生物質(zhì)譜技術(shù)在中藥研究中的應用

2013年1月第3卷第1期制劑與技術(shù)生物質(zhì)譜技術(shù)在中藥研究中的應用董培智2°吳賢波岑國棟高永翔1成都中醫藥大學(xué)基礎醫學(xué)院四川成都610075;2.山西省食品藥品檢驗所山西太原030001摘要]生物質(zhì)譜技術(shù)為中藥研究尤其是大分子藥物的研究提供大量的結構信息因而近幾年發(fā)展比較快速。本資料從生物質(zhì)譜技術(shù)在中藥藥學(xué)研究、中藥作用相關(guān)蛋白研究、中藥與生物大分子的相互作用研究、中藥治療的蛋白質(zhì)組學(xué)研究以及代謝組學(xué)研究等幾個(gè)方面綜述了近幾年生物質(zhì)譜技術(shù)在中藥研究中的進(jìn)展,以供同行參考。關(guān)鍵詞]生物質(zhì)譜;中藥;電噴霧質(zhì)譜;基質(zhì)輔助激光解吸電離質(zhì)譜;飛行時(shí)間質(zhì)譜中圖分類(lèi)號]R84[文獻標識碼]B[文章編號]2095-0616(201301-81-0Application of biomass spectrum technology in research oftraditional Chinese medicineDoNG PeizhWU Xianbo CEN Guodong GAo Yongxiang1. Chengdu University of Traditional Chinese Medicine School of Basic Medical Sciences, Chengdu 610075, China; 2. ShanxiInstitute for Food and Drug Control, Taiyuan 030001, China[Abstract] Biomass spectrum technology develops quickly in recent years because it provides a large number ofstructure information for Chinese traditional medicine research, especially macromolecular drugs research. In thisarticle, it was reviewed some progresses of biomass spectrum technology in the traditional Chinese medicine researchin recent years including traditional Chinese medicine pharmaceutical research, traditional Chinese medicinepharmacodynamics related protein research, interaction research of traditional Chinese medicine and biologicalmacromolecules, proteomics research of Chinese medicine treatment and metabolomics research[Key words] Biomass spectrum; Traditional Chinese medicine; Electrospray ionization mass spectrometry; Matrixassisted laser desorption ionization mass spectrometry: Time of flight mass spectrometry質(zhì)譜技術(shù)能夠通過(guò)測定離子化后分子的質(zhì)荷比得到相龜甲膠的蛋白質(zhì)肽分子量分布及其相對分子質(zhì)量,發(fā)現不關(guān)分子的質(zhì)量。近年來(lái)質(zhì)譜技術(shù)已經(jīng)廣泛用于各學(xué)科研究同質(zhì)量濃度穩定獲得的有意義蛋白肽。如將蛋白進(jìn)一步中。20世紀80年代電噴霧電離(EI)和軟激光解吸(SLD)分析鑒定,可以形成中藥材蛋白質(zhì),肽成分質(zhì)量指紋圖可電離技術(shù)的發(fā)展則使得質(zhì)譜技術(shù)應用于高分子量分子的研為數字化質(zhì)控標準提供依據。但是,由于中藥材地域來(lái)源究中。這些新的質(zhì)譜技術(shù)在生命科學(xué)中的應用,逐步形成不同,大分子物質(zhì)的指紋圖譜也不盡相同,此項T作未對不了獨具特色的生物質(zhì)譜技術(shù)( biological mass spectrometry)。同來(lái)源的中藥材進(jìn)一步考察,故還需要進(jìn)一步完善。生物質(zhì)譜技術(shù)是將質(zhì)譜技術(shù)用于精確測量生物大分子如蛋2中藥作用相關(guān)蛋白研究研究中藥的作用機制必須清楚中藥作用后的物質(zhì)變化技術(shù)叫。