基于质谱的蛋白质与天然有机小分子相互作用的“全息”分析方法研究

Natural products have played the very important role in drug discovery. The studies of the interactions of natural product with proteins are not only helpful for the understanding of the action and side-effects of natural products, but also benefit the discovery of drug candidate. Herein, the strategies based on mass spectrometry will be developed to comprehensively identify the natural product-protein complexes with high accuracy and high sensitivity, combined with physical and mathematic approaches. The interactions of natural products and proteins will be also investigated in detail. Based on the developed strategies, the highthought screening will be developed to find the drug candidate for treatment of Alzheimer‘s disease. These studies will be very useful to extend the application of mass spectrometry in the interactions of natural products with proteins, but also be beneficial to probe the insights of the natural products and promote the discovery of innovative drugs in herbal medicines.

天然有机小分子在新药物发现中担当者举足轻重的角色。研究天然有机小分子与蛋白的相互作用不仅能够揭示药物的作用机制和毒副作用，而且对于开发和寻找新的治疗药物有着重要的意义。本项目以天然有机小分子（黄酮、皂苷等）为研究对象，以现代质谱技术为核心，有机地结合物理、数学的方法，建立天然有机小分子与蛋白质相互作用的“全息”质谱分析方法，并从分子水平诠释天然有机小分子与蛋白质相互作用。在所建立起来的方法的基础上，快速筛选天然植物中的能够改善阿尔茨海默病的认知能力的潜在药物。本项目的研究不仅能够拓展质谱的应用，提供天然有机小分子与蛋白质相互作用的质谱分析平台，而且对于揭示天然有机小分子的药物作用以及开发新的天然药物有着重要意义。

研究天然有机小分子与蛋白质的相互作用，不仅对于深入研究天然有机小分子的作用机理有重要意义，而且还能够为药物设计和新药研发提供理论依据。本项目基于现代质谱技术，结合数学模型、扩散方法、分子对接等方法，建立了蛋白质与天然有机小分子相互作用的native质谱研究策略。不仅可以准确地识别蛋白质与配体的特异性加合，确定化学计量比，而且还能够提供蛋白质与配体的结合常数，以及结合位点等结构信息，从分子水平上揭示天然有机小分子与蛋白质相互作用。同时还成功地筛选出了对乙酰胆碱酯酶具有较强抑制活性的天然药用植物，为进一步研发治疗阿尔茨海默病的潜在的天然药物奠定基础。本项目的研究不仅搭建了天然有机小分子与蛋白质相互作用的质谱分析平台，大大拓展了质谱的应用范围，而且对于揭示天然有机小分子的药物作用以及开发新的治疗药物有着重要意义。