本文主要研究内容
作者刘锋（2019）在《不同种重楼间的差异蛋白质组学和代谢组学研究》一文中研究指出：中药重楼具有抗癌、杀菌、解蛇毒、治疗心血管疾病等功效,是云南白药、抗癌止痛丸、宫血宁片、季德胜蛇药片等多种著名中成药的主要原料。重楼皂苷是重楼最主要的药用成分,但其生物合成途径仍不清楚,重楼皂苷的获取完全依赖于从药源植物中提取。然而,作为中药重楼仅有的两种正品药源植物的七叶一枝花和滇重楼的野生资源已严重枯竭,濒临灭绝。百合科重楼属植物有40个种及变种,不同种重楼植物所含的重楼皂苷含量和种类不同,其药理活性的差别也较大。了解不同重楼之间的代谢差异,不仅有助于改善重楼的农艺性状和提高重楼对环境条件的适应性,还可以帮助我们寻找正品药源植物的替代物。但是目前关于重楼属植物的研究报道,多集中于药理作用、种子萌发、以及生理生化指标测定等方面,这些信息无法阐明不同物种基因型控制的中药药用成分多样性及其潜在的分子机制。重楼代谢组学和蛋白质组学特征方面相关信息的缺乏,阻碍了对这些植物的深入研究,并限制其应用。为阐明不同种重楼间皂苷合成的分子调节机制,我们以七叶一枝花(P.polyphylla var.chinensis,PPC)、球药隔重楼(P.fargesii Franch,PFF)和滇重楼(P.polyphylla var.yunnanensis,PPY)这三个不同种重楼属植物的根部组织为研究材料,采用基于SWATH-MS(Sequential Window Acquisition of all Theoretical Mass Spectra)技术的非标记定量蛋白质组学方法,和基于LC-MS(Liquid Chromatography-Mass Spectroscopy)的非靶向代谢组学技术方法,分别进行了蛋白质组学、代谢组学分析以及组学间的整合分析。七叶一枝花和滇重楼是药典中的正品药源植物,而文献报道,球药阁重楼与滇重楼具有相似的细胞毒性,可作为抗肿瘤的潜在药物,因此选择这三种重楼作为研究对象。本研究不仅是首次关于重楼属植物的蛋白质组学报道,同时也是首次在不同种重楼间,开展蛋白质组学和代谢组学综合分析的研究。主要研究结果如下:(1)蛋白质组分析中,我们共鉴定到419个具有显著性表达量差异的蛋白质。在PPY与PPC的比对分析中,共筛选出236个差异蛋白质,其中82个下调,154个上调。PFF与PPC相比较,共有328个差异蛋白质,其中128个下调,200个上调。PPY与PPC、PFF与PPC这两个比对组中,共同出现的蛋白质分别有34个下调和87个上调。此外,有34个蛋白质仅出现在PPY与PPC比较中,46个蛋白质是PFF与PPC比对组所独有的。(2)蛋白质的功能分析表明,419个差异表达蛋白质主要分布在代谢过程、细胞过程和单个有机体过程这三类;细胞组分中分布在细胞,细胞内和细胞器这三类的蛋白质占多数;分子功能中差异蛋白质主要包含有催化活性、结合和结构分子活性等类型。COG(Cluster of orthologous group)分析的结果显示,共有319个差异表达蛋白质获得匹配的COG信息,其中包含差异蛋白质数目较多的类型分别是糖转运与代谢(52个),一般功能预测(49个),翻译后修饰(38个),能量生成与转化(37个),氨基酸转运与代谢(35个),翻译核糖体结构和生物合成(22个),次生代谢产物的生物合成、运输和分解代谢(14个)。(3)KEGG代谢通路富集分析显示,碳代谢(48个)、氨基酸合成(32个)、苯丙素生物合成(18个)、蛋白质加工(16个)以及丙酮酸代谢(15个)等途径中富集到的差异蛋白质数目较多。此外,我们在关注皂苷合成有关的信号通路中发现,淀粉和糖代谢(31个)、糖酵解(16个)、萜类骨架合成(4个)、甾体合成(2个)以及核苷糖代谢途径(14个)中均有差异蛋白质的富集,提示这些蛋白质的差异表达,与不同种重楼的皂苷含量高低密切相关。(4)代谢组学分析中,我们共鉴定到80个化合物,包括甾体皂苷类、植物甾醇类、胆甾烷醇类、萜类化合物、黄酮类化合物等化学成分。通过定性定量及PCA,PLS-DA分析,重楼皂苷H、重楼皂苷VI、番茄苷、薯蓣皂苷元、重楼皂苷B、重楼皂苷A这6个差异代谢物可以作为3种重楼潜在的分类标志物。其中,重楼皂苷H,薯蓣皂苷元,番茄苷可作为鉴别PFF与PPC以及PFF与PPY之间的潜在分类标志物;重楼皂苷H,薯蓣皂苷元,番茄苷,重楼皂苷VI,重楼皂苷A和重楼皂苷B是PPC和PPY之间的主要显著差异代谢物。(5)蛋白质组学与代谢组学整合分析显示,所筛选的的差异蛋白质与差异代谢物之间的相关性非常显著,并且共计11个重楼皂苷及皂苷元都表现出与差异蛋白质的强相关性。代谢通路整合分析结合相关蛋白质和代谢物的定量差异结果提示:PPC组的蔗糖利用效率更高,在糖代谢通路中相关蛋白质的表达量也更高;PPC中更高含量的丙酮酸和对乙酰辅酶A的高利用率可能是PPC中重楼总皂苷含量较高的原因之一。(6)组学结果验证分析中,采用PRM技术和HPLC方法分别对部分相关蛋白质和代谢物结果进行了验证。结果表明,目标蛋白质的PRM方法的定量结果与SWATH方法的定量结果基本一致。HPLC方法的定性检测结果和LC-MS的定性结果基本一致,定量结果表现出不同,但3种重楼的总皂苷含量与当前已有的研究结果趋于一致。通过对这些差异蛋白质和代谢标志物的分析,使我们能够更深层次的明晰不同种重楼调控有效成分合成和代谢的关键途径,并为重楼生长培育的人工干预,相关药效成分的提高,以及物种的基因改良奠定理论基础;为重楼近缘物种鉴别、真假药鉴别等提供潜在的标志物;为抗肿瘤、免疫调节、心血管等疾病的药物研发提供有价值的线索。
Abstract
