǎng)，TIP3P 水模型，設(shè)置nstlist 為1、cutoff-sheme為Verlet、ns_type 為grid、rlist 為1.2 做能量最小化。設(shè)置continuation 為no、constraint_algorithm 為lincs、cutoff-scheme 為Verlet、coulombtype 為PME、tcoupl 為V-rescale 做NVT 平衡。設(shè)置pcoupl 為Berendsen、pcoupltype 為isotropic、tau_p 為2.0、ref_p 為1.0 做NPT 平衡，待體系平衡后做動(dòng)力學(xué)模擬并以分子力學(xué)/廣義波恩模型表面積（MM/GBSA）[17]分析主要作用力。

2 結(jié)果

2.1 對(duì)接篩選

根據(jù)分子性質(zhì)篩選出2 857 個(gè)中藥成分，利用Autodock Vina 篩選，如圖1 所示，對(duì)接能最低的結(jié)構(gòu)是雙靛藍(lán)（bisindigotin，MOL011100）和二氫血根堿（dihydrosanguinarine，MOL001463），對(duì)接能為-9.0 kcal/mol（1 cal＝4.2 J）；對(duì)接能最高的結(jié)構(gòu)是五味子醇甲（schisandrin，MOL005604），對(duì)接能為-4.7 kcal/mol。Ledock 篩選結(jié)果中對(duì)接能最低的結(jié)構(gòu)是taurochenideixycholicacid（MOL009666），對(duì)接能為-6.65 kcal/mol；對(duì)接能最高的結(jié)構(gòu)是白前苷B（glaucoside B，MOL012930），對(duì)接能為-1.69 kcal/mol。Vina 給出的結(jié)合能更低。

圖1 Autodock Vina（A）和Ledock（B）對(duì)接結(jié)果統(tǒng)計(jì)Fig.1 Results of docking with Autodock Vina (A) and Ledock (B)

合并2 次篩選結(jié)果得到結(jié)構(gòu)2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5Hbenzocycloheptene（MOL000225）、刺桐苯乙烯（eryvariestyrene，MOL000452）、掌葉大黃二蒽酮C（palmidin C，MOL002253）、5,7-dihydroxy-2-[(2S,3R)-2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3-(hydroxymethyl)-2,3-dihydro-1,4-benzodioxin-6-yl]chromen-4-one（MOL003037）、甘草寧D（gancaonin D，MOL004861）、槲皮素-7-O-葡萄糖苷（quercetin 7-O-glucoside，MOL005921）、isoprincepin（MOL009551）、bisindigotin（MOL011100）、異丙甲素A（isatisine A，MOL011108）、異靛藍(lán)（isoindigo，MOL011335），見表1。

表1 Autodock Vina 及Ledock 對(duì)接結(jié)果交集部分的結(jié)構(gòu)Table 1 Structures from section of Autodock Vina and Ledock intersection

Pymol中顯示2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 與殘基Gln-266、Arg-221、Asp-181、Lys-120 形成氫鍵（圖2A），在LigPlot+中顯示2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5Hbenzocycloheptene 與殘基Asp-48、Asp-181、Lys-120形成氫鍵，與殘基Arg-221 形成2 個(gè)氫鍵，與親水殘基Tyr-46、Gln-262、Ser-216、Cys-215 存在非鍵作用，與疏水殘基Ala-217、Gly-220、Phe182 存在非鍵作用（圖2B）。

圖2 2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 與PTP1B 對(duì)接結(jié)果在Pymol（A）和LigPlot+（B）中的分析Fig.2 Analysis of docking results of 2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene and PTP1B in Pymol (A) and LigPlot+(B)

2.2 結(jié)構(gòu)分析

2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene、甘草寧D、槲皮素-7-O-葡萄糖苷、雙靛藍(lán)、異丙甲素A、異靛藍(lán)滿足所有類藥原則。除結(jié)構(gòu)掌葉大黃二蒽酮C和5,7-dihydroxy-2-[(2S,3R)-2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3-(hydroxymethyl)-2,3-dihydro-1,4-benzodioxin-6-yl]chromen-4-one 外都有較高的吸收能力（ABS）。所有結(jié)構(gòu)的S.A score＜6，生物利用度為55%，見表2。

表2 類藥性質(zhì)分析Table 2 Drug-like properties analysis

PASS 數(shù)據(jù)庫分析顯示，除結(jié)構(gòu)isoprincepin 和異丙甲素A外，其他結(jié)構(gòu)都可以用于糖尿病的治療，如antidiabetic（type 1）、antidiabetic、antidiabetic（type 2）。或者可以作用于胰島素，如用于抑制insulysin的insulysin inhibitor，或增加胰島素效用的insulin sensitizer、insulin promoter。此外，還有多個(gè)與葡萄糖相關(guān)的作用，如抑制碳水化合物水解的alpha glucosidase inhibitor、beta-glucosidase inhibitor，抑制半乳糖向葡萄糖轉(zhuǎn)化的UDP-glucose 4-epimerase inhibitor 等與糖尿病相關(guān)的潛在作用，見表3。

