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你所不知道的TCMSP数据库(网络药理学):查询药物成分、揭示天然抗癌药物的分子机制、药物-靶点-疾病…… ​

生信数据库 管理员 4183℃ 0评论

TCMSP 是独特的中草药系统药理平台,在这里我们可以得到药物,靶标和疾病之间的关系。数据库提供的信息包括活性成分的鉴定、化学品、和药物目标网络,以及相关的药物靶标疾病的网络,以及用于天然化合物的药物动力学性质涉及口服生物利用度,药物相似性,口服生物利用度(OB),血脑屏障(BBB),肠上皮渗透性(Caco-2),ALogP,负表面积(FASA-)和H键数的药物药代动力学信息供体/受体(Hdon / Hacc)等。这大大突破了原来搜索的候选药物的各类中国传统草药的功能。在数据体量上看,该数据库包含了中国药典2010版中499味草药以及每位草药的化合物成分(共计29000余个)。

TCMSP

https://tcmspw.com/tcmsp.php

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TCMSP数据库有4个功能区,以下进行简单介绍:

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一、TCMSP

进入首页,点击打开检索栏边的下拉标志,可以看到其中包括有化合物herb name、化合物CAS编号、化合物名称、靶向蛋白名称、疾病名称可作为检索为关键词。

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接下来,提供一个例子来,甘草,来说明如何使用TCMSP,

在搜索框输入中文“甘草”或者拼音Gancao)licorice  ,点击search展示结果如下:

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点击甘草的拉丁文licorice ,结果显示分为三部分,如下:

Part1:成分信息

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成分信息部分列出了甘草中涉及的所有成分(分子名称中有详细说明)以及其他参数。

其中具体的成分界面由以下信息组成:

1)mol ID 药物在TCMSP中定义的ID信息,如 MOL011038;

2)molecule name,分子名称,如(+)-Catechin-5-O-glucoside;

3)MW,molecule weight,相对分子量;4)AlogP,脂水分配系数的对数值;

5)氢键供体donor;

6)氢键受体acceptor;

7)OB%,oral bioavailability 口服生物利用度;

8)Caco-2渗透率,及肠上皮通透性;

9)BBB,血脑屏障;

10)DL,drug-likeness;

11)FASA-,Fractional water accessible surface area of all atoms with negative partial charge,一般作为类药性评价的标准之一;

12)TPSA,描述的是化合物极性;

13)RBN,化合物中可旋转键的个数;14)HL,药物半衰期;

点击化合物性质旁边的漏斗标志可以进行筛选。所有化合物均具有3D结构,可以直接下载,分子页面中有名称,结构,性质,各个数据库编号,别名,相关联的疾病、靶点和相关中药,如下:

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在Molecule Name列点击成分名称,可以跳转至成分的详细网页,点击成分图形可以保存为mol2格式文件(后续处理),点击下方PubChew Cld行可以跳转至PubChew关于该成分更为权威和详细的介绍网页,可以在此保存2D/3D格式,包括不限于mol2,sdf等。

Part 2 相关靶点

对应的靶点信息如下:这里是获得与甘草中成分相关的整个化合物-靶点相互作用(在OB≥20%或DL≥0.1的标准下)。如果将分子名称设为“等于” mairin =,然后将出现四个相关的靶蛋白及其靶标名称,DrugBank ID和经过验证的状态信息。

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可以通过XGMML格式下载根据化合物的OB大于20%或DL大于0.1的标准构建的综合互作“网络” 。该XGMML格式的网络文件可以导入Cytoscape软件,使用NetworkAnalyzer插件进行分析,红色代表化合物,蓝色代表靶点信息。

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靶点具体网络参数:分别是靶点网络,靶点信息,以及网络参数(节点度)。

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针对TCMSP的化合物相互作用可以揭示草药目标部位的策略,也为我们提供了深入研究和了解更多中药作用机制的机会,

Part 3 疾病分析

疾病分析 包括疾病信息,目标疾病网络和甘草的网络参数在内的集成的目标疾病相互作用。

在这了可以获得特定目标的疾病。例如,如上所示,将目标名称设置为“等于”  雌激素受体(以麦林蛋白为靶标),将呈现与雌激素受体相关的8种疾病。

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同样,也可以使用NetworkAnalyzer插件在Cytoscape中下载目标疾病网络并进行进一步分析。TCMSP中提供的总体目标疾病关系及其相应的可编辑网络将帮助揭示中医的治疗效率。

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网络图所对应的参数:

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二、CancerHSP

CancerHSP包含2439种抗癌草药和3575种抗癌成分。对于每种成分,提供了分子结构和九个关键的ADME参数。还有基于492种不同癌细胞系的这些化合物的抗癌活性。化合物的832个靶蛋白通过现有技术方法预测或从文献中收集。

搜索分类如下,这里以艾叶作为搜索目标进行搜索:

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浏览器将显示草药名页面:

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点击分子名,会出现分子结构,药理和分子特性,抗癌活性,靶标,相关草药,参考文献等井井有条并显示。在此页面我们可以收集ADME特性,基于癌细胞系,靶标的抗癌活性等。

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相关靶点:

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总的来说,cancerHSP有利于揭示天然抗癌药物的分子机制和抗癌药物的开发,特别是有助于今后对药物定位和药物发现的研究。

三、CVDSP

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CVDSP提供有关心血管药理学信息的数据库。该数据库包含所有已知的254种心血管药物,206种心血管治疗靶标,268种心血管疾病基因和98种心血管疾病。而且,可以相互作用地探索药物-靶标相互作用,基因-疾病关联,药物-指示关联和靶标-基因关系以及它们的派生网络,例如药物-药物和基因-基因网络。

四、PreDC

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PreDC,是Predict Drug Combination的简称。这是预测和实验确定的药物组合的数据库。PreDC收集了涵盖951种药物的1,571种已知药物组合,这些组合来自三个地区:药物组合数据库(DCDB),治疗目标数据库(TTD)和文献。该数据库还包含8,686个根据我们的分析被认为具有高度自信的预测。预测的药物组合具有两个P值:P值1表示成为有效组合的概率,P值2表示对该组合产生不利影响的概率。

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不过目前还在维护中,不能使用PreDC了。TCMSP也是供用大家全面研究中药(TCM)的学习平台和分析平台,希望大家好好利用~

PS:网站提供的药物筛选标准:

  1. 药物OB 大于等于30%,DL 大于等于0.18;
  2. BBB<-0.3,表示不穿透BBB;从-0.3~+0.3表示,表示中度渗透;大于0.3表示有强的渗透性。
  3. 药物半衰期小于等于四小时:易消除组;4~8小时,中度消除速度组;大于等于8小时,慢速消除组。
  4. TPSA<60, 值小于60表示有良好的膜通透性;
  5. RBN<10, 值在10或以下表示具有较好的口服生物利用度。

References:

Jinlong Ru; Peng Li; Jinan Wang; Wei Zhou; Bohui Li; Chao Huang; Pidong Li; Zihu Guo; Weiyang Tao; Yinfeng Yang; Xue Xu; Yan Li; Yonghua Wang; Ling Yang. TCMSP: a database of systems pharmacology for drug discovery from herbal medicines. J Cheminformatics. 2014 Apr 16;6(1):13.

往期回顾:
最强攻略1:史上最全单细胞数据库汇总解读
最强攻略2:史上最全非编码RNA数据库汇总解读
最强攻略3:史上最全外泌体数据库汇总解读
最强攻略4:史上最全甲基化表观调控数据库汇总解读
最强攻略5:史上最全转录调控数据库汇总解读

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