微生物转化在中药活性成分研究中的应用

中药活性成分是中药防病治病的物质基础,也是中药现代化研究的重要内容之一。微生物转化技术在中药活性成分的现代化研究中具有十分重要的作用,广泛用于中药活性成分的合成、结构修饰以及新化合物的开发。微生物转化可以有效地提高已知中药活性成分的药效、降低毒副作用、改善水溶性和生物利用度,也可以用来生产具有重要应用价值的微量天然活性先导化合物,同时可用于药物代谢机制的研究。文章介绍了微生物转化技术及其在中药活性成分研究中的应用情况。     

开展中药生物转化研究意义深远

综合国内外文献，结合笔者开展中药生物转化研究的体会，介绍了国内外中药生物转化的研究现状以及在中药现代化研究中的意义，提出了开展中药全成分转化的思路并分析了进行中药全成分转化研究的可行性及一般方法，并就开展中药全成分转化研究存在的问题和今后需要加强的工作等进行了讨论。认为开展中药全成分生物转化研究对充分发挥中药的潜在价值和我国的中药资源优势开发、形成具有中国特色的生物转化研究体系、开发具有自主知识产权的新药具有重要意义。     

天然药物活性成分的生物合成与生物转化

生物活性成分是中药防病治病的物质基础,也是中药现代化研究的重要内容之一。生物合成与生物转化以其公认的高效和高选择性的温和催化体系的特征正在中医药学等学科领域发挥着越来越重要的作用。探讨了天然药物活性成分的生物合成和生物转化与中药现代化的关系及其诸多应用(尤其中药和天然药物研究),并进行了探索性展望。     

药物筛选模型和技术及其在中药活性成分研究中的应用

现代生物技术的发展和药物作用靶标的揭示 ,为中药活性成分的研究提供了新的技术和手段。本文就整体动物模型、受体模型和分子生物色谱、细胞模型和细胞膜色谱、基因芯片技术 4种药物筛选模型和技术及其在中药活性成分研究中的应用进行了分析、综述 ,为推动中药活性成分研究、加速中药现代化步伐提供参考。     

多成分体系下中药活性成分生物药剂学研究进展

药物生物药剂学属性(溶解性、渗透性等)在了解药物体内过程、筛选药物、评价给药系统等方面发挥着越来越重要的作用。中药活性成分复杂、结构类型多样,生物药剂学为中药成分体内过程的预测与研究提供了思路与途径。多成分体系是中药与化学药物的主要区别之一,多成分体系下的中药活性成分的生物药剂学分析已成为研究热点之一,笔者对中药多成分体系下生物药剂学分类系统的构建现状和应用情况进行综述,以期为该领域数据整合、理论归纳以及系统构建提供参考,并为中药传统理论研究以及药品的开发提供新思路。     

中药活性成分生物合成途径解析研究方法进展

中药活性成分是中药发挥药效的物质基础，是道地药材形成的关键，研究中药活性成分的生物合成及其调控机制对解析道地药材形成机制具有重要意义，同时能够为利用合成生物学生产中药活性成分提供元件。随着组学技术、分子生物学技术、合成生物学技术、人工智能等的发展，中药活性成分生物合成途径的解析也进入了高速推进的阶段，新方法新技术的应用，推动对中药活性成分合成途径的解析，也使这一方向成为分子生药学研究热点。目前，研究人员已经在人参、丹参、甘草、雷公藤等多种中药的活性成分生物合成途径解析研究中取得成果。该文系统梳理当前常用的中药活性成分生物合成功能基因研究方法，重点阐述了以多组学技术为基础的基因元件挖掘，以及以候选基因为对象的植物体内外基因功能验证；并对近年来涌现的新技术新方法，如高通量筛选，分子探针，全基因组关联性分析，无细胞体系，计算机模拟筛选等进行总结，通过该文的综述为中药活性成分生物合成途径解析提供参考。     

