基于分子对接技术的黄芩素与SARS-CoV-2蛋白酶的相互作用研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景:

黄芩的根已被广泛用于中药治疗与病毒感染有关的症状。黄芩提取物具有广谱抗病毒活性。黄芩素具有广谱抗病毒、抗菌、抗炎作用。黄芩素的抗病毒作用包括抗rna病毒、hiv病毒、呼吸道合胞病毒、登革热病毒、流感病毒以及抗dna病毒。黄芩素可呈剂量依赖性抑制h1n1病毒mrna中后期合成。黄芩素和利巴韦林体外抗h1n1的细胞半数毒性浓度分别为45.39、15.26 μg/ml，ec₅₀分别为8.45、4.10 μg/ml，ti分别为5.37、3.72，黄芩素比利巴韦林具有更高的抗病毒作用。采用mtt法检测黄芩苷浓度0.125 g/l治疗组的细胞存活率最高，抗流感病毒有效率达94.6%，ic₅₀为16.2 mg/l，ti为21.34。但是，黄芩素对新冠病毒的药理作用研究还没有详细资料。

近日，北京大学来鲁华及中国疾病预防控制中心谭文杰共同通讯在journal of enzyme inhibition and medicinal chemistry发表的题为“scutellaria baicalensis extract and baicalein inhibit replication of sars-cov-2 and its 3c-like protease in vitro”的研究论文，该研究发现黄芩的乙醇提取物在体外抑制sars-cov-2 3clpro活性和sars-cov-2在vero细胞中的复制，ec₅₀为0.74 μg/ ml。在黄芩的主要成分中，黄芩素强烈抑制sars-cov-2 3clpro活性，ic₅₀为0.39 μm。该研究进一步鉴定了来自其他草药的四种黄芩素类似物化合物，它们在microm浓度下可抑制sars-cov-2 3clpro活性。总而言之，黄芩提取物具有有效的抗sars-cov-2活性，而黄芩素和类似物是强效的sars-cov-2 3clpro抑制剂。

2. 研究内容和预期目标

2.1研究内容

本课题研究是：对黄芩素进行文献综述，通过计算机分子对接模拟技术，对黄芩素与sars-cov-2关键靶点蛋白的相互作用进行研究。

（1）查阅并综述黄芩素在抗病毒等领域的研究进展及作用机制，以及新型冠状病毒肺炎临床上相关药物的应用情况；

3. 研究的方法与步骤

研究方法:采用 autodock 4. 0 软件进行分子对接。

研究步骤:(1)结构预处理

应用 chemdraw 软件画出黄芩素分子结构，并用 cherm3d 进行能量优化;在蛋白质 pdb 晶体结构数据库( ht- tp: / /www. pdb. org) 中找寻蛋白受体的结构: sars-cov-2靶点蛋白受体的结构。对接模 拟前，将所有配体从蛋白受体复合物中去除，随后得到靶点蛋白，此时，加上极性氢原子及电荷。最 后，与黄芩素进行分子对接。

4. 参考文献

[1] 王雅芳,李婷,唐正海,陈修平,王一涛,陆金健.中药黄芩的化学成分及药理研究进展[j].中华中医药学刊,2015,33(01):206-211.

[2]方一杰,徐岩成,安毛毛,王芳,姜远英.黄酮类化合物的药动学和药理作用研究进展[j].药学服务与研究,2015,15(01):6-9.

[3]郑勇凤,王佳婧,傅超美,王建新.黄芩的化学成分与药理作用研究进展[j].中成药,2016,38(01):141-147.

5. 计划与进度安排

（1）2022-3-1~2022-3-21（第1-3周）在查阅文献资料的基础上，完成开题报告。

（2）2021-3-22~2021-5-30（第4-13周）完成黄芩素与sars-cov-2靶点蛋白的分子对接研究并得到结合能、氨基酸残基等对接情况。

（3）2021-5-31~2021-6-9（第14-15周）撰写毕业论文并答辩。