摘要：为实现高耐久功能可恢复结构,设计了钢-FRP复合筋(steel-FRP composite bar,SFCB)替代钢筋,塑性铰区使用高延性水泥基复合材料(engineered cementitious composites,ECC)替代混凝土的新型组合柱。在0.13轴压比下,对SFCB-ECC-混凝土组合柱进行低周往复荷载试验研究。评估了SFCB中FRP体积分数(0%,43.6%,100%)和塑性铰区基体类型(ECC,混凝土)对组合柱抗震性能和可恢复性的影响。之后通过OpenSees进行了轴压比、SFCB配筋率和ECC强度的参数分析。结果表明:SFCB可使试件获得稳定的二次刚度,在2%位移角前,试件无需修复即可快速恢复原有功能;组合柱残余变形随SFCB中FRP体积分数增加而减少,但其初始刚度和峰值承载力也相应降低;在塑性铰区使用ECC可进一步减少残余位移,同时显著提高峰值承载力和延性;参数分析显示增大轴压比将提高SFCB-ECC-混凝土组合柱承载力,但会降低延性;随SFCB配筋率和ECC强度提高,组合柱承载力也相应增大;在实际工程中可合理设计SFCB和ECC材料特性以满足特定结构刚度、强度和可修复性的要求。

摘要：计算机辅助药物设计(CADD)主要是以数学、药物化学、生物化学、分子生物学、结构化学等学科为基础,以量子化学、分子力学等为理论依据,借助计算机进行合理的药物设计。它不仅仅是交叉理论学科,更具有很强的实践性。计算机辅助药物设计技术在中药活性成分筛选、靶标发现、毒性预测、处方作用机制研究等方面已表现出独特优势。学科交叉是科技与医学高速发展的大势所趋,在传统中医药理论指导下,借助计算机辅助药物设计结合现代生物学进行中医药理、法、方、药的研究,可以促进中医药研究的广度与深度。让中医药院校学生学习计算机辅助药物设计的理论及实践知识,可为日后跨学科助力药物研发做好准备。因此,在中医药院校开展计算机辅助药物设计等交叉性强的课程有助于中医药多学科交叉复合型人才的培养,建立适合中医药院校学生的计算机辅助药物设计授课模式对深入发掘中医药宝库中的精华,加快推进中医药现代化具有极大作用。基于此,本文结合自身教学经验及时代发展特点,在计算机辅助药物设计课程的授课过程中引入注重基础、衷中参西、重视实践等教学理念,在培养中医药多学科交叉复合型人才过程中取得较为明显的效果。通过对中医药专业计算机辅助药物设计的教改和实践进行深层次、全方位探讨和总结,可提升本课程的教学效果,为培养复合型中医药人才、拓宽中医药院校大学生的就业渠道奠定基础。

摘要：利用SDS-PAGE和荧光标记检测技术同时对91份黄淮麦区小麦品种(系)的高分子质量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成进行分析,以期为黄淮麦区小麦品质改良提供理论依据。SDS-PAGE检测结果表明,在Glu-1位点共出现14种亚基类型和28种亚基组合。Glu-A 1位点有3种亚基类型,分别是1(59.34%)、Null(37.36%)、2^*(3.30%);Glu-B1位点有5种亚基类型,分别是7+8(52.75%)、7+9(25.27%)、7(12.09%)、13+16(7.69%)、14+15(2.20%);Glu-D1位点有6种亚基类型,2+12(46.15%)、3+12(13.19%)、4+12(8.79%)、5+10(29.67%)、10(1.10%)和12(1.10%)。主要亚基组合类型为1/7+8/5+10(14.29%)、1/7+8/2+12(12.09%)、Null/7+8/2+12(12.09%)。荧光标记检测结果表明,供试材料中含有Ax 2^*、Dx2、Dx5、Dy10、Dy12的材料分别为3、42、27、28、63份,与SDS-PAGE检测结果相吻合。供试材料品质评分介于5.5~11.0分,平均评分为7.78分,亚基组合Null/13+16/5+10和1/13+16/2+12评分较高,均在10.0分及以上。聚类分析结果表明,供试材料可分为4类,其中第Ⅲ类集中了大部分强筋小麦材料。