zhong yao chong lou ju you kang ai 、sha jun 、jie she du 、zhi liao xin xie guan ji bing deng gong xiao ,shi yun na bai yao 、kang ai zhi tong wan 、gong xie ning pian 、ji de sheng she yao pian deng duo chong zhe ming zhong cheng yao de zhu yao yuan liao 。chong lou zao gan shi chong lou zui zhu yao de yao yong cheng fen ,dan ji sheng wu ge cheng tu jing reng bu qing chu ,chong lou zao gan de huo qu wan quan yi lai yu cong yao yuan zhi wu zhong di qu 。ran er ,zuo wei zhong yao chong lou jin you de liang chong zheng pin yao yuan zhi wu de qi xie yi zhi hua he dian chong lou de ye sheng zi yuan yi yan chong ku jie ,bin lin mie jue 。bai ge ke chong lou shu zhi wu you 40ge chong ji bian chong ,bu tong chong chong lou zhi wu suo han de chong lou zao gan han liang he chong lei bu tong ,ji yao li huo xing de cha bie ye jiao da 。le jie bu tong chong lou zhi jian de dai xie cha yi ,bu jin you zhu yu gai shan chong lou de nong yi xing zhuang he di gao chong lou dui huan jing tiao jian de kuo ying xing ,hai ke yi bang zhu wo men xun zhao zheng pin yao yuan zhi wu de ti dai wu 。dan shi mu qian guan yu chong lou shu zhi wu de yan jiu bao dao ,duo ji zhong yu yao li zuo yong 、chong zi meng fa 、yi ji sheng li sheng hua zhi biao ce ding deng fang mian ,zhe xie xin xi mo fa chan ming bu tong wu chong ji yin xing kong zhi de zhong yao yao yong cheng fen duo yang xing ji ji qian zai de fen zi ji zhi 。chong lou dai xie zu xue he dan bai zhi zu xue te zheng fang mian xiang guan xin xi de que fa ,zu ai le dui zhe xie zhi wu de shen ru yan jiu ,bing xian zhi ji ying yong 。wei chan ming bu tong chong chong lou jian zao gan ge cheng de fen zi diao jie ji zhi ,wo men yi qi xie yi zhi hua (P.polyphylla var.chinensis,PPC)、qiu yao ge chong lou (P.fargesii Franch,PFF)he dian chong lou (P.polyphylla var.yunnanensis,PPY)zhe san ge bu tong chong chong lou shu zhi wu de gen bu zu zhi wei yan jiu cai liao ,cai yong ji yu SWATH-MS(Sequential Window Acquisition of all Theoretical Mass Spectra)ji shu de fei biao ji ding liang dan bai zhi zu xue fang fa ,he ji yu LC-MS(Liquid Chromatography-Mass Spectroscopy)de fei ba xiang dai xie zu xue ji shu fang fa ,fen bie jin hang le dan bai zhi zu xue 、dai xie zu xue fen xi yi ji zu xue jian de zheng ge fen xi 。qi xie yi zhi hua he dian chong lou shi yao dian zhong de zheng pin yao yuan zhi wu ,er wen suo bao dao ,qiu yao ge chong lou yu dian chong lou ju you xiang shi de xi bao du xing ,ke zuo wei kang zhong liu de qian zai yao wu ,yin ci shua ze zhe san chong chong lou zuo wei yan jiu dui xiang 。ben yan jiu bu jin shi shou ci guan yu chong lou shu zhi wu de dan bai zhi zu xue bao dao ,tong shi ye shi shou ci zai bu tong chong chong lou jian ,kai zhan dan bai zhi zu xue he dai xie zu xue zeng ge fen xi de yan jiu 。