表3 PASS 數(shù)據(jù)庫分析結(jié)果Table 3 Results of PASS analysis

2.3 藥動(dòng)學(xué)預(yù)測(cè)

所有結(jié)構(gòu)腸吸收能力都比較強(qiáng)，異丙甲素A 腸吸收比值相對(duì)低一些[15]。2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocyclo heptene 分布容積較高[18]。所有結(jié)構(gòu)的血腦屏障通透性比較差，刺桐苯乙烯、雙靛藍(lán)、異靛藍(lán)有可能可以進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)[15]。雙靛藍(lán)可以作為2D6 的底物，除 5,7-dihydroxy-2-[(2S,3R)-2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3-(hydroxymethyl)-2,3-dihydro-1,4-benzodioxin-6-yl]chromen-4-one、槲皮素-7-O-葡萄糖苷、異丙甲素A 外都可以用作3A4 的底物。所有結(jié)構(gòu)都不是2D6 的抑制劑，2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene等結(jié)構(gòu)不是3A4 的抑制劑。所有結(jié)構(gòu)都滿足清除指數(shù)要求，且無致癌風(fēng)險(xiǎn)。LD50在2.069～2.740 mol/kg，說明這些結(jié)構(gòu)只有在高劑量時(shí)才會(huì)致死，見表4。

表4 藥動(dòng)學(xué)分析結(jié)果Table 4 Results of pharmacokinetic analysis

2.4 動(dòng)力學(xué)模擬

PyMol分析顯示，2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 與殘基Gln-262、Gln-266、Arg-221、Asp-181、Asp-48 形成氫鍵（圖3A）。LigPlot+分析顯示，2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5Hbenzocycloheptene 與Asp-48、Asp-181、Gln-266、Arg-221 形成氫鍵，與疏水殘基Phe-182、Gly-220、Ile-219，與親水殘基Gly-262，及殘基Lys-120 存在非鍵作用（圖3B）。2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 在動(dòng)力學(xué)模擬中沒有發(fā)生太大的構(gòu)象變化（圖3C）。DSV 分析顯示，2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-Estyryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 與ASP-181、ASP-48、GLN-262 形成常規(guī)氫鍵，與Gly-220、Asp-48、Lys-120 形成碳?xì)滏I，與Asp-181 形成Pi-Donor 氫鍵，與Tyr-46、Ile-219 存在Pi/Alkyl疏水作用。羥基與親水口袋的作用及七元環(huán)、苯環(huán)與疏水區(qū)域的作用使2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocy cloheptene穩(wěn)定結(jié)合在活性區(qū)域和PTP1B 特征區(qū)域（圖3D）。

圖3 分子動(dòng)力學(xué)模擬最后一幀中2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 構(gòu)象與PTP1B 作用分析Fig.3 Analysis of the interaction between 2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5Hbenzocycloheptene and PTP1B in the last frame of molecular dynamics simulation

對(duì) Backbone 做最小二乘擬合，分別計(jì)算Backbone 和2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 的均方根誤差（RMSD），計(jì)算結(jié)果顯示蛋白和2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocy cloheptene 在模擬中都非常穩(wěn)定，RMSD 波動(dòng)范圍小于1 ?，見圖4。

圖4 2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 與PTP1B 結(jié)合的復(fù)合物RMSD 分析Fig.4 RMSD analysis of complex of 2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5Hbenzocycloheptene and PTP1B

分子動(dòng)力學(xué)模擬軌跡氫鍵分析顯示2,3,7-trihy droxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5Hbenzocycloheptene 與PTP1B 可以形成4 個(gè)左右氫鍵，鍵長(zhǎng)約3 ?，見圖5。

圖5 2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 與PTP1B 氫鍵個(gè)數(shù)（A）及鍵長(zhǎng)（B）Fig.5 Statistics of the number (A) and bond length (B) of hydrogen bonds between 2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-Estyryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene and PTP1B

相比關(guān)鍵殘基Arg-24、Arg-254，2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5Hbenzocycloheptene 與關(guān)鍵殘基Lys-120 發(fā)生作用的可能性更大，最近距離約為4 ?，可以形成1 個(gè)氫鍵，約50 個(gè)PTP1B 原子位于距離2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-ben zocycloheptene 5 ? 范圍內(nèi)，見圖6。

圖6 2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 與殘基Lys-120 氫鍵個(gè)數(shù)（A）、鍵長(zhǎng)（B）及5 ? 范圍內(nèi)PTP1B 原子數(shù)（C）Fig.6 Statistics of hydrogen bonds between 2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5Hbenzocycloheptene and residue Lys-120 (A),bond length (B),and statistics of PTP1B atoms within 5 ? (C)

2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 與PTP1B 復(fù)合物的范德華力貢獻(xiàn)值為-29.59 kcal/mol，電子效應(yīng)貢獻(xiàn)值為-6.80 kcal/mol，極性作用在溶劑化自由能中的貢獻(xiàn)值為8.50 kcal/mol，非極性在溶劑化自由能中的貢獻(xiàn)值為-4.92 kcal/mol，氣態(tài)作用能ΔGGAS為-36.39 kcal/mol，溶劑作用能ΔGSOLV 為-36.39 kcal/mol，總能量ΔTOTAL 為-32.82 kcal/mol，結(jié)合自由能ΔG 為-24.76 kcal/mol，見圖7、表5。

