天然紫杉烷类二萜化合物的核磁共振碳谱规律的探讨

紫杉醇（ｔａｘｏｌ）［1］是一种结构新颖、抗肿瘤作用机制独特的新型抗肿瘤药,现已成为全世界研究的热点［2］。紫杉醇属于天然紫杉烷类二萜化合物,因此,许多学者试图从自然界中寻找抗肿瘤作用更强的紫杉烷类二萜成分［3］。迄今已发现这类化合物30 0多个,并发现了一些新的骨架类型［4 - 8］。紫杉烷类化合物骨架类型多,取代位置和取代基种类更多,且几乎都为含氧取代基,因而结构解析较为复杂。无疑,核磁共振技术的应用对解析结构起到至关重要的作用。氢谱、碳谱、ＮＯＥ、ＤＥＰＴ及各种二维技术（1Ｈ＿1ＨＣＯＳＹ、ＮＯＥＳＹ、…     

医学领域的磁共振成像革命——2003年诺贝尔生理及医学奖主要工作介绍

在磁场中 ,自旋的原子核会吸收频率与其自旋频率相同的电磁波 ,使自身能量增加 ,发生能级跃迁 ,当原子核迁移回原能级时 ,就会把多余的能量以电磁波的形式释放出来 ,称为核磁共振 (NMR) .磁共振成像(MRI)利用这一原理 ,依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减 ,通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波 ,即可得知构成这一物体原子核的位置和种类 ,据此可以绘制成物体内部的结构图像 .将这种技术用于人体内部结构的成像 ,就产生出一种革命性的医学诊断工具 .快速变化的梯度磁场的应用 ,大大加快了磁共振成像的速度 ,使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实 ,极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展     

海南捕鸟蛛毒素-Ⅰ(HNTX-Ⅰ)的1H-NMR信号归属和二级结构分析

海南捕鸟蛛毒素-Ⅰ(HNTX-Ⅰ)是从海南捕鸟蛛(Ornithoctonus hainana)的粗毒中纯化的一种新型神经毒素.应用二维1H-NMR技术研究HNTX-Ⅰ的溶液结构特点,通过分析水和重水中的DQF-COSY、TOCSY和NOESY谱,识别出HNTX-Ⅰ全部33个氨基酸残基自旋体系;通过NOESY谱中的dαN、dβN、dNN和dαδ联系完成了序列专一的谱峰归属,从而确认了HNTX-Ⅰ所有的主链质子和大于96%的侧链质子的化学位移.并通过分析3JNH-CαH耦合常数、序列间的NOE联系以及慢氢交换质子等,确定HNTX-Ⅰ的二级结构主要是由三股反平行的β-折迭组成(Lys7-Cys9,Tyr20-Asn23和Trp28-Val31),这些结构特点与已经探明结构的其它蜘蛛毒素的基本相同.这些结果为完全解析HNTX-Ⅰ的溶液三维结构奠定了基础.     

第一类肽链释放因子结构与功能研究的新进展

蛋白质生物合成过程的终止是由于第一类肽链释放因子识别终止密码子,并导致肽酰-tRNA酯键水解,释放出新合成的多肽链．近期,通过冷冻电镜、结晶学、核磁共振、分子动力学和生物化学等方面的研究,使第一类肽链释放因子的结构与功能逐渐清晰．对近期的研究进行了分析和整理．     

