目的:探讨1例ABw07亚型先证者所携带的Bw07等位基因及其转移酶改变的分子生物学机制。方法:选取1例2岁男性患儿为研究对象。先证者及其父母的外周血采用试管法鉴定ABO血型，并对三者进行ABO亚型PCR-SSP检测、ABO基因测序以确定其血型基因型，最后通过模拟突变、DUET结构预测、分子动力学分析和体外细胞实验验证p.Arg352Gln突变对Bw07转移酶的影响。结果:先证者及其母亲血清学表型分别为ABw和Bw，父亲为正常的A型，ABO亚型PCR-SSP检测确定三者基因型分别为Bw07/A、Bw07/O、A/A，Sanger测序进一步验证了先证者及其母亲携带有Bw07基因，模拟突变显示R352Q突变后分子间作用力减弱，DUET预测该p.Arg352Gln突变可以影响Bw07转移酶的热力学稳定性，分子动力学分析证实了热力学稳定性的改变主要是与125-133、193-198、336-354区域氨基酸骨架原子出现较大的波动性有关，体外细胞实验进一步验证了Bw07转移酶合成的抗原减弱。结论:ABw07亚型的形成与Bw07转移酶上高度保守的Arg352突变成Gln有关。

目的:探讨1例RhD(-)女性先证者的 RH基因型及其分子生物学机制。 方法:选取2019年8月就诊于郑州大学第一附属医院的1例26岁女性先证者作为研究对象。采集先证者及其父母的外周血样，对其进行卡式法Rh表型检测。用PCR-基于序列法(PCR-sequence-based typing, PCR-SBT)和基因测序法检测先证者及其父母的 RHD合子型和 RH基因型。用生物信息学软件进行Rh蛋白同源建模，并通过分子动力学模拟变异所造成的蛋白结构改变。本研究通过郑州大学第一附属医院医学伦理委员会的审查(伦理号：2023-KY-0870-003)。 结果:血清学检测显示先证者及其父亲Rh分型e抗原减弱。PCR-SBT及基因测序显示3人的基因型分别为 dce/ dCE、 dce/ DcE、 dCE/ DcE，先证者 RHD和 RHCE的基因型分别为 RHD*01N.01/ RHD*01N.16、 RHCE*01.01/ RHCE*04。蛋白模拟和分子动力学分析显示 RHCE* ce(c.48G>C)所导致的ce_16C变异将造成膜内外环结构的改变，主要影响膜外第2、6环和膜内第3、4的摆动性。 结论:RHCE* ce等位基因的c.48G>C变异可能是导致先证者e抗原减弱的原因。

随着多学科间的深度融合与渗透借鉴,中医耳穴疗法迎来了新的发展契机.如何有效地刺激耳穴是耳穴疗法的关键初始环节之一,针对这一问题,衍生了多种融合中西医理论的物理刺激新方法.本文从磁生物学角度切入,从多个维度探讨了磁对生物体结构与功能的深远影响,并对目前耳穴磁疗法的临床疗效、研究范式、存在问题及未来发展前景进行述评.强调了生物体本身的磁性特征,尤其是神经系统对磁场的高敏感性,突显了现代磁刺激技术用于耳穴治疗脑病的潜力.此外,还探讨了耳穴磁刺激的研究范式,结合物理分子动力学模拟、材料工程、数学建模及生物医学等跨学科技术,有望为优化耳穴磁刺激参数、阐明其效应规律提供帮助.这种多学科、跨系统、多尺度的生物物理研究范式为耳穴疗法带来全新的思考框架与研究路径,对提高耳穴磁刺激疗法的安全性及有效性具有重要意义.