表5 2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 與PTP1B 作用力Table 5 List of forces between 2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5Hbenzocycloheptene and PTP1B

圖7 2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 與PTP1B 作用力類型分析Fig.7 Analysis of force types between 2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5Hbenzocycloheptene and PTP1B

3 討論

Autodock Vina 和LeDock 對(duì)接結(jié)合能都比較低的結(jié)構(gòu)有10個(gè)，其中2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 與PTP1B 的 Autodock Vina 對(duì)接結(jié)合能為-7.7 kcal/mol，說明其與PTP1B 結(jié)合比較穩(wěn)定。與常用PTP1B 抑制劑靶向區(qū)域A 的殘基Arg-221 形成2 個(gè)氫鍵，與PTP1B 選擇性設(shè)計(jì)區(qū)域C 的殘基Asp-48形成氫鍵，與選擇性區(qū)域D 的殘基Asp-181 及關(guān)鍵殘基Lys-120 形成氫鍵，符合跨活性區(qū)域共同作用提高PTP1B 抑制劑選擇性的設(shè)計(jì)要求。

2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 在胃腸道高吸收，TPSA 為101.1 ?2，可以通過細(xì)胞膜。lgP值1.67，說明其有良好的口服吸收，同時(shí)滿足Lipinski[19]、Veber[20]、Egan[21]等的類藥原則，合成難度較低。藥物作用預(yù)測(cè)顯示2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5Hbenzocycloheptene 可以用于治療1 型糖尿病，或用作胰島素激動(dòng)劑。在pkCSM 數(shù)據(jù)庫預(yù)測(cè)結(jié)果中表現(xiàn)出較好的藥動(dòng)學(xué)性質(zhì)，腸吸收率71.492%，清除指數(shù)較低，能有效抵達(dá)治療部位。Ames 測(cè)試陰性，無致癌風(fēng)險(xiǎn)。LD50值2.521 mol/kg，在較高劑量時(shí)才會(huì)致死[22]。

在分子動(dòng)力學(xué)模擬0～1 ns 的區(qū)間內(nèi)，2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 有小幅的構(gòu)象變化，之后雖然有波動(dòng)，但是根據(jù)RMSD 可以判斷2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-ben zocycloheptene 能夠以一個(gè)穩(wěn)定構(gòu)象穩(wěn)定結(jié)合。對(duì)比受體RMSD 軌跡，受體在0～1 ns 區(qū)間內(nèi)也有小幅構(gòu)象轉(zhuǎn)變，由此推測(cè) 2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocy cloheptene 在模擬開始的RMSD 變化，一定程度上可能是受體構(gòu)象改變所影響。2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene

的穩(wěn)定構(gòu)象與A 區(qū)域殘基Arg-221 和WPD 區(qū)域殘基Asp-181 同時(shí)形成氫鍵。特征區(qū)域C 平而寬，完全暴露在蛋白表面。2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 與常見的PTP1B 抑制劑相同，在對(duì)接構(gòu)象和動(dòng)力學(xué)模擬構(gòu)象中與區(qū)域C 的殘基Asp-48 形成氫鍵。

氣相自由能包括成鍵作用和非鍵作用，2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene與PTP1B 的結(jié)合不涉及成鍵作用，非鍵作用中范德華力起主要作用。溶劑化自由能包括極性作用和非極性作用，非極性作用值為-4.92 kcal/mol，占主導(dǎo)地位。2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 結(jié)合自由能為-24.76 kcal/mol，結(jié)合MM/GBSA 分析數(shù)值，說明2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 與PTP1B 的結(jié)合是一個(gè)范德華力主導(dǎo)的自發(fā)過程。

在TCMSP 數(shù)據(jù)庫中顯示2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5Hbenzocycloheptene 與豆蔻相關(guān)，豆蔻與糖尿病、肥胖、胰島素依賴型糖尿病相關(guān)。2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5Hbenzocycloheptene 在PubChem 數(shù)據(jù)庫中ID 是162880943，但是沒有相關(guān)生物信息的記錄，在Reaxys 數(shù)據(jù)庫及常用搜索引擎中只有少量的相關(guān)信息。2001 年Kikuzaki 等[22]報(bào)道利用光譜法從大豆蔻中識(shí)別出2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-Estyryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene。

綜上所述，豆蔻中的成分2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5Hbenzocycloheptene 在計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)分析中表現(xiàn)出良好的類藥性質(zhì)及藥動(dòng)學(xué)性質(zhì)，存在治療糖尿病的潛在可能性。分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果顯示2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene 可以自發(fā)的與PTP1B 多個(gè)活性區(qū)域共同作用穩(wěn)定結(jié)合，可能是一個(gè)PTP1B 的潛在特異性抑制劑，可以對(duì)2,3,7-trihydroxy-5-(3,4-dihydroxy-E-styryl)-6,7,8,9-tetrahydro-5H-benzocycloheptene

做進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突