异戊烯基焦磷酸异构酶(IPP)催化异戊烯焦磷酸与二甲基丙烯基焦磷酸(DMAPP)的可逆异构化反应,对下游萜类产物的合成发挥重要作用.该研究利用生物信息学方法,从稻(Oryza sativa)与拟南芥(Arabidopsis thaliana)等单、双子叶植物基因组中鉴定获得31条IPP基因.系统进化树将IPP分为3簇,其中单子叶植物单独形成一簇,同簇的IPP成员具有相似的结构域,可能执行相似的生物学功能;以稻与拟南芥IPP基因为代表,顺式调控元件分析显示它们含有干旱等响应元件;定量PCR结果显示,稻与拟南芥IPP转录水平的表达模式较为多样化.研究结果为系统认识IPP基因的生物学作用及可能的应用研究提供了理论依据.

黄草乌为云南的道地药材,其富含滇乌碱等二萜生物碱,二萜生物碱是其主要活性成分.法呢基焦磷酸合酶(FPS)是萜类生物合成途径中的一个关键酶,在二萜生物碱生物合成中发挥重要作用,其功能研究有助于揭示二萜生物碱合成的分子机制.该研究基于黄草乌转录组数据,筛选到 1 条FPS基因(AvFPS),克隆其全长序列并进行了生物信息学分析、功能验证以及基因表达分析.AvFPS开放阅读框(ORF)为 1 056 bp,编码 351 个氨基酸,相对分子质量约为 41 kDa,其具有异戊烯基转移酶的 2 个典型保守功能域"DDIMD"和"DDYXD".在大肠杆菌中表达AvFPS重组蛋白,用纯化重组蛋白进行体外酶促反应,结果表明,AvFPS能够催化法呢基焦磷酸(farnesyl pyrophosphate,FPP)的合成.qRT-PCR分析结果表明,AvFPS基因在黄草乌根、茎、叶和花中均有表达,在根中表达量最高;经MeJA诱导后,AvFPS的表达量明显上调.该研究明确了AvFPS的催化功能,揭示了AvFPS在不同组织以及经MeJA诱导不同时间段的表达模式,为更深入了解FPS基因在二萜类成分生物合成途径中的功能提供了参考.

目的 基于古今医案云平台及网络药理学方法,探讨刘启泉教授治疗慢性萎缩性胃炎(Chronic atrophic gastritis,CAG)的组方规律及核心药物作用机制,为CAG的治疗提供客观依据.方法 收集刘启泉教授治疗CAG门诊处方,通过古今医案云平台挖掘相关用药规律,对核心药物组合活性成分及CAG潜在靶点进行网络药理学机制分析.结果 共纳入635份医案,涉及176味中药,有42味中药使用频次超过110次,主要为清热药、理气药、补虚药及活血化瘀药;结合高频药物、关联规则及聚类分析得到治疗CAG的核心药物组合为:蒲公英、延胡索、当归、茯苓、郁金、石菖蒲、白芍、莪术、香附.网络药理学分析表明核心药物组合中8-异戊烯基山奈酚、山柰酚、β-谷甾醇等活性成分作用于蛋白激酶B1(Proteinkinase B1,AKT1)、肿瘤抑制因子p53(Tumorsuppressorp53,Tp53)、白介素-6(Interleukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor,TNF)等核心靶点;核心药物组合治疗CAG的潜在靶点主要富集在66个细胞组成、99种分子功能和683个生物过程中;生物学通路主要为癌症通路、白介素-17(Interleukin-17,IL-17)信号通路、TNF信号通路、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(Phosphoinosi-tide 3-kinase/proteinkinase B,PI3K/Akt)信号通路、p53信号通路等.结论 通过数据挖掘方法较好体现了刘启泉教授治疗CAG的用药规律,即以"肝郁热毒血瘀"为核心病机,以调肝为先,解毒、活血、补虚并用;并初步揭示了刘启泉教授治疗CAG用药的多靶点作用机制,为临床应用提供参考.

目的:基于生物信息学和分子对接技术,探讨苦参治疗溃疡性结肠炎(UC)的药理作用机制.方法:通过中药系统药理学数据库与分析平台及相关文献获取苦参的成分靶点信息,应用GEO数据库中的数据集(GSE206285)获取UC差异表达基因,通过免疫相关基因(IRGs)数据库收集IRGs,再利用STRING平台进行蛋白质-蛋白质相互作用分析,筛选苦参通过调节IRGs的表达治疗UC的核心靶点.通过Metascape平台对相关基因进行富集分析,最后将苦参中主要活性成分与核心靶点进行分子对接验证.结果:苦参通过调节免疫相关蛋白治疗UC的潜在活性成分为槲皮素、木犀草素、刺芒柄花素、8-异戊烯基-山柰酚、菜豆素、怀特酮、大豆抗毒素、高丽槐素、苦参素和苦参碱;核心靶点为基质金属蛋白酶(MMP)9、白细胞介素(IL)1β、CXC趋化因子配体 8(CXCL8)、过氧化物酶体增生激活受体γ(PPARG)、前列腺素内过氧化物合成酶 2(PTGS2)和IL-6;参与的信号通路为癌症相关通路、脂质与动脉粥样硬化通路、AGE-RAGE信号通路、IL-17 信号通路以及肿瘤坏死因子信号通路等;MMP9 与怀特酮的结合能为-42.7 kJ/mol;PPARG与菜豆素的结合能为-41.9 kJ/mol;MMP9 与木犀草素、PTGS2 与木犀草素、PTGS2 与菜豆素、PTGS2 与大豆抗毒素的结合能均为-40.6 kJ/mol.结论:本研究探讨了苦参通过调节IRGs治疗UC的潜在机制,为苦参临床应用的拓展及UC新的治疗策略提供理论基础.