青蒿在发酵中药炮制中的应用及其主要成分生物转化研究进展

发酵中药在防治疾病方面发挥了重要作用,药性基质中的成分在微生物作用下可发生生物转化而能够增效减毒,中药发酵也是中药炮制、中药新剂型和中药现代化的有效途径。青蒿在传统发酵中药炮制中常作为辅料,不仅可以抑制杂菌防止污染,而且一些成分在微生物作用下也会转化为新的活性化合物而起到协同增效的作用。文章就青蒿在发酵中药中的应用及其主要成分生物转化的研究进展进行系统综述,为探讨青蒿在发酵中药中的作用及成分转化机制提供参考。     

中药及其成分抗心肌缺血作用机制研究进展

近年来,研究发现多种中药及其活性成分对心肌缺血具有保护作用。中药治疗心肌缺血应用历史悠久,疗效显著,但由于中药多成分、多靶点和多药理活性的特点,作用机制较复杂。本文对具有抗心肌缺血作用的中药复方、单味药及活性成分进行了系统归纳,并从促血管新生、扩张冠状动脉、清除自由基抗氧化、抗凋亡、调节血液流变学、抑制Ca2+超载、自噬、调节能量代谢等方面对中药抗心肌缺血的作用机制进行了系统总结,以期为治疗心肌缺血中药的开发提供新策略和理论依据。     

中药活性成分生物转化的研究思路与方法

结合本课题组近几年来的研究结果,对中药活性成分的生物转化方法进行总结,并对今后生物转化的研究思路进行了展望。目前,生物转化在有机合成领域的应用比较广泛,而该技术用于中药活性成分的结构修饰还处于初级阶段,尤其缺乏对某类中药活性成分系统的生物转化研究,因此有很多方面的研究值得关注,尤其是生物催化酶的研究将是生物转化的重要发展方向。此外,生物转化在中药活性化合物合成中的应用以及利用“微生物模型”研究中药活性的体内代谢,也将成为今后生物转化研究中不可忽视的领域。     

生物转化技术在中药和天然药物开发中的应用进展

生物转化技术具有选择性强、催化效率高、反应条件温和、反应种类多以及环境污染小等特点,该项技术应用于中药和天然药物开发的研究越来越多,可以为现代药物原料提供新的工艺或新替代品,对发掘中药活性成分、扩大药源、保护中药资源等有着重要意义。现以国内外最新研究报道为依据,分析了生物转化技术应用于中药和天然药物开发的意义,对转化反应的生物体系,其主要反应类型以及生物转化的影响因素进行总结,为进一步研究提供思路与方法。     

细胞膜色谱及质谱联用技术在中药活性成分筛选中的应用

由于中药作用的整体性、成分和作用机制的复杂性,化学成分(群)作为中药及其复方制剂发挥治疗作用的物质基础,因此,采用多种方法分离分析中药及其复方中的化学成分一直是中药治病防病研究中一个有待解决的关键重要问题。传统方法存在操作繁琐、耗时耗事、浪费溶剂和样品的不可逆吸附等缺陷,并且分离过程中无法给出药理参数的基本信息,因而无法对活性成分进行高效准确定位。近年来从细胞层次研究药物成分与受体的结合为中药活性成分的筛选研究提供了一种新的途径。目前研究二者相互作用的方法之一—细胞膜色谱法(CMC),将现有色谱及质谱技术、细胞生物学与受体药理学结合起来,能够正确反映活性部位、活性成分与细胞膜及膜受体的相互作用,对复杂中药体系中有效部位筛选、活性成分的分离和高通量筛选具有独特优势。该文综述了CMC的原理、特点、中药活性成分筛选领域中的细胞膜模型及其与气相色谱-质谱(GC-MS)及液相色谱-质谱(LC-MS)联用的研究现状,并对其今后研究方法和未来的开发前景进行了探讨,为CMC在中医药领域的深入研究和开发利用提供理论依据和实践指导。     

