用荧光磁性纳米探针筛选中草药中的小分子酶抑制剂

酶抑制剂的开发是新药创制的一个重要途径，中草药则是发现酶抑制剂的重要源泉。由于中草药提取物中天然化合物极为复杂的结构多样性，现在流行的高通量筛选方法并不能完全满足从中草药提取物筛选酶抑制剂的要求。本项目拟构建一类高灵敏度的表面修饰与重要疾病发生、发展相关的酶（如：二氢叶酸还原酶、蛋白酪氨酸磷酸酯酶和血管紧张素转化酶等等）的荧光磁性纳米探针，基于生物大分子与天然小分子化合物相互作用的原理，配合以高灵敏度的荧光监测，用其直接从中草药提取物中发现并捕获天然小分子酶抑制剂，然后配合MS、NMR等技术对其进行定性定量分析。通过本项目的实施，将有可能加快中草药活性物质基础的阐明和药物筛选的进程，可能发现与疾病相关的重要标记物、药物作用靶标及先导化合物，为疾病诊断与防治奠定基础。

酶抑制剂的发现是新药开发的一个重要途径，而中药则是寻找酶抑制剂的重要来源。细胞水平的筛选模型建立和各种基于仪器联用的分析手段被广泛用于此类活性成分的筛选，但是由于中药提取物中的小分子化合物极为复杂的结构多样性，现在流行的高通量筛选方法并不能完全满足从中草药提取物筛选酶抑制剂的要求。荧光探针技术因为能够实时、灵敏地监测酶与其抑制剂的相互作用情况而受到关注。本项目构建了以胰脂肪酶和酪氨酸酶为代表的磁性纳米固定化酶探针，基于生物大分子与天然小分子化合物相互作用的原理直接从中草药提取物中发现并捕获天然小分子酶抑制剂，并配合荧光检测和MS、NMR 等技术对其进行定性定量分析。建立了一种方便、快速、灵敏并具有高选择性的酶抑制剂筛选方法，结合了荧光检测的灵敏性和磁性纳米材料的快速分离功能，可以加快中草药活性物质基础的阐明和药物筛选的进程。本项目用不同的方法将几种酶固定于磁性荧光纳米粒子其表面；并筛选出经济上可行、固定化后保持了相当活力的酶（胰脂肪酶和α-糖苷酶），以其为探针对20余种中药提取物的活性成分进行了筛选；从黄芩、荷叶提取物快速筛选出其中的酶抑制剂成分。从荷叶提取物中筛选并鉴定得到槲皮素-3-O-β-D阿拉伯糖-半乳糖苷、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖醛酸苷两个脂肪酶抑制剂，从黄芩提取物中筛选出黄芩苷、汉黄芩素和千层纸素A三个脂肪酶抑制剂，夏枯草提取物中的咖啡酸为酪氨酸酶抑制剂，迷迭香酸为其激动剂。用荧光淬灭法和分子对接等手段，对活性小分子与脂肪酶的相互作用进行了深入研究。通过本项目的实施，建立了一个集高效检测与快捷分离为一体的快速分析、分离方法，为中药的活性成分研究提供了有力手段。. 在本项目基金的支持下，我们进一步完善了以功能化磁性纳米粒子为吸附剂的固相萃取方法体系。该体系基于生物大分子与有机小分子的相互作用，能够快速、方便、灵敏地获取中药提取物中的针对生物大分子的特殊活性成分，可以为中药提取物中活性成分的定性、定量分析和药物发现提供有力的工具。