代谢组学：一个迅速发展的新兴学科

对代谢组学的含义,中心任务,研究方法,样品要求,应用及其发展方向进行了简要综述. 系统生物学概念的诞生标志着研究哲学由“还原论”向“整体论”的变化. 系统生物学的中心任务就是要针对生物系统整体 (无论它是生物细胞,多细胞组织,器官还是生物整体),建立定量,普适,整体和可预测 (QUIP) 的认知. 具体而言,系统生物学研究就是要将给定生物系统的基因,转录,蛋白质和代谢水平所发生的事件,相关性及其对所涉及生物过程的意义进行整体性认识. 从而出现了许多的“组”和“组学”的新概念. 但是现已提出的一百多个“组”和“组学”,可以大体归纳为“基因组”/“基因组学”,“转录组”/“转录组学”,“蛋白质组”/“蛋白质组学”和“代谢组”/“代谢组学”四个方面. 显而易见,DNA,mRNA 以及蛋白质的存在为生物过程的发生提供了物质基础 (但这个过程有可能不发生!),而代谢物质所反映的是已经发生了的生物学事件. 因此代谢组学是对一个生物系统进行全面认识的不可缺少的一部分,是全局系统生物学 (global systems biology) 的重要基础,也是系统生物学的一个重要组成部分. 在现有的英文表述中,代谢组学同时存在两个不同的词汇和概念,即metabonomics 和 metabolomics. 尽管前者多用在动物系统而后者多用于植物和微生物系统,但这些概念的本质从他们的定义中能够得到较细致的了解. Metabonomics 的最初定义是就生物系统对生理和病理刺激以及基因改变的代谢应答的定量测定(“the quantitative measurement of the multi-parametric metabolic response of living systems to pathophysiological stimuli or geneticmodifications”). 我们认为这个定义现在可以更广泛地表述为:代谢组学是关于定量描述生物内源性代谢物质的整体及其对内因和外因变化应答规律的科学 (“Metabonomics is the branch of science concerned with the quantitative understandings of themetabolite complement of integrated living systems and its dynamic responses to the changes of both endogenous factors (such asphysiology and development) and exogenous factors (such as environmental factors and xenobiotics).”). 其中心任务包括 (1) 对内源性代谢物质的整体及其动态变化规律进行检测,量化和编录,(2) 确定此变化规律和生物过程的有机联系. Metabolomics 存在多个定义,但其精髓是:对一个生物系统的细胞在给定时间和给定条件下所有小分子代谢物质的定量分析(the quantitativemeasurement of all low molecular weight metabolites in an organism's cells at a specified time under specific environmentalconditions). 因此,metabolomics 可以译作“代谢物组学”. 不难看出,前者是对生物系统进行的整体和动态的认识 (不仅关心代谢物质的整体也关注其动态变化规律),而后者强调分析而且是个静态的认识概念. 因此可以认为,metabolomics 是metabonomics 的一个组成部分 (参看定义). 近年又有人提出了“dynamic metabolomics”的概念,这个概念所表达的含义十分接近“metabonomics”本身的含义. 所以,可以预见,随着这门新兴学科的发展和更深入讨论,这两个概念必将趋向一致. 因此我们建议,在中文表述中将“代谢组学”一词和英文中的 metabonomics 相对应,以避免不必要的混淆和争议. 就细胞系统而言,不仅存在细胞自身的代谢物质组成问题,存在细胞之间代谢物质交换的问题,也存在代谢过程所发生的位点问题. 因此,简单地分析代谢物质的总组成 (即代谢组) 缺乏“整体论”所要求的全面性,其意义有一定局限. 代谢组学属于全局系统生物学 (Global systems biology) 研究方法,便于对复杂体系的整体进行认识. 譬如,一个正常工作的人体包括“人体”本身和与之共同进化而来且共生的消化道微生物群体 (或称菌群),孤立地研究“人体”本身的基因,转录子以及蛋白质当然可以为人们认识人体生物学提供重要信息,但无法提供使人体正常工作不可缺少的菌群的信息. 人体血液和尿液的代谢组却携带着包括菌群在内的每一个细胞的信息,因此代谢组学方法对研究如人体这样复杂的进化杂合体十分有效. 正因如此,代谢组学已经广泛地应用到了包括药物研发,分子生理学,分子病理学,基因功能组学,营养学,环境科学等重要领域. 在代谢组学诞生的过去 6 年里,有关代谢组学的研究论文和专利以指数的形式逐年增长. 可以预见,这门新兴学科将应用到更为广泛的领域.     

