来自海洋的馈赠:神奇抗癌症分子曲贝替定

<正>癌症,已成为当代社会人类的噩梦,因此关于抗癌药物的发现则是科学界全力以赴的研究领域.目前世界上广泛使用的抗癌药物中约50%源自大自然的馈赠——天然产物.海洋天然产物由于其独特的产生环境,具有独特的活性药效,成为科学家筛选新药的一大宝库.为了应对全球日益激增的癌症患病人数,美国国家癌症研究所从1955年就开始了一项计划.该计划旨在从天然产物中发现新的抗肿瘤活性成分或者先导化合物并以     

海洋生物中发现新的抗癌物质

人类的药物自古以来就是以自然界生物(动物、植物和微生物)体内的生理活性物质及其类似物为中心发展起来的。现代科学则采用更为有效的手段从天然产物中寻找新颖药物的分子模型,就是首先通过生理活性的跟踪,从天然产物中分离出具有生理或药理作用的微量化学物质(一般是生物体本身的代谢产物)、     

微生物转化在甾体化合物中的应用

最早获得天然有机化合物的方法是从生物中提取,以后才逐渐发展应用人工合成。近三十多年来,人们开始利用微生物来合成天然产物(生物合成)。现在它的应用范围已越来越广了。微生物的新陈代谢产物包括各种类型的化学结构,有极简单的,也有很复杂的。它们还能够产生一种活泼的酶系统,这些酶能催化一些外来物质的化学反应。酶有点象特殊的化学试剂,但具有高度的选择性和立体专一性,因此微生物往往能够一步完成一些     

基于天然产物衍生优化的小分子药物研发

天然产物一般泛指自然界中包括动物、植物和微生物等活体生物体中内源性的化学成分或其代谢产物.人类对天然产物的发现、采集、使用和加工并用于疾病的治疗贯穿于整个人类文明史.古有神农尝百草,之后东汉《神农本草经》、陶弘景《名医别录》、葛洪《肘后备急方》和李时珍《本草纲目》等中药学著作都记录了古代中国劳动人民对天然产物药用功效的探索和开发.近代科学体系建立后,天然产物研究更侧重于分离和鉴定具有生理学活性的有效成分.19世纪初发现的第一个现代药物吗啡,也促成了第一家现代制药公司默克.在相当长的时间内,天然产物是新药研发的最重要的、也是唯一的源泉.随着有机化学和药物化学的发展,直接用天然产物作为药物的可能性越来越小,人工合成小分子药物慢慢开始占主导地位.但针对天然产物进行改造或利用天然产物的结构特征,仍然是新药开发的重要手段之一.通过对天然产物进行衍生优化,不仅可以提高化合物的溶解度、稳定性等来改善药物在体内的动态,还可以增加活性或选择性以及降低化合物的毒性等来增强天然产物的成药性.本文列举了一些基于天然产物的小分子药物,包括青蒿素和阿维菌素研究开发的例子,用以阐明天然产物结构鉴定,特别是天然产物的衍生优化在小分子新药研发中的重要性.     

合成生物学策略发现新型核糖体肽Xenopeptide

S-腺苷甲硫氨酸自由基(rSAM)酶家族是目前已知的最大酶超家族之一,由22000多个成员组成.这些酶在大自然中广泛存在,被认为是地球上最早的生物催化剂之一.随着大量的微生物基因组信息被解析,分析显示,微生物中大量核糖体肽类天然产物的生物合成基因簇中含有rSAM酶;其中Xenorhabdus、Yersinia和Erwinia三个属的基因组中均含有一个高度保守的rSAM酶负责其相邻核糖体肽的前体修饰,此类前体肽和rSAM酶构成的XYE系统所合成的化合物鲜有报道.本研究合成一个来源于Xenorhabdus sp. KJ12.1的XYE系统的前体肽和rSAM修饰酶基因,在大肠杆菌中进行共表达,得到新型核糖体肽Xenopeptide,通过结构解析发现, rSAM酶XenB负责分子内2个碳碳键的形成.本研究为微生物中此类化合物的深度挖掘和合成生物学改造提供了理论支撑.     

代谢工程改造酿酒酵母底盘细胞

酿酒酵母是合成多种天然产物的微生物细胞工厂,合理利用酿酒酵母底盘细胞内源的代谢途径可生产高附加值的生物医药、食品保健和精细化学品类产物.如何精细调控和优化酿酒酵母胞内代谢流是实现目标化学物高产量、高产率和高转化的关键问题.乙酰辅酶A是中心代谢和天然产物合成的基本前体,精细调控乙酰辅酶A的合成是实现目标化合物高产的重要策...     

人类健康面临的新挑战

就在我们不断攻克现有的疾病时 ,在新世纪时刻陪伴我们的一颗颗新“定时炸弹”已经悄然准备就绪 ,它们就是天然或者人造的新型病原微生物。今天 ,新病毒正走出大自然“发现”人类。在医院和丛林诊所里 ,异常强大的变异细菌不断出现 ,人类根本来不及找出对付它们的抗生素。     

天然产物全合成——来自大自然的机遇和挑战

<正>●从简单到复杂,自人类首次从自然界中分离出天然产物后,科学家们就一直不断地在尝试人工合成天然产物的新方法,从小分子到大分子,包括天然产物的半合成、全合成、生物合成或基因重组等路径,科学家们在天然产物合成的研究中逐渐前行。自然界中,生物体之间的信息交流有着多种多样的形式,其中,通过释放和接收化学物质是最常见的一种。比如,在交配的季节,雌性飞蛾通过分泌     

天然产物中β-位甲基化氨基酸单元的生物合成研究进展

相对于组成蛋白质大分子的20种标准氨基酸,更多的非标准氨基酸(将近500种)被引入天然产物的生物合成中,后者对于天然产物发挥独特的生物学功能具有至关重要的作用.β-位甲基化氨基酸作为一类非标准氨基酸,在一些活性天然产物的生物合成中及初级代谢中也有很多报道.它们的生物合成主要通过3种方式:(1)谷氨酸变位酶催化;(2)甲基转移酶和氨基转移酶联合催化;(3)S-腺苷甲硫氨酸自由基酶催化.本文综述了近年来文献中报道的天然产物中β-位甲基氨基酸单元的生物合成方式,通过代谢工程、合成生物学及酶工程的手段,将有助于提高含有该单元的活性天然产物的产量,同时有助于创造更多含有该单元的非天然-天然产物.     

