Simulation Analysis of Occupancy Rates of Baicalein， Quercetin and Galangin on Target Sites of Xanthine Oxidase

Hai-yang YANG; Guo-peng WANG; Wen-ning YANG; Xue-yan LI; Mu-li SEN; Xiao-quan JIANG; Jing WANG; Yang LIU

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20210485

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Simulation Analysis of Occupancy Rates of Baicalein， Quercetin and Galangin on Target Sites of Xanthine Oxidase

Pharmacy Fundamentals | 更新时间：2021-06-25

- Simulation Analysis of Occupancy Rates of Baicalein， Quercetin and Galangin on Target Sites of Xanthine Oxidase
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 27, Issue 14, Pages: 147-154(2021)
- 作者机构：
  
  1.北京中医药大学中药学院，北京 102488
  2.中财瀚熙（北京）生物科技发展有限公司，北京 101503
  3.北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室，北京 100191
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20210485
  CLC： R22;R857.3;R28;O6
- Received：10 November 2020，
  
  Published Online：12 January 2021，
  
  Published：20 July 2021
- 稿件说明：
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杨海洋,汪国鹏,杨文宁等.黄芩素、槲皮素、高良姜素对黄嘌呤氧化酶靶点占有率的模拟分析[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(14):147-154.

YANG Hai-yang,WANG Guo-peng,YANG Wen-ning,et al.Simulation Analysis of Occupancy Rates of Baicalein， Quercetin and Galangin on Target Sites of Xanthine Oxidase[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(14):147-154.
杨海洋,汪国鹏,杨文宁等.黄芩素、槲皮素、高良姜素对黄嘌呤氧化酶靶点占有率的模拟分析[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(14):147-154. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20210485.

YANG Hai-yang,WANG Guo-peng,YANG Wen-ning,et al.Simulation Analysis of Occupancy Rates of Baicalein， Quercetin and Galangin on Target Sites of Xanthine Oxidase[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(14):147-154. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20210485.

摘要

目的

模拟分析黄芩素、槲皮素、高良姜素对黄嘌呤氧化酶体内靶点占有率。

方法

通过体外酶促反应测定非布司他、黄芩素、槲皮素、高良姜素对黄嘌呤氧化酶的半数抑制浓度（IC

），利用分子对接技术对其结合自由能进行预测，同时，采用表面等离子共振技术测定其结合速率常数（k

）和解离速率常数（k

off

）。基于测定的结合动力学参数和提取的药物代谢动力学数据建立体内靶点占有率模型。

结果

非布司他、黄芩素、槲皮素、高良姜素对黄嘌呤氧化酶的IC

分别为0.002 7，1.63，0.38，1.59 µmol·L

-1

，非布司他的IC

与文献报道一致。预测的非布司他体内靶点占有率曲线与其临床药效持续时间相吻合。当大鼠按100 mg·kg

-1

单次灌胃给予槲皮素长循环脂质体时，体内靶点占有率

70%的持续时间约3.9 h；当大鼠按200 mg·kg

-1

单次口服给予黄芩素和高良姜素时，体内靶点占有率

50%的持续时间分别约为10，1.7 h。

结论

利用药靶结合动力学和体内药代动力学曲线建立的黄嘌呤氧化酶靶点占有率预测模型能有效地评估化合物对靶点的体内抑制活性。

Abstract

Objective

To simulate the occupancy rates of baicalein， quercetin and galangin on the target sites of xanthine oxidase

in vivo

Method

In this experiment， the half inhibitory concentration （IC

） of febuxostat， baicalein， quercetin and galangin against xanthine oxidase were determined by

in vitro

enzymatic reaction. Binding free energy was predicted by molecular docking technology and their association rate constant （k

） and dissociation rate constant （k

off

） were determined by surface plasmon resonance technology. Based on measured binding kinetic parameters （k

and k

off

） and extracted pharmacokinetic data， the target occupancy model

in vivo

was established.

Result

The IC

values of febuxostat， baicalein， quercetin and galangin were 0.002 7， 1.63， 0.38， 1.59 µmol·L

-1

， respectively. The IC

of febuxostat was very close to that reported in the literature. The predicted curve of target occupancy rate

in vivo

of febuxostat was consistent with its duration of clinical efficacy. When single intragastric administration of long-circulating liposomes of quercetin with dose of 100 mg·kg

-1

in rats， the time of target occupancy rate

70%

in vivo

lasted for about 3.9 h. When rats were orally administered baicalein and galangin with dose of 200 mg·kg

-1

， the time of target occupancy rate

50%

in vivo

lasted for about 10 h and 1.7 h， respectively.

Conclusion

The prediction model of xanthine oxidase target occupancy constructed by drug target binding kinetics and

in vivo

pharmacokinetic curves can effectively evaluate the

in vivo

inhibitory activity of compounds against the target.

关键词

Keywords

references

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