双S形Logistic模型对动态增强MRI中乳腺良恶性病变的区分

提出了一种新颖的双S形Logistic模型,提取乳腺动态增强曲线的动力学特征,进而用于区分乳腺的良恶性病变.使用本实验室提出的新模型对乳腺动态增强曲线进行拟合,对模型中提取出的有效参数α,β进行加权得到D（α,β）作为区分乳腺良恶性肿瘤的指标.对50名患者乳腺的动态增强曲线进行了研究,根据病理诊断资料显示,其中25名为良性病灶,25名为恶性病灶.使用D（α,β）在两组病人中进行了统计分析.结果表明,D（α,β）在良恶性肿瘤组间具有显著性差异.而且,对于识别恶性肿瘤而言,D（α,β）比以往的半定量参数都具有更好的敏感性和特异性.总的来说,基于本文提出的新型Logistic模型提取出来的参数D（α,β）可以增加乳腺病灶的影像学诊断信息,有助于鉴别诊断乳腺良、恶性肿瘤.     

代谢组学研究进展及其应用

代谢组学是系统生物学的重要组成部分,其通过研究生物体代谢物的变化来认识生命体的生理与生化状态,从而找出其中隐藏的规律。对代谢组学的含义,研究任务进行介绍;综述代谢组学的产生和技术平台及其在植物、微生物、疾病诊断及毒物学等领域的应用,并对代谢组学的发展趋势以及面临的挑战等问题进行评述。     

mHCN1通道孔隙多肽溶液构象的核磁共振研究

通过分析在 5 0 ? TFE 5 0 %H2 O溶液中采集的WET TOCSY、WET NOESY等二维核磁共振波谱 ,确定了mHCN1通道孔隙多肽氨基酸残基的自旋系统 ;通过解析NOESY谱中的NOE相关点 ,完成了对其序列以及主链和侧链质子的全部归属。利用NOE信息进行了结构计算 ,得到其三维结构。三维结构显示mHCN1通道孔隙多肽中存在一段α螺旋。其核磁共振研究结果为更深入研究选择性离子通道的机制提供了良好的基础。     

黄芪多糖结构及其单糖组成的气相色谱-质谱研究

目的:研究不同样品黄芪多糖的结构和单糖组成差异.方法:采用闪式提取、乙醇沉淀法从黄芪根部提取多种多糖化合物,脱除蛋白、凝胶层析后的多糖化合物经水解、乙酰化后利用气相色谱-质谱法分析黄芪水溶性多糖中单糖组成、结构及其比例,将同样的方法应用到8个不同产地或不同级别的黄芪样品中.结果:黄芪多糖所含单糖种类主要有L-鼠李糖、L-阿拉伯糖、D-木糖、L-木糖、D-核糖、L-核糖、D-半乳糖,D-葡萄糖,D-甘露糖,且不同黄芪样品所含黄芪多糖里含有的单糖种类及含量有较大差别.结论:该研究可为黄芪品种甄别及黄芪多糖品质分析提供参考.     

利用核磁共振技术检测植物细胞凋亡

在细胞凋亡的研究中,通常以检测细胞核和细胞器的形态改变或生物化学特性变化为指标进行分析。已有的实验表明: 动物细胞在凋亡过程中, 细胞膜的脂质双分子层发生了一系列生物物理和生物化学改变,如膜电位的改变、磷脂酰丝氨酸由细胞膜内侧向外翻转、细胞膜微粘度的改变等,这些变化会导致细胞中亚甲基信号强度的增加。我们利用质子核磁共振光谱分析(1H-NMR)方法, 首次发现用物理和化学方法诱导的烟草(Nicotiana tabacumL. cv. BY-2)和胡萝卜(Daucus carota L.)细胞在凋亡过程中伴随有亚甲基信号强度的明显增加。在用烟酰胺处理的烟草细胞中, 亚甲基信号强度的增加与DNA Ladder 几乎同时出现,随诱导时间的延长, 亚甲基信号强度也逐渐增大,在24 h亚甲基信号强度增加约2倍。而这种特征在坏死的细胞中并不存在。说明亚甲基信号强度的增加是动、植物细胞凋亡过程中所具有的共同特征,1H-NMR技术提供了一种精确可靠的分析植物细胞凋亡的手段,同时由于它所具有的非侵害性的特点,可能在揭示细胞凋亡机制的研究中具有一定的意义。