阿司匹林与CDC25B/PTP1B酶的分子对接研究

刘雪洁，于晓沣

（天津天狮学院 医学院，天津 301700）

阿司匹林（Aspirin，ASP）是第一个合成药物，主要作为一种非甾体抗炎药而被广泛使用，具有抗癌[1-2]、抗糖尿病[3-4]、抗炎[5]、抗帕金森综合征[6-8]、治疗心脑血管疾病[9-11]和川崎病[12-13]等多种生物活性。其中，抗肿瘤活性和抗糖尿病活性已成为现阶段的热点研究。

蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B（Protein Tyrosine Phosphatase 1B，PTP1B）是一种非常典型的非活性受体。PTP1B在多种胰岛素神经信号调节通路中一直扮演着重要的正向负离子调节作用，是目前预防和有效治疗慢性Ⅱ型糖尿病及慢性肥胖症的新应用靶点[14]。CDC25B蛋白位点酪氨酸酯酶（Cell Division Cycle 25B）是一种高度保守的双蛋白位点磷酸酯酶，由于其对人体细胞周期的调节作用和在人体各肿瘤疾病中的异常表现，被广泛地作为恶性肿瘤诊断和治疗的靶点[15]。

本文利用分子对接方法研究阿司匹林与CDC25B和PTP1B中可能的结合位点与结合能力，从而印证阿司匹林在抗糖尿病、抗癌方面的潜力。

1 数据准备

利用DockingServer（https://www.dockingserver.com/web/）对阿司匹林和CDC25B/PTP1B酶进行前期处理和结构优化，再进行分子对接。相关分子信息来自 PDB（https://www.rcsb.org/），CDC25B，PDB ID：1QB0；PTP1B，PDB ID：1NNY。

2 理论计算

2.1 阿司匹林与PTP1B的分子对接

阿司匹林和PTP1B酶的对接结果3D图见图1，由图可知，阿司匹林与PTP1B酶相互作用良好，阿司匹林进入PTP1B酶的活性中心部位；由对接数据能量结果可知，阿司匹林与PTP1B酶结合能为-17.79 kJ/mol；阿司匹林和PTP1B酶相互作用见表1，阿司匹林与PTP1B酶相互作用有1个氢键，键长为3.44 nm，疏水相互作用1个，其他相互作用4个。

图1 阿司匹林和PTP1B酶对接结果3D图

表1 阿司匹林和PTP1B酶相互作用结果表

综上实验结果，阿司匹林与PTP1B酶相互作用良好，结合稳固，阿司匹林进入到了PTP1B酶的活性中心位点处，其中在结合中起主要作用的部位为阿司匹林羧基C=O与PTP1B酶中的丝氨酸相互作用产生的氢键。

2.2 阿司匹林与CDC25B的分子对接

阿司匹林和CDC25B酶对接结果3D图见图2，由图2可知，阿司匹林与CDC25B酶相互作用良好，阿司匹林进入了CDC25B酶中的活性部位；由对接数据能量结果可知，阿司匹林与CDC25B酶结合能为-17.20 kJ/mol；阿司匹林和CDC25B酶相互作用结果见表2，可知阿司匹林与CDC25B酶相互作用有一个氢键，键长为3.32 nm，极性相互作用3个，疏水相互作用4个，其他相互作用9个。

图2 阿司匹林和CDC25B酶对接结果3D图

表2 阿司匹林和CDC25B酶相互作用结果表

综上，阿司匹林与CDC25B酶相互作用良好，结合稳固，其中在结合中起主要作用的部位为阿司匹林乙酰基C=O与CDC25B酶中的酪氨酸相互作用产生的氢键。

2.3 阿司匹林的分子静电势计算

利用Multiwfn软件，在HF/3-21G基组上计算了阿司匹林的分子静电势（Molecular Electrostatic Potential，MEP），见图3和表3。由MEP计算结果可知，化合物的静电势最大负值区域集中在羧基C＝O旁的氧原子附近和乙酰基的C=O氧附近(负6区和负1区)，其值分别约为-1.95 eV和-1.73 eV，表明该区域优先与氢原子形成氢键，与分子对接结果一致。

图3 阿司匹林的MEP计算结果图

表3 阿司匹林的MEP负电荷计算结果表

3 结论

本研究报道了小分子阿司匹林和抗糖尿病、抗癌靶点PTP1B/CDC25B的分子对接情况，结果显示，阿司匹林羧基C=O与PTP1B酶的SER80形成氢键，占据了活性中心，说明阿司匹林有潜在的抗糖尿病活性；阿司匹林乙酰基C=O与CDC25B酶的TYR428形成氢键，占据了活性中心，说明阿司匹林有潜在的抗癌活性；根据阿司匹林的MEP计算结果可知，化合物的静电势最大负值区域集中在羧基C=O的氧附近和乙酰基C=O的氧附近，与分子对接结果一致，进一步印证了阿司匹林的抗糖尿病/抗癌活性，为今后阿司匹林开发成为新的抗糖尿病、抗癌药物提供了理论依据和数据支撑。