zhu yao yan jiu jie guo ru xia :(1)dan bai zhi zu fen xi zhong ,wo men gong jian ding dao 419ge ju you xian zhe xing biao da liang cha yi de dan bai zhi 。zai PPYyu PPCde bi dui fen xi zhong ,gong shai shua chu 236ge cha yi dan bai zhi ,ji zhong 82ge xia diao ,154ge shang diao 。PFFyu PPCxiang bi jiao ,gong you 328ge cha yi dan bai zhi ,ji zhong 128ge xia diao ,200ge shang diao 。PPYyu PPC、PFFyu PPCzhe liang ge bi dui zu zhong ,gong tong chu xian de dan bai zhi fen bie you 34ge xia diao he 87ge shang diao 。ci wai ,you 34ge dan bai zhi jin chu xian zai PPYyu PPCbi jiao zhong ,46ge dan bai zhi shi PFFyu PPCbi dui zu suo du you de 。(2)dan bai zhi de gong neng fen xi biao ming ,419ge cha yi biao da dan bai zhi zhu yao fen bu zai dai xie guo cheng 、xi bao guo cheng he chan ge you ji ti guo cheng zhe san lei ;xi bao zu fen zhong fen bu zai xi bao ,xi bao nei he xi bao qi zhe san lei de dan bai zhi zhan duo shu ;fen zi gong neng zhong cha yi dan bai zhi zhu yao bao han you cui hua huo xing 、jie ge he jie gou fen zi huo xing deng lei xing 。COG(Cluster of orthologous group)fen xi de jie guo xian shi ,gong you 319ge cha yi biao da dan bai zhi huo de pi pei de COGxin xi ,ji zhong bao han cha yi dan bai zhi shu mu jiao duo de lei xing fen bie shi tang zhuai yun yu dai xie (52ge ),yi ban gong neng yu ce (49ge ),fan yi hou xiu shi (38ge ),neng liang sheng cheng yu zhuai hua (37ge ),an ji suan zhuai yun yu dai xie (35ge ),fan yi he tang ti jie gou he sheng wu ge cheng (22ge ),ci sheng dai xie chan wu de sheng wu ge cheng 、yun shu he fen jie dai xie (14ge )。(3)KEGGdai xie tong lu fu ji fen xi xian shi ,tan dai xie (48ge )、an ji suan ge cheng (32ge )、ben bing su sheng wu ge cheng (18ge )、dan bai zhi jia gong (16ge )yi ji bing tong suan dai xie (15ge )deng tu jing zhong fu ji dao de cha yi dan bai zhi shu mu jiao duo 。ci wai ,wo men zai guan zhu zao gan ge cheng you guan de xin hao tong lu zhong fa xian ,dian fen he tang dai xie (31ge )、tang jiao jie (16ge )、tie lei gu jia ge cheng (4ge )、zai ti ge cheng (2ge )yi ji he gan tang dai xie tu jing (14ge )zhong jun you cha yi dan bai zhi de fu ji ,di shi zhe xie dan bai zhi de cha yi biao da ,yu bu tong chong chong lou de zao gan han liang gao di mi qie xiang guan 。(4)dai xie zu xue fen xi zhong ,wo men gong jian ding dao 80ge hua ge wu ,bao gua zai ti zao gan lei 、zhi wu zai chun lei 、dan zai wan chun lei 、tie lei hua ge wu 、huang tong lei hua ge wu deng hua xue cheng fen 。