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药用植物中木脂素生物合成DIR基因研究进展

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中国中药杂志 2022年第11期47卷 2890-2898页

作者：陈煜刘久石穆新路董雨青魏雪苹李斌齐耀东刘海涛张本刚肖培根中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室北京100193

药用活性成分多来源于药用植物的次生代谢产物,是药用植物发挥药效的物质基础。木脂素是一类分布广泛,存在高效生物活性的植物次生代谢产物,在临床实践中,发现木脂素类化合物具有抗病毒、抗肿瘤、抗菌和抗氧化等活性。木脂素的化学结构... 详细信息

药用活性成分多来源于药用植物的次生代谢产物,是药用植物发挥药效的物质基础。木脂素是一类分布广泛,存在高效生物活性的植物次生代谢产物,在临床实践中,发现木脂素类化合物具有抗病毒、抗肿瘤、抗菌和抗氧化等活性。木脂素的化学结构多样,一般含有多个手性中心,且多具有旋光性,其生物合成要依赖植物体内的氧化偶合反应,该反应常常存在位置选择和立体选择,使合成的木脂素难以形成外消旋体,而主要以一种立体构型存在。Dirigent(DIR)是一类指导木脂素生物合成的蛋白,这种蛋白在指导木脂素合成的位置选择和立体选择上发挥着重要作用。关于木脂素类化合物生物合成的植物体外研究显示,缺少DIR蛋白参与时得到外消旋的终产物;DIR蛋白参与反应时,则可得到以一种立体构型存在的产物,表明DIR蛋白在植物次生代谢产物生物合成过程中起不对称诱导作用。该研究系统综述了DIR蛋白的生物学意义,DIR基因的克隆情况、基因结构、催化机制以及在菘蓝、杜仲、连翘、丹参、三七和五味子等药用植物中的研究进展,为DIR基因的后续研究工作提供参考。

关键词： DIR 木脂素立体构型氧化偶合生物合成

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基于谱效关系的藁本类药材抗炎活性成分研究

中国中药杂志 2022年第12期47卷 3295-3302页

作者：刘久石张小艺李斌魏雪苹齐耀东刘海涛张本刚中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室北京100193

研究藁本类药材UPLC指纹图谱与体内抗炎活性的相关性,探究藁本类药材抗炎活性的有效成分群。建立18批藁本类药材的UPLC指纹图谱,测定其中8种化学成分的含量,采用角叉菜胶致小鼠足趾肿胀抗炎模型,测定足肿胀率、IL-1β、IL-6和PGE2,运用... 详细信息

研究藁本类药材UPLC指纹图谱与体内抗炎活性的相关性,探究藁本类药材抗炎活性的有效成分群。建立18批藁本类药材的UPLC指纹图谱,测定其中8种化学成分的含量,采用角叉菜胶致小鼠足趾肿胀抗炎模型,测定足肿胀率、IL-1β、IL-6和PGE2,运用典型相关分析法进行谱效关系研究。化学成分聚类分析结果显示藁本和辽藁本的化学成分较为接近。藁本、辽藁本及新疆藁本甲醇提取物均可以显著降低足趾肿胀率,显著下调小鼠肿胀组织中IL-1β、IL-6和PGE2的表达,但新疆藁本的炎症抑制效果弱于藁本和辽藁本。研究结果表明化学成分与药效指标间存在显著的相关关系,UPLC方法中化合物1、3(绿原酸)、4(隐绿原酸)、5、6(阿魏酸)、7(异绿原酸B)、9、11、13、15、16、17、18(阿魏酸松柏酯)、19、20(正丁基苯酞)、21、22、23均与抗炎活性显著相关,其中化合物5、11、13、15、17、21、23与抗炎活性呈负相关。该研究筛选出藁本类药材中抗炎活性的有效成分群,对药材藁本的质量评价体系的完善具有重要意义。

关键词：藁本类药材指纹图谱抗炎活性谱效关系

五味子化学成分和缓解非酒精性脂肪肝病研究进展

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中国中药杂志 2023年第4期48卷 861-878页

作者：穆新路李斌邹雨岑刘久石张本刚肖培根刘海涛中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所、中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室北京100193

五味子是一种传统中草药,主要化学成分有木脂素、三萜、多糖和挥发油类等。临床上常用于治疗心脑血管、肝脏、胃肠道和呼吸系统等疾病。现代药理学研究表明五味子提取物及单体类成分具有降低肝脏脂肪、缓解胰岛素抵抗和抗氧化应激等药... 详细信息

