基于基因组和转录组的丹参酮生物合成相关基因SmCYP71AU66 的筛选

目的：以丹参基因组及全长转录组数据库为基础,对丹参酮生物合成关键酶基因进行预测,进一步推进丹参酮生物合成途径的解析。方法：结合丹参中CYP450s的系统发育鉴定丹参CYP71clan成员,采用生物信息技术分析其差异表达、基因结构和保守基序等;克隆候选基因并进行理化特性和蛋白结构等分析。结果：从丹参基因组注释到161个CYP71clan成员,分为16个家族,其中CYP71家族成员有64个,数量最多且结构域保守。转录组表达分析显示CYP71clan中36%的基因高表达（FPKM > 10）。克隆到基因SmCYP71AU66 全长1503bp,编码500个氨基酸,在丹参根的周皮部位显著高表达,符合丹参酮在丹参体内的分布规律,预测该基因是丹参酮生物合成途径中的关键酶基因。结论：本研究为丹参酮合成相关基因的挖掘以及生物合成途径的解析提供参考。     

丹参酮合成相关的SmCYP81C16基因克隆和功能研究

目的:丹参(Salvia miltiorrhiza)根中所含的丹参酮为二萜醌类化合物,而鉴定参与丹参酮合成的CYP450基因成为解析丹参酮生物合成途径分子机制的关键步骤。方法:本实验从丹参基因组和转录组数据中筛选到SmCYP81C16基因,采用RT-PCR方法克隆获得基因cDNA全长序列,利用生物信息学分析方法分析其所编码蛋白质的理化性质,预测该蛋白质二级结构、保守结构域等,建立系统发育进化树;利用实时荧光定量PCR方法检测了该基因的组织/器官表达特异性;通过遗传转化方法获得了该基因的过表达转基因毛状根株系,通过化学检测及代谢组学分析丹参酮类化合物在对照株系和过表达株系中的含量变化。利用实时荧光定量PCR方法检测了毛状根中丹参酮合成途径关键酶基因中的相对表达量。结果:SmCYP81C16基因全长1497 bp,编码498个氨基酸残基,该蛋白质相对分子质量为55.8 kDa;SmCYP81C16在丹参茎和根的周皮部高表达;通过化学检测及代谢组学分析发现,与对照株系比较,在SmCYP81C16过表达阳性株系中,丹参酮类化合物的含量升高;过表达毛状根中丹参酮合成途径关键酶基因的表达量显著上升。结论:本研究结果表明SmCYP81C16具有正向调控丹参酮生物合成的功能。本研究为利用生物技术方法提高丹参酮类化合物含量奠定基础。     

丹参酮生物合成途径CYP76AH1基因RNA干扰体系的建立及干扰效果研究

丹参酮类化合物多属于二萜类化合物,是药用植物丹参的主要活性成分之一,在植物体内的生物合成需要多个基因的参与.CYP76AH1是丹参酮生物合成途径的第一个P450基因,前期的酵母表达以及体外酶促反应已经验证了其体外功能.为了对该基因的功能进行进一步研究,该文构建了该基因的丹参毛状根RNA干扰体系:通过Gateway技术构建能形成具有目标基因发卡结构的RNA干扰载体,转化发根农杆菌,转染丹参叶片,将干扰片段整合至丹参基因组中,获得了高效干扰的CYP76AH1干扰型丹参毛状根.     

HPLC测定128批丹参舒心胶囊中丹参酮Ⅰ、隐丹参酮、丹参酮ⅡA的含量及结果分析

目的:建立HPLC法同时测定丹参舒心胶囊中丹参酮Ⅰ、隐丹参酮、丹参酮ⅡA的含量。方法:采用Shim-pack ODS(4.6 mm×150 mm,5μm)柱,以甲醇-水(70∶30)为流动相,检测波长:266 nm,流速为1.0 mL/min;运用SPSS统计软件对测定结果进行分析。结果:丹参酮Ⅰ在0.041 75～0.417 5μg范围,隐丹参酮在0.045 252～0.452 52μg范围内,丹参酮ⅡA在0.053 964～0.539 64μg范围内与峰面积有良好的线性关系;相关系数(r)均为0.999 9(n=5);丹参酮Ⅰ、隐丹参酮、丹参酮ⅡA的平均回收率(n=6)分别为97.4%,97.4%,100.2%,RSD分别为1.1%,1.6%,1.2%,各企业的产品中丹参酮Ⅰ、隐丹参酮、丹参酮ⅡA的含量差异较大。结论:本方法能够准确测定丹参舒心胶囊中丹参酮Ⅰ、隐丹参酮、丹参酮ⅡA的含量,以此控制丹参舒心胶囊的质量。     