目的 研究人参调控动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)中细胞焦亡(pyroptosis)以发挥治疗作用的关键成分、作用靶点与信号通路,探究人参作用AS中细胞焦亡的具体机制.方法 通过TCMSP、HERB与Swiss Target Prediction数据库筛选人参的活性成分及其对应的标准化靶点;利用OMIM、GeneCards、TTD数据库中AS相关靶点和分析GEO数据库中AS组织和正常组织RNA测序数据的差异表达基因获取AS的标准化靶点,通过GeneCards筛选细胞焦亡相关靶点;通过微生信平台获取交集基因,对其构建蛋白质-蛋白质相互作用网络,分析筛选核心靶点;利用 R 语言"clusterProfiler"包对靶点进行 GO 与 KEGG 富集分析;使用Cytoscape 3.9.1 软件构建"活性成分-靶点-通路-疾病网络图"并分析人参的关键成分;利用AutoDock Vina对核心靶点与关键成分进行分子对接;随后选取核心靶点与关键成分的对接结果使用Gromacs软件进行 50 ns分子动力学模拟验证,运用分子力学/泊松-玻尔兹曼表面积法对最后 10 ns蛋白质与配体的自由结合能进行分析.结果 获得人参的 22 个活性成分及 588 个标准化靶点,共获得 36 个人参-细胞焦亡相关AS靶点,其中核心靶点为肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)、丝氨酸/苏氨酸激酶(serine/threonine kinase,AKT)1、白细胞介素(interleukin,IL)-1β、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptor gamma,PPARG).GO与KEGG富集结果显示人参-细胞焦亡相关AS靶点主要与脂多糖的反应、DNA 结合转录因子、核受体活性以及TNF信号通路和核因子(nuclear factor,NF)-κB信号通路有关.筛选获得人参作用于AS中细胞焦亡靶点的关键成分为山柰酚(kaempferol)、吉九里香碱(girinimbin)、脱氧三尖杉酯碱(deoxyharringtonine)与戈米辛 B(gomisin B).分子对接结果初步表明核心靶点与关键成分有良好的结合能力.分子动力学模拟结果显示TNF与关键成分形成的复合物的波动较小,在Nacl溶液环境下十分稳定;结合自由能分析结果表明关键复合物中核心靶点与关键成分的结合自由能较低,具有较好的结合能力.结论 人参可能通过TNF、AKT1、IL-1β、PPARG等核心靶点调控TNF信号通路与NF-κB等信号通路,抑制 AS中的细胞焦亡.

目的 通过计算机虚拟筛选从HERB数据库草药成分中筛选出靶向新型冠状病毒主蛋白酶(main protease,Mpro)、木瓜样蛋白酶(papain-like protease,PLpro)和受体结合域(receptor binding domain,RBD)的新型潜在抑制剂并阐述其相互作用机制.方法 以从HERB数据库中获得的天然化合物为筛选对象,综合运用药效团模型、分子对接、ADME-T预测、分子动力学模拟和分子力学泊松-玻尔兹曼表面积(molecular mechanics Poisson-Boltzmann surface area,MM-PBSA)等计算方法,获取靶向新型冠状病毒中Mpro、PLpro和RBD等多个靶点的潜在抑制剂,并采用酶活性抑制实验评价其植物提取物对 Mpro 的抑制效果.结果 化合物 HBIN006454、HBIN032286 和 HBIN031053 对 SARS-CoV-2 的 Mpro、PLpro 和 RBD 靶点均具有较高的结合亲和力.其中,巴戟天中的HBIN031053具有更好的类药性和药动学特性,且与各靶点所形成的复合物在分子动力学模拟中均表现出良好的稳定性.MM-PBSA分析结果进一步揭示了在HBIN031053-Mpro、HBIN031053-PLpro以及HBIN031053-RBD的结合中发挥关键作用的氨基酸残基,并深入阐述了其抑制病毒蛋白酶活性的机制.酶活性抑制实验表明,巴戟天提取物对Mpro有抑制效果.结论 天然化合物HBIN031053可作为靶向SARS-CoV-2中Mpro、PLpro和RBD等靶点的潜在新型抑制剂.

目的 设计DPP-4和SGLT-2 双靶点抑制剂.方法 根据现有的DPP-4和SGLT-2 活性化合物训练BiRNN模型,使其生成具有潜在活性的双靶点新分子,并使用已经报道的活性化合物构建HipHop药效团模型,通过药效团模型对新分子进行初筛,然后使用分子对接、分子动力学模拟以及结合自由能计算等方法对初筛小分子进行进一步筛选最终得到候选化合物.结果 BiRNN模型生成 7 494 个新分子,经过虚拟筛选发现化合物NM186、NM21、NM249、NM107 是相对理想的DPP-4 和SGLT-2 双靶点抑制剂.结论 NM186、NM21、NM249、NM107 可能是一种具有新型结构的DPP-4/SGLT-2 双靶点抑制剂,这一研究丰富了DPP-4和SGLT-2 双靶点抑制剂的多样性,为其开发提供新的设计思路.

目的 筛选具有PPARδ激动活性的化合物.方法 通过构建PPARδ药效团模型对Top Science数据库中的780万个小分子进行筛选,并采用对接分析通过化合物与受体之间的结合作用模式及其靶点选择性进行筛选;通过分子动力学模拟的方法,确定苗头化合物,进而通过体外活性实验获得PPARδ激动剂.结果 通过计算机虚拟筛选获得了 24个潜在PPARδ激动剂,分子对接结果表明,化合物3、5、9为潜在的PPARδ选择性激动剂.体外激动活性实验表明化合物3、5、9具有一定的PPARδ激动活性.结论 与化合物3、5相比,化合物9拥有更强的体外激动活性(EC50=17.66 μmol·L-1),后续可进行结构迭代优化,为进一步开发PPARδ激动剂奠定了基础.