五味子是一种传统中草药,主要化学成分有木脂素、三萜、多糖和挥发油类等。临床上常用于治疗心脑血管、肝脏、胃肠道和呼吸系统等疾病。现代药理学研究表明五味子提取物及单体类成分具有降低肝脏脂肪、缓解胰岛素抵抗和抗氧化应激等药理活性,在缓解非酒精性脂肪肝病方面具有良好的应用前景。因此,该文对近年来五味子化学成分及其缓解非酒精性脂肪肝病的研究进展进行综述,以期为五味子治疗非酒精性脂肪肝病的研究提供参考。

关键词：五味子化学成分非酒精性脂肪肝病

茯苓基因组中MYB转录因子基因家族鉴定及表达分析

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中草药 2023年第1期54卷 245-253页

作者：陈泓宇董树廷郭妙弦罗红梅中国医学科学院北京协和医学院、药用植物研究所中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室北京100193

目的从全基因组水平挖掘茯苓Poria cocos MYB转录因子基因家族成员,并分析其在菌丝、菌核等部位及茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)诱导后菌丝中的表达模式,以期发现与茯苓发育及次生代谢物生物合成调控相关的MYB转录因子。方法基... 详细信息

目的从全基因组水平挖掘茯苓Poria cocos MYB转录因子基因家族成员,并分析其在菌丝、菌核等部位及茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)诱导后菌丝中的表达模式,以期发现与茯苓发育及次生代谢物生物合成调控相关的MYB转录因子。方法基于茯苓基因组数据,通过序列比对及保守结构域分析挖掘MYB转录因子基因,利用ExPASy在线工具预测分析MYB蛋白质理化性质,利用MEGA7.0软件构建茯苓MYB蛋白进化树,利用MEME在线工具分析保守基序,利用Plant CARE进行启动子区顺式作用元件分析,通过MeJA诱导菌丝并采用qRT-PCR方法检测基因相对表达量。结果在茯苓基因组中共鉴定到10个含有特征性保守结构域的MYB转录因子,其中4个属于1R类型,4个属于2R类型,2个属于4R类型。进化树及保守基序显示,相同进化枝的MYB蛋白所含基序类型相似。启动子区预测分析发现了多类激素及逆境响应顺式作用元件。基因表达谱分析显示有2个基因(PcMYB7和PcMYB8)在菌丝中的表达量高于菌核中的表达量,而PcMYB9则是在菌核中表达量相对较高。MeJA诱导后,有3个基因(PcMYB5、PcMYB6和PcMYB7)在诱导3 h时表达量明显上调。结论从茯苓全基因组中系统鉴定MYB转录因子基因家族,为进一步研究MYB基因在调控茯苓发育及次生代谢物合成方面的生物学功能奠定基础。

关键词：茯苓 MYB转录因子全基因组鉴定生物信息学分析基因表达分析

华中五味子果实化学成分的分离鉴定及其抗糖尿病活性研究

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中草药 2023年第8期54卷 2379-2387页

作者：李斌萧琪张嘉诺刘久石张本刚刘海涛中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室北京100193

目的研究华中五味子Schisandra sphenanthera果实的化学成分及其抗糖尿病活性。方法运用硅胶、Sephadex LH-20、半制备HPLC等手段对其醇提物进行分离纯化,利用^(1)H-NMR、^(13)C-NMR、MS等波谱技术鉴定所得化合物结构。采用高脂饮食诱... 详细信息

目的研究华中五味子Schisandra sphenanthera果实的化学成分及其抗糖尿病活性。方法运用硅胶、Sephadex LH-20、半制备HPLC等手段对其醇提物进行分离纯化,利用^(1)H-NMR、^(13)C-NMR、MS等波谱技术鉴定所得化合物结构。采用高脂饮食诱导的糖尿病小鼠模型,通过ip葡萄糖耐量实验、ip胰岛素耐量实验及血清中总胆固醇(total cholesterol,TC)、三酰甘油(triglyceride,TG)、胰岛素(insulin,INS)水平检测,对化合物2进行抗糖尿病活性研究。结果从华中五味子果实中分离得到19个化合物,分别鉴定为戈米辛J(1)、kadsurarin(2)、前戈米辛(3)、戈米辛O(4)、arisanschinin G(5)、sieverlignan E(6)、五味子酯甲(7)、异型南五味子庚素(8)、kadoblongifolin C(9)、五味子酯丁(10)、五味子酚(11)、schizanrin F(12)、7(18)-dehydroschisandro A(13)、戈米辛M1(14)、安五脂素(15)、桉脂素(16)、kadsufolin A(17)、7-乙氧基迷迭香酚(18)、3,3’-bisdemethylpinoresinol(19)。其中,化合物2可有效改善糖尿病小鼠糖耐量和胰岛素抵抗,降低血清中TC、TG、INS水平。结论化合物6、8~9、16~19为首次从五味子属植物中分离得到,化合物2、5、12~13为首次从该植物中发现。化合物2具有较好的抗糖尿病活性。