tong guo ding xing ding liang ji PCA,PLS-DAfen xi ,chong lou zao gan H、chong lou zao gan VI、fan jia gan 、shu yu zao gan yuan 、chong lou zao gan B、chong lou zao gan Azhe 6ge cha yi dai xie wu ke yi zuo wei 3chong chong lou qian zai de fen lei biao zhi wu 。ji zhong ,chong lou zao gan H,shu yu zao gan yuan ,fan jia gan ke zuo wei jian bie PFFyu PPCyi ji PFFyu PPYzhi jian de qian zai fen lei biao zhi wu ;chong lou zao gan H,shu yu zao gan yuan ,fan jia gan ,chong lou zao gan VI,chong lou zao gan Ahe chong lou zao gan Bshi PPChe PPYzhi jian de zhu yao xian zhe cha yi dai xie wu 。(5)dan bai zhi zu xue yu dai xie zu xue zheng ge fen xi xian shi ,suo shai shua de de cha yi dan bai zhi yu cha yi dai xie wu zhi jian de xiang guan xing fei chang xian zhe ,bing ju gong ji 11ge chong lou zao gan ji zao gan yuan dou biao xian chu yu cha yi dan bai zhi de jiang xiang guan xing 。dai xie tong lu zheng ge fen xi jie ge xiang guan dan bai zhi he dai xie wu de ding liang cha yi jie guo di shi :PPCzu de zhe tang li yong xiao lv geng gao ,zai tang dai xie tong lu zhong xiang guan dan bai zhi de biao da liang ye geng gao ;PPCzhong geng gao han liang de bing tong suan he dui yi xian fu mei Ade gao li yong lv ke neng shi PPCzhong chong lou zong zao gan han liang jiao gao de yuan yin zhi yi 。(6)zu xue jie guo yan zheng fen xi zhong ,cai yong PRMji shu he HPLCfang fa fen bie dui bu fen xiang guan dan bai zhi he dai xie wu jie guo jin hang le yan zheng 。jie guo biao ming ,mu biao dan bai zhi de PRMfang fa de ding liang jie guo yu SWATHfang fa de ding liang jie guo ji ben yi zhi 。HPLCfang fa de ding xing jian ce jie guo he LC-MSde ding xing jie guo ji ben yi zhi ,ding liang jie guo biao xian chu bu tong ,dan 3chong chong lou de zong zao gan han liang yu dang qian yi you de yan jiu jie guo qu yu yi zhi 。tong guo dui zhe xie cha yi dan bai zhi he dai xie biao zhi wu de fen xi ,shi wo men neng gou geng shen ceng ci de ming xi bu tong chong chong lou diao kong you xiao cheng fen ge cheng he dai xie de guan jian tu jing ,bing wei chong lou sheng chang pei yo de ren gong gan yu ,xiang guan yao xiao cheng fen de di gao ,yi ji wu chong de ji yin gai liang dian ding li lun ji chu ;wei chong lou jin yuan wu chong jian bie 、zhen jia yao jian bie deng di gong qian zai de biao zhi wu ;wei kang zhong liu 、mian yi diao jie 、xin xie guan deng ji bing de yao wu yan fa di gong you jia zhi de xian suo 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自军事科学院的刘锋，发表于刊物军事科学院2019-09-02论文，是一篇关于重楼论文,蛋白质组学论文,代谢组学论文,军事科学院2019-09-02论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自军事科学院2019-09-02论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：重楼论文; 蛋白质组学论文; 代谢组学论文; 军事科学院2019-09-02论文;