摘要：目的采用皮肤渗透性参数计算、复杂网络分析、分子对接、分子动力学模拟等计算机辅助药物设计结合化学分析、体外生物试验的“干湿”结合策略探究敦煌消痹止痛酊治疗骨关节炎(osteoarthritis,OA)的物质基础。方法选择被实验证实的中药来源的可透皮化合物,利用Schr?dinger软件Qikprop模块进行皮肤渗透性参数计算,建立透皮参数范围标准,并筛选敦煌消痹止痛酊中满足条件的化合物。对敦煌消痹止痛酊进行功效分组,通过靶点反向预测-复杂网络分析-KEGG通路富集分析探讨不同功效组治疗OA的潜在靶点及KEGG通路。采用分子对接的方法对方中符合皮肤渗透性参数范围的成分进行虚拟筛选,挑选化合物进行酶活性测定、ADMET计算、皮肤渗透性测定、细胞试验、外植体试验研究。结果全方得到潜在透皮成分为69个,复杂网络分析结果显示活血组治疗OA的特有靶点主要为VEGFA、IGF1R及HIF-1α等,主要KEGG通路为Ras、RAP1等。清热组治疗OA的特有靶点主要为TLR9、IL-6及ADAMTS5等,主要KEGG通路涉及TNF、NF-κB等信号通路;分子对接-酶活性-细胞试验结果显示,升麻素、欧前胡素和香草酸对COX-2具有抑制活性,可以抑制软骨细胞PGE2的合成。在软骨外植体模型中,升麻素可以有效缓解软骨损伤;体外透皮试验显示,升麻素12 h内皮肤累积渗透量达到128.1μg·cm-2,透皮吸收百分率为28.2%。分子动力学模拟结果显示,升麻素与COX-2的氨基酸残基TYR 355、LEU 384、SER 530形成较为稳定的氢键作用,与PHE 518形成较为稳定的疏水相互作用。结论本研究采用计算机辅助药物设计联合多种化学生物实验技术的“干湿”结合策略初步阐明了敦煌消痹止痛酊治疗OA的物质基础,为外用中药的研究提供参考。

摘要：当归具有良好的活血作用,但目前对其发挥“活血”功效的现代科学原理缺乏系统研究,限制了其现代化开发。该研究采用基于结构相似性的靶点反向预测、复杂网络分析、分子对接、结合自由能计算、聚类分析、ADMET计算等计算机辅助药物设计方法结合体外酶活性测定实验系统探讨了当归发挥活血作用的成分及作用机制。靶点反向预测以及复杂网络分析结果显示当归抗凝血的潜在作用靶点有40个。GO(Gene Ontology)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集分析表明预测靶点可能通过作用于补体与凝血级联信号通路发挥抗凝血作用。其中,凝血级联反应和血栓形成中的关键酶THR(thrombin)和FXa(coagulation factor Xa)是治疗血栓栓塞性疾病的药物靶点。全成分分子对接以及聚类分析显示当归针对FXa具有更好的选择性。结合自由能打分值筛选出8个潜在活性成分进行体外酶活实验,结果显示8个化合物分别对THR和FXa具有不同程度的抑制作用,且对FXa活性的抑制作用比对THR更强。对8个活性化合物进行药效团模型构建,得到药效特征AAHH,其中A为氢键受体,H为疏水中心。ADMET计算表明8个活性化合物都具有良好的药动学性质,且安全性较高。该研究以靶点反向预测、复杂网络分析、分子对接及结合自由能计算、体外抗凝活性、分子与靶点的空间结合构象、药效团模型构建及ADMET参数计算为依据,从大数据层面初步阐明了当归活血作用的物质基础及分子机制,并对活性成分进行了药理、毒理计算,首次从全成分计算结合酶活实验揭示了当归对不同凝血蛋白具有明显的选择性和针对性,反映出不同中药的独特功效具有其生物学基础。该研究可为当归的精准用药及其活血成分的现代化开发提供线索。

