在人类勃起功能障碍管理中，通过NO信号通路发现天然PDE-5抑制剂：一项多层次的计算机模拟评估

《In Silico Pharmacology》：Discovery of natural PDE-5 inhibitors in NO signalling pathways for the human erectile dysfunction management: a multi-layered in silico assessment

本研究通过药物likeliness筛选、分子对接、ADME/T评估、分子动力学模拟及DFT分析，从1152种天然化合物中筛选出4种PDE-5抑制剂（Daidzin、Maackiain、Rutecarpin、Cyclopamine），其结合能（-17.01至-21.42 kcal/mol）、RMSD值（0.16–0.79 nm）及电子稳定性（HOMO-LUMO间隙3.93–6.39 eV）与西地那非相当，显示天然化合物作为ED治疗潜力。

　　

摘要

在勃起功能障碍（ED）中，PDE-5酶通过催化cGMP的水解发挥作用。勃起功能障碍是一种常见的泌尿系统疾病，其发病机制较为复杂。为了寻找潜在的能够抑制PDE-5酶的植物化学物质，并将其与合成药物西地那非进行比较，研究人员将Lipinski的药物相似性筛选标准应用于从PubChem数据库中检索到的植物化学物质。这些化合物首先使用AutoDock Vina软件进行对接，随后进行重新对接（redocking），接着进行ADME/T（吸收、分布、代谢和排泄）及毒性评估。同时进行了100纳秒的分子动力学（MD）模拟和轨迹分析。通过密度泛函理论（DFT）评估了这些化合物的电子性质，并使用分子力学/泊松-布朗斯斯坦（MM/PBSA）方法计算了结合自由能。最后，将实验结果与参考药物西地那非进行了对比。共筛选出1152种植物化学物质，其中515种通过了药物相似性筛选。根据对接得分（最高为-9.8 kcal/mol），前100种化合物被列入候选名单；重新对接研究表明它们的RMSD值在1.046 ?范围内。在表现出良好ADMET（吸收、分布、代谢和排泄）特性的化合物中，有4种被选中进行MD模拟。RMSD值处于0.16–0.79 nm范围内的化合物表明其结合较为稳定。MM/PBSA分析显示这些化合物具有较高的结合能（-17.01至-21.42 kcal/mol）。此外，DFT研究显示它们的HOMO-LUMO能隙在3.93至6.39 eV之间，进一步证明了它们的电子稳定性和潜在的生物活性。植物化学物质Daidzin、Maackiain、Rutecarpin和Cyclopamine表现出较强的PDE-5结合亲和力，这一结果得到了稳定的MD模拟和有利的MM/PBSA能量的支持。它们的电子稳定性及药物样特性表明它们具有作为天然PDE-5酶抑制剂治疗ED的潜力。所有化合物与西地那非相比，表现出了相当的结果。

在勃起功能障碍（ED）中，PDE-5酶通过催化cGMP的水解发挥作用。这是一种发病机制复杂的泌尿系统疾病。为了寻找能够抑制PDE-5酶的植物化学物质，并将其与合成药物西地那非进行比较，研究人员将Lipinski的药物相似性筛选标准应用于从PubChem数据库中检索到的植物化学物质。这些化合物首先使用AutoDock Vina软件进行对接，随后进行重新对接（redocking），接着进行ADME/T（吸收、分布、代谢和排泄）及毒性评估。同时进行了100纳秒的分子动力学（MD）模拟和轨迹分析。通过密度泛函理论（DFT）评估了这些化合物的电子性质，并使用分子力学/泊松-布朗斯斯坦（MM/PBSA）方法计算了结合自由能。最后，将实验结果与参考药物西地那非进行了对比。共筛选出1152种植物化学物质，其中515种通过了药物相似性筛选。根据对接得分（最高为-9.8 kcal/mol），前100种化合物被列入候选名单；重新对接研究表明它们的RMSD值在1.046 ?范围内。在表现出良好ADMET特性的化合物中，有4种被选中进行MD模拟。RMSD值处于0.16–0.79 nm范围内的化合物表明其结合较为稳定。MM/PBSA分析显示这些化合物具有较高的结合能（-17.01至-21.42 kcal/mol）。此外，DFT研究显示它们的HOMO-LUMO能隙在3.93至6.39 eV之间，进一步证明了它们的电子稳定性和潜在的生物活性。植物化学物质Daidzin、Maackiain、Rutecarpin和Cyclopamine表现出较强的PDE-5结合亲和力，这一结果得到了稳定的MD模拟和有利的MM/PBSA能量的支持。它们的电子稳定性及药物样特性表明它们具有作为天然PDE-5酶抑制剂治疗ED的潜力。所有化合物与西地那非相比，表现出了相当的结果。