蛋白質(zhì)組學(xué)在中藥現(xiàn)代化中的應(yīng)用

黃泓軻 羅健瑋

(樂山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 四川樂山 614000)

蛋白質(zhì)組學(xué)在中藥現(xiàn)代化中的應(yīng)用

黃泓軻 羅健瑋

(樂山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 四川樂山 614000)

本文介紹研究蛋白質(zhì)組學(xué)的主要內(nèi)容、技術(shù)手段，以及在中藥現(xiàn)代化研究中的巨大應(yīng)用意義，并分析了蛋白質(zhì)組學(xué)的未來發(fā)展方向，為中藥現(xiàn)代化以及新型中藥制劑的開發(fā)提供參考。

蛋白質(zhì)組學(xué);中藥現(xiàn)代化

隨著后基因組時(shí)代的來臨，越來越多的人將研究焦點(diǎn)聚焦在中藥復(fù)方成分的研究上，蛋白質(zhì)組學(xué)通過生物化學(xué)技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)開展大規(guī)模地研究，能夠?qū)χ兴幹械幕钚猿煞诌M(jìn)行深入研究，逐漸成為中藥現(xiàn)代化研究的熱點(diǎn)。

1.蛋白質(zhì)組學(xué)的主要內(nèi)容和技術(shù)手段

1.1 蛋白質(zhì)組學(xué)的主要內(nèi)容

蛋白質(zhì)組比基因組更注重整體性和全面性。其研究?jī)?nèi)容主要包括：(1)蛋白質(zhì)的大規(guī)模鑒定和研究轉(zhuǎn)錄后修飾的微特征;(2)差異性比較蛋白質(zhì)表達(dá)水平;(3)應(yīng)用酵母雙雜交體系和質(zhì)譜技術(shù)研究蛋白質(zhì)間的相互作用。

1.2 蛋白質(zhì)組學(xué)的技術(shù)手段

蛋白質(zhì)組學(xué)研究的主要技術(shù)包括蛋白質(zhì)組信息學(xué)和蛋白質(zhì)組技術(shù)體系兩方面的內(nèi)容。前者主要是建立蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫及開發(fā)與應(yīng)用相關(guān)軟件。而后者則主要涉及蛋白質(zhì)組樣品的制備、鑒定、相互作用以及功能蛋白質(zhì)組的研究。蛋白質(zhì)組學(xué)在研究過程中主要涉及雙向凝膠電泳［1］、多維液相色譜分離［2］、電噴霧離子化［3］、X射線晶體［4］、核磁共振成像［5］等技術(shù)。

2.蛋白質(zhì)組學(xué)在中藥現(xiàn)代化中的應(yīng)用

2.1 中藥的藥理作用研究

中藥復(fù)方成分復(fù)雜，各成分之間存在協(xié)同或抑制作用，從分子水平揭示中藥復(fù)方的作用機(jī)制，研究中藥復(fù)方對(duì)機(jī)體各系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性正是中藥現(xiàn)代化的主要任務(wù)。朱立華等［6］利用蛋白質(zhì)組學(xué)方法，研究補(bǔ)陽還五湯促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)再生的藥理機(jī)制，證明其抗腦缺血的作用與多種蛋白質(zhì)的參與有關(guān)。蛋白質(zhì)組學(xué)通過分析蛋白質(zhì)表達(dá)產(chǎn)物的差異揭示疾病發(fā)生和發(fā)展的分子調(diào)控規(guī)律，從而更清晰闡述中藥復(fù)方的分子作用機(jī)制。

2.2 中藥作用靶點(diǎn)的識(shí)別

中藥有效成分發(fā)揮作用必然會(huì)引起機(jī)體多個(gè)層面結(jié)構(gòu)與功能的改變，通過比對(duì)蛋白質(zhì)表達(dá)圖譜的差異，可以尋找到與中藥作用相關(guān)的靶點(diǎn)蛋白。Liu等［7］采用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)找到了丹參酮IIA的作用靶點(diǎn)，從而保護(hù)了阿霉素造成的小鼠腎損傷模型。蛋白質(zhì)組學(xué)以與疾病相關(guān)的靶基因作為本質(zhì)的治療指標(biāo)，可使得對(duì)中藥制劑有效成分的研究取得突破性進(jìn)展。