丹参酮生物合成相关SmERF108转录因子的鉴定及其靶基因分析＊

目的 鉴定与丹参酮合成相关转录因子AP2/ERF家族中SmERF108转录因子，并分析转录因子SmERF108的靶基因。方法 利用生物信息学在线分析平台如NCBI、PFAM等分析SmERF108的序列特征；MEGA-X软件用于构建SmERF108与不同功能转录因子的系统进化树；拟南芥原生质体转化法鉴定SmERF108蛋白的亚细胞定位；通过实时荧光定量PCR（Real-time qPCR）对SmERF108基因在丹参不同器官和组织差异表达进行检测；利用酵母体系对SmERF108的转录激活活性进行探究并用酵母单杂技术确定其靶基因。结果 SmERF108具有典型的AP2/ERF保守结构域，属于ERF-B3亚组，系统进化树和保守基序分析显示SmERF108与丹参中SmERF128、青蒿中AaERF2亲缘关系较近且保守基序分布一致；亚细胞定位显示SmERF108蛋白定位于细胞核；SmERF108基因在周皮中表达最高，且呈现周皮（R1）>韧皮部（R2）>木质部（R3）的规律；酵母自激活验证SmERF108具有转录激活活性，同时酵母单杂交确认其能与关键酶基因SmCPS1启动子结合。结论 鉴定到丹参中一个新转录因子SmERF108，生物信息学分析及差异表达分析预测与丹参酮合成相关，分子互作初步证实靶基因为SmCPS1二萜环化酶。     

磷胺霉素处理对丹参毛状根合成丹参酮类化合物的影响

使用萜类物质合成MEP途径中关键酶DXR的有效抑制剂磷胺霉素（100 μmol·L^-1）处理丹参毛状根,在处理后2,4,6,8,10,16,21 d收获毛状根,检测处理组和对照组毛状根中SmDXR基因的mRNA水平以及丹参酮类物质含量的变化情况。结果发现,随着磷胺霉素处理时间延长,丹参毛状根颜色与对照组相比明显变浅;毛状根中SmDXR基因的mRNA水平呈抛物线型变化,在处理后第6天达到最高值,随后逐渐降低;检测了4种丹参酮类化合物含量,其中丹参酮Ⅰ的含量变化不显著,而二氢丹参酮Ⅰ、隐丹参酮、丹参酮Ⅱ_A的含量随处理时间延长而逐渐降低,第21天时对照组毛状根中总丹参酮含量是处理组的5.63倍。上述结果表明,丹参DXR基因对于MEP途径丹参酮类化合物的积累具有重要作用,抑制SmDXR基因表达将对该途径次生代谢产物积累产生显著影响。     

丹参分支酸变位酶基因的克隆和生物信息学分析

应用BlastX检索丹参毛状根的EST数据库,发现1条与分支酸变位酶(chorismate mutase,CM)高度同源的序列,克隆得到其全长cDNA,命名为SmCM1,Genbank登录号为KC784342.SmCM1全长948 bp,理论pI 6.41,与矮牵牛Petunia×hybriida、拟南芥Arabidopsis thaliana和毛果杨Populus trichocarpa的CM1分别具有70％,72％,64％的相似性.实时荧光定量PCR(real time quantitative PCR,QRT-PCR)分析表明SmCM1在丹参叶中的含量较高,其次是茎,在根中的含量相对较低.酵母诱导子(YE)和离子(Ag+)联合诱导丹参毛状根后,SmCM1与莽草酸途径的关键酶3-脱氧-D-阿拉伯-庚酮糖-7-磷酸合酶(3-deoxy-7-phosphoheptulonate synthase,DAHPS)和分支酸合酶(chorismate synthase,CS)基因表达趋势呈协同变化.YE+ Ag+处理后3个基因皆上调表达,8h达到表达高峰,分别是对照的7.9,5.5,9.8倍,随后下调,36 h时下降至对照水平以下,说明诱导处理之后糖代谢中间产物经莽草酸和分支酸途径合成苯丙氨酸和酪氨酸从而引起酚酸类化合物的过量积累.     