脱水淫羊藿素(anhydroicaritin,AHI)是一种从小檗科多年生植物淫羊藿中提取分离的天然异戊烯基取代的黄酮类化合物,是淫羊藿苷类的一种.AHI具有较强的药理活性,如抗肿瘤、骨保护、抗病毒、抗炎、调血脂等,可以通过淫羊藿苷降解法(蜗牛酶解法、酸解-酶解法、酶解-酸解法及混酸法)及化学合成法制备得到.对近年来AHI的制备方法及药理活性研究进行回顾与整理,为AHI的进一步研究提供参考.

[目的]基于超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF/MS)技术、网络药理学和分子对接技术探讨山豆根抗肝癌的药效物质基础和作用机制.[方法]采用UPLC-Q-TOF/MS技术鉴定对山豆根化学成分;运用PharmMapper、Swiss target prediction数据库预测山豆根成分靶点;通过GeneCards、DrugBank数据库收集肝癌相关靶点;运用Venny 2.1.0 构建韦恩图,取化学成分和肝癌的交集靶点,并运用Cytoscape 3.7.2 构建"化合物-靶点"网络,筛选山豆根抗肝癌的潜在成分;通过STRING数据库进行蛋白互相作用(PPI)网络分析,得到核心靶点;采用DAVID数据库对山豆根抗肝癌的核心靶点进行基因本体分析(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)富集通路分析,构建"化合物-靶点-通路"网络;山豆根抗肝癌的潜在活性成分与核心靶点蛋白的结合活性采用分子对接技术进行验证;通过细胞活性实验验证三叶豆紫檀苷、氧化苦参碱、苦参碱的抗肝癌作用.[结果]UPLC-Q-TOF/MS鉴定出山豆根中23 个化学成分;获得山豆根成分和疾病的交集靶点 33 个.PPI分析、GO功能富集和KEGG通路富集分析发现,山豆根可能通过苦参碱、氧化苦参碱、6,8-二异戊烯基山柰酚、丁香脂素、Shandougenine A等活性成分作用于细胞周期素D1(CCND1)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 1(AKT1)、酪氨酸激酶受体 2(ERBB2)、表皮生长因子受体(EGFR)、雌激素受体 1(ESR1)等核心靶点,通过调节低氧诱导因子-1(HIF-1)信号通路、高级糖基化终末产物-受体(AGE-RAGE)信号通路、磷脂酰肌醇 3 激酶蛋白激酶B(PI3K/AKT)信号通路、酪氨酸激酶受体(ErbB)信号通路等多条通路发挥抗肝癌作用.分子对接验证得到山豆根潜在活性成分与核心靶点有较好结合力.细胞活性实验表明三叶豆紫檀苷、氧化苦参碱、苦参碱均有不同程度的抗肝癌作用.[结论]该研究初步表明山豆根通过多成分、多靶点、多途径发挥治疗肝癌的作用,为阐明山豆根抗肝癌的药效物质基础及作用机制研究提供了参考依据.

目的 研究小槐花Desmodium caudatum抑制肿瘤细胞增殖和转移的作用,并探讨其对Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)和腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路的调控作用.方法 采用不同条件制备8种小槐花提取物,MTT法检测小槐花提取物1～8对HCT-116、SW480细胞增殖的影响;结晶紫染色检测小槐花提取物2、3对结肠癌HCT-116、SW480细胞集落形成的影响;划痕实验检测小槐花提取物2、3对HCT-116、SW480细胞迁移的影响;从活性较高的提取物2中提取分离出5个黄酮类化合物(1～5),MTT法检测化合物1～5对HCT-116、SW480、HepG2、RAW264.7、LX-2细胞增殖的影响;结晶紫染色检测化合物1(8-异戊烯基槲皮素,0.5、1.0、2.0、5.0、10.0μmo1·L-1)对HCT-116和SW480细胞集落形成的影响,划痕实验检测8-异戊烯基槲皮素对HCT-116和SW480细胞转移的影响.Western blotting实验检测8-异戊烯基槲皮素对HCT-116和SW480细胞中AMPK和Wnt/β-catenin信号通路相关蛋白表达的影响;荧光素酶报告基因检测实验观察8-异戊烯基槲皮素对β-catenin与T细胞因子(TCF)结合能力的影响.结果 与对照组比较,小槐花根茎提取物2和3以及8-异戊烯基槲皮素能显著抑制结肠癌细胞的增殖和迁移(P＜0.05、0.01、0.001).与对照组比较,8-异戊烯基槲皮素能够显著上调p-AMPK蛋白的表达(P＜0.05、0.001),显著下调AMPK、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、肉毒碱棕榈酰基转移酶1A(CPT-1A)和脂肪酸合成酶(FAS)蛋白的表达(P＜0.05、0.01、0.001),表明其能够促进癌细胞AMPK信号通路的激活.与对照组比较,8-异戊烯基槲皮素显著下调β-catenin以及其下游糖原合酶激酶3β(GSK-3β)、核内原癌基因(c-Myc)和G1/S-特异性周期蛋白-D1(CyclinD1)的蛋白表达(P＜0.05、0.01、0.001),同时显著降低TCF报告基因结合位点(野生型)和荧光素酶开放阅读框TOPflash(pGL3-OT)活性(P＜0.05、0.01),但不影响FOPflash(含突变位点)活性,表明其抑制β-catenin的表达和β-catenin/TCF复合物的结合.结论 小槐花黄酮8-异戊烯基槲皮素通过调控Wnt/β-catenin和AMPK信号通路抑制结肠癌细胞增殖和转移.

