兰州化物所邱洪灯等天然产物中酶抑制剂筛选研究取得新进展

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天然产物具有资源丰富、安全有效、环境友好和毒副作用小等特点，是天然酶抑制剂的重要来源之一。从天然产物中筛选有效、低毒、价廉的酶抑制剂具有重要意义。
　　低共熔溶剂（Deep eutectic solvents, DES）作为一类新型离子液体，具有制备简单、蒸气压低、可生物降解、成本低和设计性强等特点。近年来，中国科学院兰州化学物理研究所中科院西北特色植物资源化学重点实验室手性分离与微纳分析课题组在新型碱性DES的设计合成及用于纳米酶分析方面取得了系列成果。
　　最近，研究人员以L-脯氨酸为氢键供体、六水合硝酸铈为氢键受体，结合理论计算合成了新型DES（图1）。

图1. L-脯氨酸与六水合硝酸铈以不同的摩尔比形成的混合物的玻璃化转变温度及三维结合模式图

　　研究人员以摩尔比为1：1的L-脯氨酸和六水合硝酸铈组成的DES为溶剂、反应物和模板，制备出CeO2-Co(OH)2复合材料。结果表明，与水溶液中制备的CeO2、Co(OH)2和CeO2-Co(OH)2材料相比，在该DES中制备的CeO2-Co(OH)2复合材料具有更显著的类氧化酶活性，这主要是由于DES中制得的CeO2-Co(OH)2具有丰富的氧空位。基于CeO2-Co(OH)2纳米材料优异的类氧化酶活性，构建了可视化检测乙酰胆碱酯酶活性和不可逆抑制剂筛选的新方法。
　　在此基础上，研究人员将其成功应用于生物碱类天然产物（盐酸小檗碱、咖啡因、喜树碱、苦参碱和吴茱萸碱）中乙酰胆碱酯酶可逆抑制剂的筛选，并通过分子对接和动力学模拟实验探讨了其作用机理（图2）。该研究不仅拓展了DES在纳米酶中的应用，而且为从天然产物中筛选阿尔茨海默病等神经退行性疾病的治疗药物提供了一种新策略。

　　图2. CeO2-Co(OH)2复合材料用于乙酰胆碱酯酶活性检测及抑制剂筛选

　　该研究发表在Analytical Chemistry（2022, DOI: 10.1021/acs.analchem.2c00428）上，该工作得到了东北大学王建华教授团队的支持，硕士研究生刘芸为该论文第一作者，兰州化物所陈佳副研究员、邱洪灯研究员和东北大学于永亮教授为共同通讯作者。　　
　　前期相关研究成果发表在Chinese Chemical Letters（2020, 31, 1584）、Analytical and Bioanlytical Chemistry（2020, 412, 4629）、Microchimica Acta（2020, 187, 314）、ACS Applied Nano Materials（2021, 4, 2820）、Talanta（2021, 222, 121680）和ACS Sustainable Chemistry & Engineering（2021, 9, 15147）上。
　　以上工作得到了国家自然科学基金、中科院青年创新促进会和甘肃省自然科学基金项目的支持。


       文章来源：兰州化物所
      邱洪灯，男，博士，研究员，博士生导师，中科院“百人计划”获得者。目前已在Chem. Comm., Chem. Eur. J., Anal. Chem., Biosens. Bioelectron., Scientific Reports., J. Mater. Chem. B., J. Chromatogr. A等重要学术期刊上发表SCI论文60余篇，被引总数过千次，申请专利6件，论著2章。曾多次参加国际学术会议并做口头报告，在HPLC2012大会上应邀担任离子液体分会主席。现任甘肃省化学会青年工作委员会委员，甘肃省第九届色谱专业委员会委员，《分析测试技术与仪器》编委。
      于永亮，1981年生，理学博士，教授，博士生导师。2004年本科毕业于东北大学应用化学专业，2010年于东北大学获分析化学专业博士学位， 2008-2009年在西班牙University of the Balearic Islands作联合培养博士生。博士论文获“辽宁省优秀博士学位论文”和“全国优秀博士学位论文提名奖”。主持国家自然科学基金项目1项，中央高校基本科研业务费项目1项。 近5年发表SCI收录论文10余篇。