近年來(lái),生物質(zhì)譜已經(jīng)廣泛用于中藥研究領(lǐng)域,推生物質(zhì)譜可以用來(lái)對中藥作用后的相關(guān)蛋白等大分子物質(zhì)動(dòng)了中藥現代化及中藥作用機制等更深層次的研究,本資進(jìn)行分析。劉鵬等采用腹腔注射內毒素(LPS)復制內料綜述了近幾年生物質(zhì)譜技術(shù)在中藥研究中的進(jìn)展現報毒素肝損傷模型,清熱解毒涼血化瘀中藥干預,用 SELDI--道如下。TOF-MSs技術(shù)分析大鼠血清差異表達蛋白,共獲得與芯片結1中藥的藥學(xué)研究合的11個(gè)有效蛋白質(zhì)峰各組大鼠的血清內存在的差異表質(zhì)譜技術(shù)應用于中藥單體化合物的結構鑒定與解析的達蛋白,有助于內毒素肝損傷的進(jìn)一步研究。此項T作需更基本思路和做法與用于小分子化學(xué)藥物相同,此方面已有大進(jìn)一步對產(chǎn)生差異的蛋白進(jìn)行鑒定,才可揭示此類(lèi)蛋白在中量的文獻報道。本資料重點(diǎn)介紹生物質(zhì)譜用于動(dòng)物藥材藥十預機制中的意義或作用中大分子蛋白和多肽測定。王若光等B“采用飽和硫酸胺3中藥與生物大分子的相互作用沉淀,透析脫鹽凍干法獲得中藥阿膠、地龍龜甲膠羚羊角研究中藥化學(xué)成分與生物大分子的相互作用可以找到的蛋白/肽,利用蛋白質(zhì)芯片為載體激光解析-離子化中藥與靶分子的作用機制進(jìn)一步闡明中藥的作用機制。生飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)(SELD-TOF-MS)技術(shù),分析阿膠、地龍物質(zhì)譜的軟電離技術(shù)可以測得中藥小分子與蛋白等大分子相互作用的化學(xué)計笪二老方問(wèn)的結合強度、確定藥[基金項目]國家自然科學(xué)基金資助項目(8113627物的結合位中國煤化工面的信息。主要成都中醫藥大學(xué)基礎醫學(xué)系2010級在讀博土研究生有兩種思路CNMHG度比較中藥小分通訊作者子與蛋白等大分子的相對作用強度;(2)通過(guò)比較中藥小分cH| NA MEDICINE AND PHARMACY中匪兩呼學(xué)81制劑與技術(shù)2013年1月第3卷第1期子藥物濃度加入蛋白等大分子前后的變化來(lái)推斷兩者的相變化對作用強度,目前,已應用生物質(zhì)譜測定中藥小分子與核酸綜上所述,生物質(zhì)譜在中藥研究中的廣泛應用為中藥如DNA、蛋白或多肽等大分子之間相互作用的研究。例的藥學(xué)研究及中藥作用機制的研究提供了更為深入的研究如, Zhang H等剛利用ESI-MS研究了人參皂苷與細胞色素手段。但是,需要注意的是用生物質(zhì)譜對于中藥結合大分子C之間的相互作用,獲得K(D雁。鄭州大學(xué)陳曉嵐等的鑒定還需要用標準蛋白對比,否則需要用其他輔助手段鑒對一些磷?；揎椀狞S酮類(lèi)中藥與溶菌酶和a-乳白蛋白定;另外,在方法學(xué)建立方面還需要慎重考慮,除了考慮陰之間的相互作用進(jìn)行了研究,計算出結合常數推算出兩者性與陽(yáng)性對照以外還需要考慮方法的專(zhuān)屬性、精密度和重的結合力類(lèi)型。盡管生物質(zhì)譜為中藥小分子與生物大分子之復性避免假陽(yáng)性和假陰性結果的出現。間的相互作用提供了很好的研究手段但應該看到,由于中藥[參考文獻]的復雜性以及研究環(huán)境與體內有很大的差異,許多研究結果鄒麗敏李博劉文英.生物質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展及在蛋白質(zhì)結構研究中的還需要體內實(shí)驗的驗證。應用藥學(xué)進(jìn)展,2008,32(8):49-554中藥治療的蛋白質(zhì)組學(xué)研究2]董巍孫文軍,王喜軍,中藥生物堿類(lèi)成分的質(zhì)譜裂解規律研究進(jìn)展蛋白質(zhì)組學(xué)是近年醫藥和生命科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之世界中西醫結合雜志,2011,6(9):812-815。蛋白質(zhì)組學(xué)的含義是:一個(gè)基因組、一種生物或一種細3]王若光,尤昭玲,劉小麗.基于激光解析/離子化一飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)胞/組織所表達的全套蛋白。蛋白質(zhì)組學(xué)的核心在于大規的中藥阿膠蛋白質(zhì)組分析U中國組織T程研究與臨床康復,2007,11模地對蛋白質(zhì)進(jìn)行綜合分析,通過(guò)對某種物種、個(gè)體、器官(13):2518-2521組織或細胞的全部蛋白質(zhì)性質(zhì)(包括表達水平、結構、翻譯王若光,李春梅,王陸穎以蛋白質(zhì)芯片為中藥蛋白質(zhì)/肽相互作用載后修飾、細胞內定位蛋白質(zhì)相互作用等)的研究對蛋白質(zhì)體分析中藥地龍生干品和炮制品的生物學(xué)特征中國組織T程研究所執行的生理性病理性生命活動(dòng)做出最精細、最準確、最本與臨床康復,2008,12(13):2489-2492質(zhì)的闡述2S李春梅,王若光,王陸穎.