竹节参鲨烯环氧酶基因的克隆及生物信息学分析

目的 克隆竹节参Panax japonicus鲨烯环氧酶基因（squalene epoxidase,PjSE）的全长cDNA序列,进行生物信息学分析和原核表达。方法 设计特异性引物,从竹节参中克隆得到PjSE序列;以PjSE基因序列作为输入数据,利用多序列同源比对等生物信息学分析工具进行序列分析;构建重组原核表达载体pCold-PjSE,转化至大肠杆菌BL21(DE3)中进行蛋白诱导表达;采用实时荧光定量PCR技术分析该基因在竹节参不同组织中的相对表达量。结果 PjSE基因开放阅读框长度为1884 bp,编码627个氨基酸,PjSE蛋白相对分子质量为68 639.49,初步预测其具有跨膜结构域,可能定位在叶绿体上;聚丙烯凝胶电泳结果显示诱导表达蛋白的相对分子质量大小与预期结果一致;该基因在竹节参叶中表达量最高,须根次之,根中表达量最低。结论 PjSE基因的克隆、生信分析及原核表达研究,不仅有助于丰富竹节参中该类功能蛋白的种类和数量,完善竹节参皂苷类成分的生物合成途径,也为后期开展竹节参皂苷的异源合成提供了可供选择的关键基因元件。     

哮喘相关基因与治疗药物的生物信息学分析

目的:通过生物信息学技术比较哮喘患者与健康人的基因芯片数据,初步鉴定与哮喘相关的基因以及治疗哮喘的潜在药物。方法:从基因表达数据库下载GSE74986基因芯片,使用GEO2R分析得出差异表达基因,采用Morpheus制作差异表达基因的热图;通过DAVID 6.8对差异表达基因进行基因本体及京都基因与基因组百科全书分析,使用String 10.5构建蛋白质-蛋白质相互作用网络,筛选核心基因。进一步使用Cytoscape 3.6.1的插件MCODE对差异表达基因进行模块分析。通过医学本体信息检索平台筛选治疗哮喘的小分子药物。结果:筛选出510个差异表达基因,包括29个上调基因和481个下调基因。差异表达基因生物过程与通路主要富集在染色质沉默、核糖核酸聚合酶Ⅱ启动子的转录调节、蛋白质转运、信使核糖核酸加工、核糖核酸剪接以及泛素介导的蛋白水解、内质网中的蛋白质加工、核糖核酸转运、髓样分化因子依赖性Toll样受体信号通路、血小板激活、核苷酸结合寡聚化结构域样受体信号通路等。共得出9个核心基因,包括T-复合蛋白1θ亚基(CCT8),T复合物蛋白1α亚单位(TCP1),26S蛋白酶调节亚单位S10B(PSMC6),热休克蛋白90α(HSP90A) A1,细胞周期蛋白C(CCNC),HSP90AB1,26S蛋白酶体非ATP酶调节亚基6(PSMD6),泛素特异性蛋白酶14(USP14),真核细胞翻译起始因子4E(EIF4E)。得出2个重要模块,模块里的基因主要涉及剪接体和泛素介导的蛋白水解、蛋白修饰以及核糖核酸修饰等生物过程。治疗哮喘的潜在小分子药物有茴香霉素和金雀异黄素等。结论:差异表达基因和核心基因促进了对哮喘发病分子机制的理解,为哮喘的诊治提供了潜在的基因靶标与治疗药物。     

丹参制剂中丹参酮Ⅱ A 的稳定性影响因素考察

目的：考察空气（氧气）、水、pH及复方成分等对丹参酮ⅡA降解速率的影响。方法：在70℃下，对丹参及复方丹参片的乙醇提取试样进行恒温加速试验，用薄层扫描法测定丹参酮ⅡA的含量变化及降解速度常数，比较各因素的影响程度。结果：在大气中丹参酮ⅡA降解迅速，但在较高真空度时明显较慢。随着乙醇溶液中水分含量的增加，降解速度略有增大；不同pH丹参试样以及复方丹参片试样的降解速度常数之间没有明显差别。结论：空气（氧气）对丹参酮ⅡA的降解有较大影响，其次为水分，pH变化和复方成分则没有明显影响。     

Tanshinone IIA isolated from Salvia miltiorrhiza BUNGE induced apoptosis in HL60 human premyelocytic leukemia cell line

Apoptosis is a new therapeutic target of cancer research. Tanshinone IIA isolated from Salvia miltiorrhiza BUNGE, a traditional oriental medical herb, was observed to induce apoptosis in HL60 human premyelocytic leukemia cell line. Tanshinone IIA induced DNA fragmentation into the multiples of 180 bp and increased the percentage of hypodiploid cells in flow cytometry after propidium iodide (PI) staining. Tanshinone IIA-induced apoptosis is accompanied by the specific proteolytic cleavage of poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) and the activation of caspase-3, a major component in apoptotic cell death mechanism.     