中药配伍理论科学内涵的外在表象——复方水煎自沉淀

从化学成分角度研究中药配伍理论是当前阐释方剂遣药组方原理的重要手段。中药复方中的化学成分类别众多,包括生物碱类、苷类、有机酸类、鞣质类、蛋白质及微量元素等。中药复方水煎煮过程中,有效成分溶出后便会不可避免地发生复杂的相互作用并生成自沉淀。传统中医认为自沉淀应与汤药同服,自沉淀的形成蕴含着中药配伍理论的科学内涵,因此复方水煎自沉淀现象引起了广大学者的关注。通过总结近年来的相关研究成果,介绍了复方中不同类别有效成分间的相互作用及水煎自沉淀现象的研究进展,为中药复方水煎自沉淀的进一步研究奠定基础,同时为阐释中药组方配伍理论提供新思路。     

反向分子对接技术在中药作用靶点预测、有效成分筛选及作用机制探索中的应用

中药现代化研究逐步成为世界性的潮流。反向对接技术也逐步成为中药现代化研究的有利工具,将一个小分子药物对接在一组临床相关大分子靶标的潜在结合腔中,通过对结合特征的详细分析,根据结合紧密程度对靶标进行排名,从而潜在地鉴定可能与其作用机制或副作用相关药物的新分子靶标。近年来,为了探索中药的作用机制、筛选中药有效成分以及寻找药物作用于疾病的靶点,反向分子对接技术被广泛运用并取得了瞩目的成绩。该研究通过文献综述,总结反向分子对接技术应用于中药作用靶点、有效成分筛选及中药潜在作用机制探索的情况,为中药临床研究及新药研发提供更多的理论依据。     

基于归纳矩阵填充预测中药潜在活性成分

目的 为解决中药有效成分信息缺失、药效物质基础不清楚导致其现代作用机制不明的问题,借助中药药性信息和成分的化学结构信息,利用归纳矩阵填充方法预测中药潜在活性成分。方法 首先,基于中药药性和化学成分信息构建中药-成分关联矩阵;其次,利用中药-成分关联矩阵中潜在的结构信息、中药药性信息和成分的化学结构信息,构建中药相似度矩阵和成分相似度矩阵;最后,基于中药相似度矩阵和成分相似度矩阵填充中药-成分关联矩阵。结果 归纳矩阵填充在中药数据集中使用留一法交叉验证得到的曲线下面积（area under curve,AUC）值为0.768 8。对丹参进行分析,丹参的活性化学成分隐丹参酮、丹参酮II_A、丹参酚醌和丹参醇等分别获得了较高的评分,该预测结果与实际相一致。结论 借助归纳矩阵填充结合中药药性信息和成分的化学结构信息,可有效预测中药的潜在活性成分,为研究中药的现代作用机制提供了新的途径。     

肠道菌群对中药有效成分的生物转化研究进展

肠道是口服药物在体内代谢的重要场所,肠道内寄居的大量细菌对药物的生物转化起到了不可避免的作用,因而近年来肠道菌群对中药有效成分的生物转化研究已经成为国内外学者关注的热点,作者综述了近年来肠道菌群对中药单一有效成分以及复方成分的代谢转化研究,探索总结肠道菌群对中药有效成分代谢转化的一般规律。检索中国期刊全文数据库、中文生物学期刊数据库、中文科技期刊全文数据库、中国生物医学数据库、万方数据库、中国中医药在线、Pub Med、数据库中肠道菌群对中药有效成分代谢转化的相关研究文献,提取文献中有效信息。在肠道菌群的作用下,苷类化合物水解后生成苷元而发挥药理作用;生物碱类化合物易发生水解和脱水,双酯型生物碱可转化为相对应的单酯型和脂类生物碱,从而降低毒性;内酯类化合物可能引起内酯结构断裂或脱甲基等反应。肠道菌群在中药复方的代谢中也起到证实配伍合理性以及增效减毒的重要作用。多类中药有效成分均在肠道菌群的作用下,在体内发生了生物转化,引起结构的改变而形成新的活性成分。肠道菌群对中药有效成分及中药复方的代谢起重要作用。     