基于激光解析/離子化飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)中藥治療的蛋白質(zhì)組學(xué)研究的基本研究思路是,首先造的中藥龜甲膠蛋白質(zhì)組分析俱湖南中醫藥大學(xué)學(xué)報2007,27(6):模,確定造模成功后提取總蛋白質(zhì),2-DE電泳技術(shù)分離總蛋2l-24白建立蛋白質(zhì)組圖譜,用圖像分析軟件尋找模型組、對照組張燁,王若光王陸穎.以蛋白質(zhì)芯片為中藥蛋白質(zhì)/肽相互作用載及中藥治療組各組間差異蛋白點(diǎn),MALD-TOF/MS分析差體分析羚羊角的生物學(xué)特征門(mén)湖南中醫藥大學(xué)學(xué)報00,29(6)異蛋白點(diǎn),并結合蛋白質(zhì)生物信息庫,初步鑒定差異蛋白質(zhì)15-18.在此方面國內學(xué)者進(jìn)行了一些探索,有學(xué)者研究了單體劉朋,文?；ㄍ蹰_(kāi)正應用 I SELDI-TOF-MS技術(shù)分析清熱解毒涼血人參皂苷對人肺巨細胞癌高轉移細胞株蛋白質(zhì)組的表達的化瘀對內毒素肝損傷大鼠蛋白質(zhì)表達的影響[時(shí)珍國醫國藥2011影響還有報道研究松果菊苷對小鼠帕金森病模型黑質(zhì)紋狀22(7):1686-1687體組織蛋白表達的影響,再如研究中藥復方強骨寶1號對8]王兆伏,宋風(fēng)瑞劉志強.質(zhì)譜技術(shù)在中藥小分子與生物大分子相互作去卵巢骨質(zhì)疏松大鼠皮質(zhì)骨蛋白質(zhì)組表達的影響等。以上用研究中的應用質(zhì)譜學(xué)報,2010,31(3):129-1研究結果找到一些差異蛋白,為中藥作用機制的研究提供了19/Zhang H, Ding L, Qu C, et al. Study on the noncovalent complexes依據。of ginsenoside and cytochrome c by electrospray ionization massspectrometry]Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectres, 2007, 68(2)5代謝組學(xué)研究312-316.生物質(zhì)譜用于中藥代謝組學(xué)研究是通過(guò)比較不同劑量10陳曉嵐,于斐屈凌波等熒光及ES質(zhì)譜法研究溶菌酶與磷?；S中藥小分子對機體干預后代謝譜的異同,找到生物標志物酮的相互作用U化學(xué)學(xué)報,2004,62(2):188-193( biomarker)或生物標志模式( biomarker patterns),.為中藥吳建麗,陳曉嵐,屈凌波,等,a-乳白蛋白與磷?；S酮弱相互作用對不同證候的作用提供系統的支持。戴偉東等用代謝FSI質(zhì)譜研究[分析測試學(xué)報,2006,25(3):22-26組學(xué)方法評價(jià)了中藥通心絡(luò )和人參對過(guò)度疲勞大鼠的干預121 Blackstock W, Mann M. Ahoundless future for proteomics(].Trend作用。通過(guò)構造大鼠過(guò)度疲勞模型,并分別用通心絡(luò )和人Biolerhnol. 2001, 19( suppl ):s1-s2參進(jìn)行十預,采用快速液相色譜-離子阱-飛行時(shí)間質(zhì)譜13]鐘衛干蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在中藥作用機理研究中的應用中醫藥(UPLC-T-TOF-MS)獲取大鼠血漿代謝輪廓,并用正交偏導報,2009,15(9):74最小二乘法(OPS)進(jìn)行多變量統計分析,分別找出用于14|蘇友新李遠志鄭良樸強骨寶1號對去卵巢骨質(zhì)筑松大鼠皮質(zhì)骨區分通心絡(luò )和人參干預組大鼠同正常對照大鼠、過(guò)度疲勞蛋閂質(zhì)組的影響建中醫藥,201,42(1):1-3.大鼠的重要差異代謝物。結果顯示過(guò)度疲勞大鼠體內的色151戴偉東,張風(fēng)霞,振華.基于液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的代謝組學(xué)氨酸、膽汁酸、溶血磷脂酰膽堿等代謝通路發(fā)生較大變化方法川于中藥通心絡(luò )和人參對過(guò)度疲勞大鼠干預作川的評價(jià)色經(jīng)通心絡(luò )或人參干預的大鼠整體代謝輪廓趨向正常水平,譜,2011,29(11):1049-1054.并能夠部分調節上述發(fā)生變化的代謝通路使之往正常方向(收稿日期:2012-10-22)中國煤化工CNMHG82中圓醫剝手 CHINA MEDICINE AND PHARMACY