对异戊烯基转移酶NovQ在毕赤酵母Gpn12异源表达过程中诱导剂甲醇添加量进行了探究,并以毕赤酵母Gpn12全细胞为酶源,以甲萘醌、异戊烯醇为前体,催化合成维生素K2 (MK-3).每24 h添加2％甲醇时,NovQ表达量提高约36％.考察摇瓶中初始pH、温度、甲醇添加量、前体(甲萘醌、异戊烯醇)添加量、催化时间、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)添加量等7个因素对Gpn12全细胞催化合成MK-3的影响,发现催化温度、甲萘醌添加量、催化时间影响显著,对3个显著因素进行响应面优化得出催化条件为:催化温度31.56℃,甲萘醌添加量295.54 mg/L,催化时间15.87 h,优化后的摇瓶MK-3产量达到98.47 mg/L,与响应面预测结果一致,较优化前对照组提高了35％.在30 L发酵罐进行生物催化实验,催化时间24 h,细胞催化剂浓度220 g(干重)/L,MK-3产量达到189.67mg/L.该方法为Gpn12规模化生产MK-3奠定了一定的基础.

目的:为新的固醇调节元件结合蛋白(SREBPs)抑制剂及相关调脂药的研发提供参考.方法:以"SREBPs""Inhibitor""Compound""Natural products"等为关键词,组合查询2012-2017年在PubMed、Web of Science数据库中的相关文献,综述SREBPs天然小分子抑制剂的药理学研究进展.结果与结论:共检索到相关文献82篇,其中有效文献52篇.SREBPs是一种胆固醇敏感性的转录因子,几乎涉及了游离脂肪酸和胆固醇从头合成的全过程.SREBPs抑制剂通过抑制SREBPs的合成、剪切、转运全过程的不同环节,从而抑制其发挥转录活性,继而起到抑制脂质合成关键酶表达、降低体内脂质水平的作用.SREBPs天然小分子抑制剂主要包括酚酸类(鼠尾草酸、3-咖啡酰-4-二氢咖啡酰奎宁酸、丁香酸等)、萜类(维生素D、白桦脂酸、白桦脂醇、穿心莲内酯等)、生物碱类(小檗碱、咖啡因、槐果碱、罗希吐碱等)、黄酮类(黄腐醇、异黄腐醇、柚皮素、8-异戊烯基柚皮素、木犀草素、芒柄花素等)、皂苷类(人参皂苷Re、牛蒡子苷、连翘苷)等,通过作用于不同靶点来抑制SREBPs功能,发挥降脂作用.其中有部分天然小分子化合物调控SREBPs的作用机制已经明晰,可作为调脂药的先导化合物;但还有很大一部分化合物的作用机制尚不明确,有待进一步深入研究.

目的:为了阐明在干旱胁迫下柴胡中的柴胡皂苷合成途径关键酶的基因表达及对皂苷含量的影响.方法:设置4个水平的土壤饱和含水量70％～ 80％、60％ ～ 70％、40％ ～ 50％、20％～30％,利用盆栽控水的方法栽培柴胡.采用RT-PCR方法检测6个月和1年生柴胡苗根的皂苷合成途径关键酶基因的表达,HPLC法测定柴胡皂苷a、d的含量.结果:4个柴胡皂苷合成途径关键酶HMGR(3-羟基-3-甲基-戊二酸单酰辅酶A还原酶)、IPPI(异戊烯基焦磷酸异构酶)、FPS(法尼基焦磷酸合酶)和β-AS(β-香树素合成酶)基因在土壤饱和含水量40％ ～ 50％时表达量最高,饱和含水量20％～ 30％时降到最低,皂苷含量的变化趋势与基因表达一致.结论:柴胡皂苷合成途径关键酶基因在适度干旱时能够显著提高表达量,从而间接提高皂苷的含量.