2.3 瀕危中藥材的細(xì)胞培養(yǎng)工程

目前我國瀕臨滅絕的動(dòng)植物達(dá)到1400多種，運(yùn)用生物技術(shù)大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)瀕危藥用中藥材刻不容緩。同時(shí)蛋白質(zhì)組的研究可以使我們更徹底地了解中藥有效成分的作用靶點(diǎn)和調(diào)控規(guī)律，促進(jìn)中藥材的充分合理利用［8］。

2.4 瀕危中藥的替代及道地藥材功能基因組研究

蛋白質(zhì)組學(xué)通過監(jiān)控細(xì)胞中蛋白質(zhì)的表達(dá)差異，研究道地藥材的功能基因組，找出替代藥材中具有相似作用方式的相關(guān)成分，篩選出最佳替代品。利用基因組技術(shù)［9］，研究代表性藥材的功能基因組，為深入研究道地藥材、科學(xué)種植等相關(guān)研究提供科學(xué)依據(jù)。

2.5 中藥指紋圖譜合理化研究

中藥指紋圖譜同時(shí)體現(xiàn)了化學(xué)信息和生物醫(yī)藥信息，能完整表征中藥的物質(zhì)基礎(chǔ)、藥理活性和藥效作用，從而從整體上控制中藥質(zhì)量。中藥蛋白質(zhì)組學(xué)指紋圖譜在分子水平上解決了物質(zhì)基礎(chǔ)和藥理作用、藥效活性的相關(guān)性，有利于中成藥二次開發(fā)及中藥新藥研究。

3.未來蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展方向

蛋白質(zhì)組學(xué)全面整體地分析蛋白質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化狀態(tài)，這種關(guān)注動(dòng)態(tài)、整體、相關(guān)的研究方法與我國傳統(tǒng)中醫(yī)藥論相一致。隨著蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展完善，利用其創(chuàng)新性發(fā)展我國傳統(tǒng)中藥，必將成為中藥現(xiàn)代化研究今后的重點(diǎn)發(fā)展方向。但在中藥現(xiàn)代化的研究中，蛋白質(zhì)組學(xué)仍然需要適應(yīng)于更復(fù)雜的樣品或者實(shí)驗(yàn)條件。因此，開發(fā)適用于中藥復(fù)雜體系研究的高通量蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法是必需的。

［1］O＇Farrell PH.High resolution two-dimensional electrophoresis of proteins［J］.J Biol Chem，1975，250(10)：4007-4021.

［2］Tang J，Gao M，Deng C，et al.Recent development of multi-dimensional chromatography strategies in proteome research［J］.J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci，2008，866(1-2)：123-132.

［3］Breuker K，Jin M，Han X，et al.Top-down identification and characterization of biomolecules by mass spectrometry［J］.J Am Soc Mass Spectrom，2008，19(8)：1045-1053.

［4］李蘭芬，南潔，蘇曉東.蛋白質(zhì)晶體學(xué)技術(shù)的發(fā)展與展望［J］.生物物理學(xué)報(bào)，2007，23(4)：246-255.

［5］Wuet K，周哲.NMR確定溶液中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)［J］.國外醫(yī)學(xué)：分子生物學(xué)分冊(cè)，1991，13(4)：175-178.

［6］朱立華，蔡光先.補(bǔ)陽還五湯促腦缺血后早期內(nèi)源性神經(jīng)再生的蛋白質(zhì)組研究［J］.湖南中醫(yī)雜志，2008，24(4)：103-5.

［7］Liu X，Wang Y，Ma C，et al.Proteomic assessment of Tanshinone II A Sodium Sulfonate on doxorubicin induced nephropathy.Am J Chin Med，2011，39(2)：395-409

［8］王桂芳，楊梅，徐愛軍.蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)進(jìn)展及在中藥現(xiàn)代化研究中的應(yīng)用［J］.中國煤炭工業(yè)醫(yī)學(xué)雜志，2007，10(10)：1132-3.

［9］Zhou X F，Xiao N Z.The strategy of plant genomics study［J］.d Chin Bioeng，2002，22(6)：13-17

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