Effects of Salvia miltiorrhiza extract on the liver CYP3A activity in humans and rats

Salvia miltiorrhiza (Danshen) is a famous Traditional Chinese medicine used widely in the treatment of cardiovascular and cerebrovascular diseases. This study explored the effects of Danshen capsules commonly used in clinical practice on the liver CYP3A activity in humans and rats. The effects of Danshen extract on liver CYP3A activity were determined by metabolism of model substrates in vitro in human and rat liver microsomes and in the rat in vivo. HPLC was used to determine model substrates and metabolites. Danshen extract (50–2000 µg/mL) competitively inhibited human and rat liver microsomal CYP3A activity with inhibition constant (K_i) values of 51 and 65 µg/mL, respectively. In the rat, 14‐day Danshen extract treatment (100 mg/kg/day, i.p. or 200 mg/kg/day, p.o.) decreased midazolam clearance (11–14%), with a concomitant increase in area under the curve (AUC; 12–17%) and a decrease in the volume of distribution (11–15%). These studies demonstrated that Danshen extract affected the metabolism of CYP3A substrates through competitive inhibition in human and rat liver in vitro and had no enzyme inducing effects on rat CYP3A in vivo after chronic administration. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

HPLC法测定丹参中丹参素、丹参酮ⅡA、二氢丹参酮Ⅰ、隐丹参酮的含量

目的 :建立丹参中水溶性成分和脂溶性成分同时定量的方法。方法 :高效液相色谱法 ,采用Shim packVP ODS(15 0mm× 4 6mm)C1 8色谱柱 ,以甲醇 - 0 5 %冰醋酸溶液梯度洗脱 ,检测波长为 2 81nm ,柱温为 35℃ ,流速为 0 8ml min。结果 :丹参素、丹参酮ⅡA、二氢丹参酮Ⅰ、隐丹参酮回归方程的相关系数依次为 0 9997,0 9997,0 9999和 0 9994 ,四种成分精密度试验RSD <2 % ,2 4h内稳定性试验RSD <2 % ,加样回收率试验RSD <5 %。结论 :通过对河南卢氏县 14种丹参样品的含量进行测定 ,说明本方法切实可行、稳定可靠、且重现性好 ,为丹参的质量评价提供了依据。     

Tanshinone IIB, a primary active constituent from Salvia miltiorrhiza, exerts neuroprotective effect via inhibition of neuronal apoptosis in vitro

Tanshinone IIB (TSB) is a major active constituent of the roots of Salvia miltiorrhiza (Danshen) widely used in the treatment of stroke and coronary heart disease in Asian countries. This study investigated the in vitro neuroprotective effects of TSB and the underlying mechanism. Co-treatment with TSB significantly inhibited the cytotoxicity and apoptosis of rat cortical neurons induced by staurosporine in a concentration-dependent manner. Consistently, TSB significantly reduced the DNA laddering caused by staurosporine in a concentration-dependent manner. TSB also suppressed the elevated Bax protein and decreased bcl-2 and caspase-3 proteins induced by staurosporine in rat cortical neurons. These findings indicated that TSB had a neuroprotective effect via inhibition of apoptosis. Further studies are warranted to investigate the role of other apoptosis-related signaling proteins and reperfusion-related mechanisms in the protective effect of TSB on neurons.     

HPLC法测定丹参和丹参配方颗粒中丹参酮ⅡA的含量的研究

采用高效液相色谱法测定丹参和丹参配方颗粒中丹参酮ⅡA的含量方法。结果：该方法的线性范围为14～138μg／ml(r=1．0000)，平均回收率为98．39％，样品平均含量为1．33％和0．01％。提示本法简便、准确、灵敏度高、重现性好，可用于丹参和丹参配方颗粒的成分含量测定。     

丹参中苯丙氨酸裂解酶基因的克隆、诱导及其对酚酸类成分的影响

目的：克隆丹参中的苯丙氨酸裂解酶基因（Smpal）,研究其表达特征及其对丹参中酚酸类成分的影响。方法：通过cDNA末端快速扩增（RACE）方法克隆了Smpal全长基因,分别使用甲基茉莉酸（MeJA）、水杨酸（SA）、赤霉素（GA3）诱导Smpal的表达。代谢物含量通过液质联用仪检测。结果：Smpal全长cDNA序列为2354bp,包含一个2133bp的开放阅读框,编码711个氨基酸残基的蛋白,含有长度为21bp的5′非编码区,171bp的3′非编码区。Smpal在根茎叶中都有表达,在根中表达量最多,其次是茎和叶。结论：Smpal与其他物种中pal基因具有62．4％-93％的同源性,Southern杂交表明Smpal属多基因家族。丹参中迷迭香酸（RA）和丹酚酸B（LAB）的含量与Smpal的表达相关。