本文研究西番莲(Passflora edulis Sims)果皮化学成分及其抑制酪氨酸酶活性.采用半制备液相色谱法对西番莲果皮乙醇提取物进行了分离纯化,结合波谱数据和文献报道鉴定其化合物结构.利用酪氨酸酶试剂盒检测酪氨酸酶抑制活性,采用Autodock Vina及Gromacs软件实现化合物与酪氨酸酶蛋白的分子对接.最终从西番莲果皮中分离鉴定3个化合物,分别为肌醇木脂素(1)、松柏苷(2)和紫丁香苷(3),其中化合物1为新的新木脂素类化合物.3个化合物对酪氨酸酶抑制率分别为(27.27±0.79)％、(1.35±0.44)％和(17.04±0.86)％,与酪氨酸酶蛋白的结合能分别为-8.3、-6.9、和-6.7kcal/mol,表明肌醇木脂素具有良好酪氨酸酶抑制活性,与酪氨酸酶蛋白结合作用强,且分子动力学模拟结果表明肌醇木脂素配体-酪氨酸酶复合物结合作用稳定,且具有潜在的酪氨酸酶抑制活性.

[目的]开发针对头孢噻肟-水解酶-14(CTX-M-14)型超广谱β-内酰胺酶(extended-spectrum β-lactamase,ESBLs)的抑制剂,用以缓解细菌耐药带来的严重危害.[方法]使用DiscoveryStudio Visualizer(DS Visualizer)构建基于受体结构的药效团模型(structure-based pharmacophore,SBP)和基于配体共同特征的定性药效团模型(common feature pharmacophore generation,HIPHOP),并将验证后的模型作为查询条件对ZINC数据库进行以CTX-M-14 蛋白为靶标的虚拟筛选,得到拟合分数良好的中药单体成分甘草酸(glycyrrhizic acid,GL),对其进行相关作用力分析、分子动力学模拟和结合自由能计算,分析甘草酸与CTX-M-14 蛋白的结合模式、结合能力及稳定性;最后通过联合抑菌试验及酶动力学试验考察甘草酸的抗菌增敏活性、抑酶作用及抑酶方式.[结果]中药单体成分甘草酸主要与CTX-M-14 蛋白活性中心多个氨基酸残基形成氢键和范德华作用力,两者的对接分数与结合自由能分别为-10 kcal/mol及-22.06 kcal/mol;甘草酸与头孢噻肟钠联用呈协同作用(FICI≤0.5);甘草酸可竞争性抑制β-内酰胺酶对底物抗生素的水解作用,对头孢噻肟钠的抑酶保护率可达 58.53%,与克拉维酸接近(60.98%).[结论]中药单体甘草酸可与CTX-M-14 蛋白稳定结合,通过竞争性抑制β-内酰胺酶对底物抗生素的水解作用,提高多重耐药大肠杆菌E320 和重组蛋白阳性菌BL-21 对头孢噻肟钠的敏感性,实现抗生素的减量增效.

目的 探寻年龄相关性黄斑变性(age-related macular degeneration,AMD)能量代谢的关键基因和潜在调控的中药化合物.方法 从GEO数据库获取AMD相关Bulk RNA测序数据集GSE135092,利用R语言筛选差异表达基因,并与GSEA数据库下载的能量代谢相关基因(energy metabolism-related genes,EMRGs)映射取交集,获取AMD差异表达EMRGs,通过 Cytoscape 软件构建蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)、转录因子(transcription factor,TF)、微小 RNA(microRNA,miRNA)网络.使用LASSO回归在差异表达EMRGs中筛选AMD标志物,构建风险评分.同时,将AMD相关Single-cell RNA测序数据集GSE188280进行主成分分析(principal component analysis,PCA)及统一流形逼近与投影(uniform manifold approximation and projection,UMAP)分析以聚类降维,并进行细胞类型注释,进一步评估AMD关键差异表达EMRGs在不同细胞类型间的表达水平.将关键差异表达EMRGs导入Coremine Medical数据库中进行相关中药活性成分预测及分子对接、分子动力学验证.结果 筛选出6个AMD关键差异表达EMRGs:FOXO3、GSK3B、MEF2A、NCOA1、HDAC1、PPARG,并构建相应 PPI、TF-mRNA、mRNA-miRNA 网络.LASSO 回归得出 NCOA1、MEF2A、FOXO3、GSK3B表达与AMD发生呈正相关,HDAC1表达与AMD发生呈负相关.分析AMD相关Single-cell RNA测序将32 714个细胞分类为19个簇,使用marker基因将细胞簇鉴定为9种细胞类型,进一步得到HDAC1、MEF2A、FOXO3及NCOA1在内皮细胞中高表达.根据关键基因HDAC1、MEF2A、FOAO3筛选到9味中药及其285种活性成分,经分子对接及分子动力学模拟,其中丹参醇B治疗AMD潜力最大.结论 HDAC1和丹参醇B为AMD能量代谢的潜在关键基因及作用化合物.