《天然产物资源化学》

作者:何兰等出版:科学出版社2008年7月定价:68元ISBN:978-7-03-021390-7天然产物资源化学(resources chemistry of natural products)是天然产物化学与天然产物资源学相互渗透、交叉、整合而形成的一门新兴边缘学科.本书包括两方面的内容:第一部分介绍各种类型天然产物的化学组成、结构分类、理化性质、提取与分离方法、检识技术、结构分析鉴定等,即天然产物成分化学的内容.同时,根据生物资源的可用     

极端微生物——生物活性物质的新源泉

曾经被认为是“不毛之地”的极端环境,实际上却孕育着大量鲜活的微生物,它们被称为“极端微生物”。极端微生物的发现,对于研究生命起源、系统进化等方面具有重要的启示作用;对于极端微生物的生存机制研究和代谢产物的应用研究,已经使某些新的生物技术手段成为可能,改变了整个生物技术领域的面貌。     

[3+3]-从头合成吡啶

<正>天然产物的独特结构和重要生理活性是药物发现的重要灵感来源.有些天然产物本身或其结构类似物是重要的临床药物,而天然产物合成过程中发展的新方法也促进了结构新颖化合物的设计,给药物发现带来新机遇.吡啶的合成和反应性不仅是基础有机化学教科书中讲授的重要内容,同时也是许多药物分子和天然产物的基本结构单元.如上市药物,用于胃食管返流性疾病(GORD)的质子泵抑制剂奥美拉唑(esomeprazole)、缓解慢性特发性荨麻疹及常年过敏性鼻炎的全身及局部症状的第三代组织胺拮抗剂地氯雷他定(desloratadine)、维生素B6以及从萝芙木中分离到的吲哚生物碱香鹰爪花碱(suaveoline)等均具有多取     

药用天然产物化学研究现状及发展

本文简述了药用天然产物研究的现状及其发展,并介绍了一些引入注目的的药用天然产物。     

面临危机的微生物多样性

生机勃勃的大自然,是多姿多彩的生命赋予的活力,无数生命构成了自然界的生物多样性,看不见的微生物世界也是一个多样性的微生命世界,它们和其他生命一起绘出了这个星球上一道最绚丽的风景,微生物多样性体现在微生物的类群、种群、生理功能、生活环境和生活方式以及基因组差异上.     

“分形是美丽的创新则无止境的”——数学大师伯努瓦&#183;曼德尔布罗特访谈录

数学大师伯努瓦&#183;曼德尔布罗特（Benoit Mandelbrot，下图）在他的拓荒之作《大自然的分形几何》中写道：“云朵不是球形的，山峦不是锥形的，海岸线不是圆形的，树皮不是光滑的，闪电也不是一条直线。”他认为，这些天然以及人造产物的形状是很“粗糙的”，并根据这些不规则的形状提出了一种新的数学。并将其称为“分形几何”——与我们在学校中所了解的欧几里得几何大相径庭。在以下的访谈中，读者还可以了解到这位分形几何之父为什么蔑视规则，以及为什么在名声鹊起之时放弃了对分形的进一步探究。     

抗肿瘤药物初筛方法——精原细胞法和噬菌体法的比较研究

天然产物(抗菌素、植物药等)的化学结构和生物活性极为丰富多样。二十多年来,抗肿瘤药物的筛选研究已为临床提供了多种有效的抗癌抗菌素和植物药,而新的具有抗肿瘤活性的物质现仍继续可见报道。研究的趋势表明,从天然产物中寻找新药今后仍然是抗肿瘤药筛选工作的一个重要方面。研究天然产物需要采用适宜的初筛方法,因为筛选工作中首先要检查     

地质奇观世界十大天然拱门

时间之手借助于风和水的作用造就了大自然中令人沫奇的天然拱门奇景。然而,时间的流逝也是最为无隋的,造就天然拱门的自然之力,终有一天同样也会将这些自然奇景从地球上抹去。在它们彻底消失之前,让砌环失时机地砍赏一下天然拱门之奇观。     

豢养微生物

在与大自然的长期斗争中,人类学会了利用动植物来造福自身。人们种植果树,食其果;人们种植林木,取其材;人们豢养猪羊,食其肉,穿其皮;人们豢养狗猫,看家护院,捕捉老鼠;人们豢养牛马,耕地拉车等。现如今,随着科学技术的高速发展,人类又打起了微生物的主意。     

自然生态链中的莫比乌斯现象

在大自然中,生态系统大概是我们见到的最神奇的东西了。在司空见惯的事物中,动物之间、动植物之间、植物之间、动植物与环境之间、微生物与动植物之间环环相扣,相互交错,相互联结,它     

地质奇观世界10大柱状玄武岩

在地球上,有一类因岩石风化而形成的奇特的地质景观——柱状玄武岩结构,如美国的＂魔鬼塔＂和北爱尔兰的＂巨人堤＂等。这些气势恢宏、形态均匀对称的柱形结构,很难让人相信它们是大自然的产物,但它们的的确确是大自然的鬼斧神工之手雕琢出来的。