基于分子对接的祛湿药抗衰老活性成分筛选及作用机制解析

湿乃万病之源,湿邪易引起疾病、促进衰老,衰老也会促进疾病的发生发展。该文探讨湿邪与衰老的关系,发现祛湿中药中抗衰老的活性成分,对祛湿药的抗衰老作用进行机制解析。该文通过分子对接技术,以与衰老相关的雷帕霉素靶蛋白为对接受体,以茯苓、桑枝、木瓜、薏苡仁和厚朴5味祛湿药中的化学成分为对接小分子,初步筛选祛湿药中的抗衰老活性成分。与已上市雷帕霉素抑制剂坦西莫司及依维莫司对比,分析得到12种潜在的抗衰老的活性成分,这些成分的成药性有待进一步考察。分子对接结果表明祛湿药中多种成分可以通过作用于雷帕霉素靶蛋白而发挥抗衰老的活性,该结果为从湿论治延缓衰老提供了新的思路和方向。     

黑曲霉转化中药化学成分研究进展

目的 中药作为中华民族的瑰宝,其有效成分种类繁多、临床应用广泛,对中药材的开发及利用一直是研究热题,其中微生物转化更是中药现代化开发的热点。黑曲霉作为一类广泛使用、安全可靠的菌株,能够分泌酯酶、糖苷酶、羟化酶等酶,能够使中药中的化学成分发生的羟基化、脱羟基、甲基化、脱甲基、羰基还原、去糖基化等反应,从而形成具有新颖结构的活性化合物或药物中间体,为中药化学成分的研究提供了新的开发思路。该文综述了以黑曲霉作为发酵菌株生产的酶对中药化学成分转化以及作用位点的研究进展,以期进一步揭开黑曲霉菌株发酵中药成分原理。     

天然产物皂苷类化合物生物转化的研究进展

皂苷是苷元为三萜或螺甾烷类的一类较复杂的糖苷类化合物。天然来源皂苷为底物,采用生物转化技术获取了大量结构新颖的化合物,尤其是具有良好活性的皂苷转化产物,为新药的研究与开发提供了极为有价值的先导化合物。皂苷按母核结构可分为三萜皂苷和甾体皂苷,目前文献报道了89个天然来源皂苷单体的生物转化研究,其中三萜皂苷56个,甾体皂苷33个。皂苷类化合物的生物转化方法包括酶催化、微生物和肠道菌群转化,皂苷的生物酶和微生物转化工艺的研究与优化,是目前规模化制备活性次级皂苷的主要途径。皂苷类化合物的生物转化反应主要包括水解、氧化还原和重排等反应,最终生成苷元、次级糖苷或其衍生物。大多数皂苷的生物转化途径主要是经糖链水解反应,生成多个含糖基较少的次级皂苷,吸收入血并达到靶器官,发挥治疗作用。稀有次级皂苷制备、先导化合物发现和新药开发是皂苷类化合物生物转化研究的主要方向。利用微生物和肠道菌群转化技术研究皂苷的体内代谢与作用机制,也将成为该类成分生物转化研究中的热点。结合国内外近30年来的研究成果,对皂苷类成分的生物转化技术、转化反应类型和转化途径的研究进展进行总结,以期为皂苷类成分生物转化的深入研究和开发利用提供科学依据。     

TRPV1离子通道与中药辛味药性的关系研究

中药五味理论及味效发生机制一直是中药药性研究领域的重点和难点。该文利用基于药效团的虚拟筛选技术,通过研究中药成分对TRPV1离子通道的调节作用探讨TRPV1与中药辛味药性之间的关系。结果发现TRPV1激动剂药效团模型与中药化学成分之间的匹配关系揭示了辛味中药的药效成分。因此,提出TRPV1离子通道是辛味药性发挥药效的潜在靶点之一。中药辛味药性是由其化学成分决定的,且在不同层次上符合继承性和加和性等特点。