摘要：目的基于骨关节炎的发病机制以及临床药物需求,运用计算机辅助药物设计以及网络药理方法探究活络丸治疗骨关节炎的潜在药效成分及分子机制。方法采用TCMSP、TCMID和化学专业数据库检索活络丸中药化合物。多靶点分子对接、结合自由能计算逐级对化合物与骨关节炎治疗靶点COX-2、5-LOX以及凝血因子F2的亲和力进行评估,对潜在活性化合物进行层次聚类及药效团模型的构建。利用Swiss Target Prediction预测化合物潜在靶点,Cytoscape构建"药味-成分-潜在靶点"网络。GeneCards、DrugBank、TTD和CTD检索骨关节炎疾病靶点。DAVID进行GO和KEGG分析,STRING分析蛋白相互作用。结果分子对接及结合自由能计算获得了具有靶向COX-2、5-LOX、F2潜在亲和力的成分,经层次聚类分析后构建药效团模型,得到针对COX-2、5-LOX及F2的药效团模型AAH、AAA、AAR。裂叶苣荚莱内酯、芦荟大黄素、光甘草定等化合物具有的骨架结构可能对治疗骨关节炎有潜在作用。活络丸与骨关节炎共有靶点180个,PPI分析得到STAT3、SRC、CXCR4、EP300等潜在靶点179个,GO和KEGG分析得到GO条目686个、KEGG通路108条。结论本研究选择花生四烯酸代谢靶点COX-2、5-LOX以及凝血靶点F2,通过多靶点分子对接和结合自由能计算逐级筛选、聚类分析、药效团模型及网络药理学等方法,初步揭示活络丸"多点显效,协同增效"的分子机制,为具有潜在较低不良反应的骨关节炎活性中药组分或组分配伍的开发提供靶点组合和研究基础。

摘要：基于计算机辅助药物设计结合复杂网络分析的研究体系,分析敦煌大补脾汤防治胃癌的潜在作用机制,并通过功效分组探讨其组方规律的科学内涵。通过细胞实验研究大补脾汤冻干粉溶液对胃癌细胞增殖活性的影响;利用TCMSP、TCMID数据库收集大补脾汤化合物成分,Swiss Target Prediction预测化合物潜在作用靶标,DrugBank、GeneCards、TTD、DisGeNET收集胃癌的潜在作用靶标,通过STRING数据库分析潜在作用靶点的蛋白互作。DAVID数据库进行KEGG富集分析;根据功效特点将大补脾汤分为温中组(干姜)、益气组(人参、甘草、白术)、养阴组(麦冬、五味子)和降逆组(旋覆花)4个功效配伍组,利用Cytoscape分别构建“药味-潜在活性成分-关键靶点”网络,分析功效分组配伍规律的科学内涵;采用Schr?dinger软件进行核心成分和核心靶点的分子对接验证,并通过结合模式分析和结合自由能计算挖掘大补脾汤发挥防治胃癌作用的物质基础,通过分子动力学模拟从动力学角度分析核心成药性靶点与代表潜在化合物的相互结合模式。细胞实验证实大补脾汤冻干粉溶液能够下调AGS胃癌细胞线粒体膜电位,使细胞周期被阻滞在G_(0)/G_(1)期(P<0.05),抑制其增殖(P<0.05)。大补脾汤所含4个功效组富集的通路主要分布于机体能量代谢、炎症-免疫系统调节和周期-凋亡功能3个模块,各模块间通过共有靶标基因联结又各有侧重。分子对接结果显示,化合物甘草素、槲皮素、山柰酚、异鼠李素、麦冬高异黄酮A等可能是大补脾汤起效的多靶点成分;雌激素受体1、雄激素受体、ATP结合盒转运蛋白亚家族G2、表皮生长因子受体、糖原合酶激酶3β等靶点与各个潜在活性化合物之间的亲和力较好,可能是大补脾汤防治胃癌的潜在作用靶点,其中山柰酚与成药性靶点EGFR有较好结合能力,具有较好的结合稳定性。本研究基于计算机辅助药物设计结合复杂网络分析策略初步揭示了大补脾汤辅助防治胃癌的物质基础和分子机制,并探讨了大补脾汤不同功效组协同防治胃癌的科学内涵,为其临床应用提供化学生物信息学依据。