关键词：华中五味子木脂素二萜抗糖尿病 kadsurarin 异型南五味子庚素桉脂素 7-乙氧基迷迭香酚

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葫芦烷型降三萜类化合物的研究进展

中草药 2022年第5期53卷 1558-1569页

作者：霍晓爽王钧篪斯建勇中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室北京100193

葫芦烷型降三萜类化合物是一类结构新颖的化合物,是在葫芦烷型三萜的30个碳骨架的基础上减少1个或几个碳所得。按其缺少碳原子的位置可分为2-降(a)、3-降(b)、19-降(c)、27-降(d)、29-降(e)、19,29-降(f)、25,26,27-降(g)、24,25,26,27-... 详细信息

葫芦烷型降三萜类化合物是一类结构新颖的化合物,是在葫芦烷型三萜的30个碳骨架的基础上减少1个或几个碳所得。按其缺少碳原子的位置可分为2-降(a)、3-降(b)、19-降(c)、27-降(d)、29-降(e)、19,29-降(f)、25,26,27-降(g)、24,25,26,27-降(h)、23,24,25,26,27-降(i)、22,23,24,25,26,27-降(j)、22,23,24,25,26,27,29-降(k)、20,21,22,23,24,25,26,27-降(l)共12种类型。此类化合物结构新颖多样,具有抗肿瘤、抗炎、降血糖和抗氧化等多种药理活性。对葫芦烷型降三萜类化合物的植物分布、化学结构特征以及药理活性进行系统的总结,以期为该类化合物进一步的开发与合理利用提供参考。

关键词：葫芦烷型降三萜抗肿瘤抗炎降血糖抗氧化

胶膜菌属真菌S7(Tulasnella sp.)促进铁皮石斛种子萌发代谢产物研究

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中国科学：生命科学 2023年第6期53卷 885-899页

作者：杨建文陈彤垚陈晓梅李兵周丽思邱先丹王爱荣郭顺星中国医学科学院&北京协和医学院药用植物研究所教育部中草药物质基础与资源利用重点实验室北京100193

胶膜菌属真菌S7(Tulasnella sp.)能与兰科植物铁皮石斛的种子共生萌发,其提取物也有促萌发活性.本文首先通过活性跟踪确认菌丝体提取物乙酸乙酯(ethyl acetate fraction of mycelium extract,MyE-E)馏分,发酵液提取物石油醚(petroleum e... 详细信息

胶膜菌属真菌S7(Tulasnella sp.)能与兰科植物铁皮石斛的种子共生萌发,其提取物也有促萌发活性.本文首先通过活性跟踪确认菌丝体提取物乙酸乙酯(ethyl acetate fraction of mycelium extract,MyE-E)馏分,发酵液提取物石油醚(petroleum ether fraction of fermentation broth extract,FBE-P)和乙酸乙酯(ethyl acetate fraction of fermentation broth extract,FBE-E)馏分是S7提取物的活性部位;进而通过柱层析、液相制备等技术从FBE-E馏分分离化合物并检测其活性.从FBE-E分离的12个化合物,经鉴定为:邻苯二甲酸二异丁酯(1)、邻苯二甲酸二丁酯(2)、吲哚-3-甲醛(3)、香草酸(4)、异香草酸(5)、丁香酸(6)、反式阿魏酸(7)、3,5-二羟基苯甲酸(8)、3,4-二羟基苯甲酸(9)、吲哚-3-甲酸(10)、1,5,5-三甲基-6-乙酸基-环己烯-3-酮(11)和苯甲醇(12).在1/2MS培养基上,化合物4和12分别为1和100μmol/L时有加快种子萌发和促进原球茎发育的作用;化合物3和10为100μmol/L时有加快种子萌发的作用.本文研究首次明确了萌发菌S7促进铁皮石斛种子萌发的代谢产物.

