计算方法识别用于靶向糖尿病神经病变中醛糖还原酶和TNF-α的乳香植物化合物

《In Silico Pharmacology》：Computational identification of Commiphora phytocompounds targeting Aldose reductase and TNF-α in diabetic neuropathy

糖尿病神经病变的植物化合物治疗研究：通过分子对接和动力学模拟筛选出Commiphora中23种化合物，Z-guggulsterone对Aldose Reductase的抑制活性（?12.21 kcal/mol）优于E-guggulsterone和Ranirestat，且复合物稳定性高（RMSD<0.3 nm），MMPBSA分析验证其最佳结合自由能。

　　

摘要

糖尿病神经病变是糖尿病的常见并发症，会导致神经损伤和剧烈疼痛。从药用植物中提取的植物化合物显示出对糖尿病神经病变的潜在治疗作用。在本研究中，我们调查了来自Commiphora属植物的某些植物化合物对两种与糖尿病神经病变相关的关键蛋白质——肿瘤坏死因子-α（TNF-α）（PDB ID：1TNF）和醛糖还原酶（Aldose Reductase）（PDB ID：2FZB）的影响。我们筛选了Commiphora属植物中的23种植物化学化合物（2-甲氧基呋喃二烯、α-石竹烯、α-胡莫伦、α-蒎烯、β-艾米烯、β-蒎烯、β-塞利烯、樟脑烯、莰脑烯、香叶烯、胆固醇烯、柯尔斯烯、环artane、达玛烷、e-古胶树脂酮、香叶烯、柠檬烯、月桂烯、油酸烯、孕烷、孕烯醇酮、乌尔烷、z-古胶树脂酮），以评估它们与TNF-α（PDB ID：1TNF）和醛糖还原酶（PDB ID：2FZB）的结合亲和力。基于药代动力学特性、分子对接和分子动力学模拟，选出了两种得分最高的化合物进行进一步分析。对接分析显示，Z-古胶树脂酮与醛糖还原酶的结合亲和力最强（?12.21 kcal/mol），优于E-古胶树脂酮（?9.84 kcal/mol）以及对照抑制剂Ranirestat（?10.48 kcal/mol）。持续200纳秒的分子动力学模拟证实了这些复合物的稳定性。醛糖还原酶配体系统的RMSD波动值较低（<0.3 nm），能量分布也较为稳定。MMPBSA分析进一步支持了这些结果，表明Z-古胶树脂酮具有最佳的结合自由能（?9.83 ± 12.80 kJ/mol）。自由能景观（Free Energy Landscape, FEL）和主成分分析（PCA）也显示出了明确的低能量区域，说明在整个模拟过程中这些化合物的构象状态保持稳定。本研究旨在探讨这些化合物与目标蛋白质之间的相互作用、结合亲和力及稳定性，从而为其治疗潜力提供见解。