摘要：炎症与肿瘤关系密切,其中IL-6是参与炎症的主要细胞因子之一,在各种慢性炎症性疾病及肿瘤环境中高表达,在IL-6介导的IL-6/白细胞介素6受体(interleukin 6 recepter,IL-6R)/信号转导及转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)信号通路中STAT3是炎症与肿瘤之间的桥梁分子,成为肿瘤发生、发展的关键节点。中医学认为炎症主要与虚、痰、瘀、毒等病理因素相关,在脏腑功能失调、气血郁滞的基础上,痰瘀亢盛,形成肿瘤。文章从中医药的角度,结合现代医学及计算机辅助药物设计技术,重点探讨慢性炎症与肿瘤发生中IL-6的作用,以期指导慢性炎症所致肿瘤的中医药预防及治疗。

摘要：目的 利用化学生物信息学探究敦煌大泻脾汤治疗胃癌的潜在作用机制及物质基础。方法 CCK-8检测细胞增殖情况;流式细胞术检测细胞凋亡和周期情况。TCMSP数据库下载大泻脾汤中药化合物,Swiss Target Prediction预测化合物潜在靶点。Drugbank、Genecards、TTD及DisGeNET数据库检索胃癌靶点。STRING数据库分析蛋白互作并利用Clusters模块进行靶点聚类。CytoHubba插件筛选大泻脾汤治疗胃癌的核心靶点,ClueGO插件进行核心靶点KEGG富集分析。分子对接评估靶点-化合物亲和力,分子动力学模拟探究动态分子机制。结果 细胞实验结果显示,大泻脾汤冻干粉能够促进胃癌细胞凋亡,可使其细胞周期被阻滞在G0-G1期(P<0.05),抑制其增殖(P<0.05)。网络药理学分析得到大泻脾汤与胃癌的共有靶点188个,通过Clusters模块聚类得到参与炎症反应、血管生成及细胞生长分化的3类靶点,主要涉及TNF signaling pathway、PD-L1 expression and PD-1 checkpoint pathway in cancer及p53 signaling pathway等信号通路。分子对接结果显示,TNF、EGFR及AKT1与核心成分的亲和力最好;粗毛甘草素B、甘草异黄烷酮、5-异戊二烯基紫铆花素等与各潜在关键靶点的亲和力均较好。通过50 ns的分子动力学模拟发现潜在活性分子与其靶蛋白形成了稳定的分子间作用。结论 本研究对敦煌医方大泻脾汤潜在起效的物质基础和分子机制进行了挖掘,为其通过“寒热并用、调和阴阳”治疗胃癌的研究和临床应用提供化学生物信息学参考。

摘要：目的通过对清肺排毒汤功效和新型冠状病毒肺炎(COVID-19)病机的分析,基于计算机辅助药物设计(CADD)从多靶点结构出发系统探索清肺排毒汤排毒、抑制炎症风暴、利水渗湿3个方面的物质基础和分子机制。方法 TCMSP下载清肺排毒汤成分,基于血管紧张素转化酶Ⅱ(ACE2)、白细胞介素-6受体(IL-6R)和水通道蛋白(AQP)分别进行分子对接虚拟筛选并对其结合模式进行分析。对利水药白术、茯苓、猪苓、泽泻进行反向靶点预测和GO分析和KEGG通路富集分析,预测其作用机制。结果阻断病毒作用最突出的前3位中药为甘草、麻黄、枳实,抑制炎症作用最突出的前3位中药是甘草、柴胡、紫菀;清肺排毒汤4个子方中,小柴胡汤阻断病毒、抑制炎症风暴的潜在活性化合物数均排第1。槲皮素及其衍生物对ACE2和IL-6R2个靶点均具有较强结合能力,是潜在的双靶点活性化合物。ACE2的Lys353残基是化合物与ACE2结合的关键位点。白术、茯苓、猪苓、泽泻缺乏阻断病毒、抑制炎症风暴的化合物,分子对接结果显示,这4味药材中含有的东莨菪内酯、去氢齿孔酸、α-D-半乳糖、环氧泽泻烯具有与水通道蛋白4(AQP4)的潜在结合能力。结论清肺排毒汤可通过多种化合物分别与ACE2、IL-6R、AQP4结合,发挥排毒、抑制炎症风暴、利水渗湿的作用;各组成子医方配伍合理,通过多点协同、优势互补发挥防治作用;得到了中药阻断新型冠状病毒(SARS-Co V-2)成分关键的结合位点Lys353,为清肺排毒汤药效机制的多角度挖掘和单体成分的现代化开发提供线索。