关键词：胶膜菌属真菌代谢产物铁皮石斛种子萌发

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五味子DIR基因家族鉴定及特征分析

中国中药杂志 2021年第20期46卷 5270-5277页

作者：董雨青强亭燕刘久石李斌魏雪苹齐耀东刘海涛张本刚中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室北京100193

Dirigent(DIR)蛋白在植物体内参与木质素、木脂素及棉酚的生物合成过程,并响应生物和非生物胁迫。该研究基于五味子全长转录组,利用生物信息学的方法对五味子DIR基因家族进行了初步的鉴定及蛋白理化性质、亚细胞定位、保守基序、系统进... 详细信息

Dirigent(DIR)蛋白在植物体内参与木质素、木脂素及棉酚的生物合成过程,并响应生物和非生物胁迫。该研究基于五味子全长转录组,利用生物信息学的方法对五味子DIR基因家族进行了初步的鉴定及蛋白理化性质、亚细胞定位、保守基序、系统进化和表达模式的分析。结果显示,共筛选得到34条五味子DIR基因,编码的氨基酸长度在156~387 aa,蛋白质理化性质存在一定差异,二级结构主要以不规则卷曲为主,半数的DIR蛋白定位于叶绿体中,其他DIR则定位于胞外、内质网、细胞质等区域;结合拟南芥、水稻、大豆等其他8个物种的DIR蛋白进行系统进化分析,结果显示所有DIR可以分成5个亚家族,五味子DIR在其中4个亚家族中呈不同数量的分布;通过对DIR-a亚家族的多序列比对,再次验证了该亚家族具有8个β折叠的独特结构;最后,通过分析五味子不同发育时期果实的转录组数据,初步明确了其表达模式,并结合不同时期果实中木脂素的含量积累,推测DIR与五味子木脂素合成的相关性,为五味子DIR基因的生物学功能研究和木脂素生物合成途径解析提供理论基础。

关键词：五味子 DIR基因家族生物信息学表达模式

药食两用植物药中重金属污染及其健康风险评估模型的建立——以黄芪、党参、昆布为例

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中国中药杂志 2019年第23期44卷 5042-5050页

作者：孔丹丹李歆悦闫卉欣骆骄阳杨美华中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室

随着生活水平的日益提高,由"药食同源"理论发展而来的食疗、药膳、养生学等已成为人们关注的热点。近年来,关于传统中药及药食两用中药的药效成分、药理作用已有大量文献报道,但对于其安全性方面的报道相对较少。因此,为进一步评估传统... 详细信息

随着生活水平的日益提高,由"药食同源"理论发展而来的食疗、药膳、养生学等已成为人们关注的热点。近年来,关于传统中药及药食两用中药的药效成分、药理作用已有大量文献报道,但对于其安全性方面的报道相对较少。因此,为进一步评估传统中药及药食同源中药的质量安全性,该实验以传统药食两用黄芪、党参和昆布3味植物药为研究对象,深入了解重金属在其不同类型中药材中的污染水平及残留情况,并对服用该类药材潜在的健康风险进行评估。该研究采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定上述3味药材中铬(Cr)、铜(Cu)、砷(As)、镉(Cd)、汞(Hg)和铅(Pb)的含量,并结合靶标危害系数法(target hazard quotients,THQ)与致癌风险值(CR,carcinogenic risk)评估了其非致癌与致癌风险等级。结果表明:在国际标准化组织与国内重金属限量标准下(ISO 18664-2015,GB 2762-2017),随机抽选的16批黄芪、26批党参和9批昆布重金属超标率分别为25%,77%,100%。若以原药材中重金属含量结合THQ与CR健康风险数值为评估标准时,黄芪和党参中成人和儿童的THQ总值分别为0. 028 244,0. 063 505和0. 014 485,0. 032 568,均高于标准值0. 02和0. 011 25;昆布药用时成人和儿童THQ总值为0. 023 734和0. 020 287,远高于标准值0. 008 0和0. 007 5,然而3味药材中As,Cd,Pb的CR均低于1×10-6,表明以上6种有害元素对暴露人群存在一定的健康危害,但不存在潜在的致癌影响。可见,传统中药材及药食两用药材中的重金属及有害元素污染问题仍然存在,需得到重视并及时建立合理的重金属及有害元素的限量标准及质量控制方法。

关键词：药食两用植物药重金属及有害元素 ICP-MS 健康风险评估