《血清中“不可見”小分子代謝物定量測定的NMR方法研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由紀竹生擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：血清中“不可見”小分子代謝物定量測定的NMR方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：紀竹生
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
血清或者血漿中小分子代謝物的含量測定是臨床疾病診斷或健康水平評估的依據。NMR譜編輯技術無需對血清樣品進行預處理就可以檢測血清中代謝物的含量，是血清代謝物定量分析強有力的手段。但現有的NMR方法不能定量測定在血清中與蛋白質結合的代謝物。我們的初步研究表明，在血清中加入與血清蛋白質有強結合作用的小分子化合物，可使血清中某些代謝物信號大大增強。這就表明強結合小分子化合物可通過競爭結合原理置換出血清中與生物大分子結合的小分子代謝物，使結合態代謝物變成游離態代謝物，使其NMR信號由不可見變為可見，從而使與血清蛋白有結合作用的代謝物的定量測定成為可能。本項目擬以與血清蛋白有強結合作用的小分子藥物作為競爭結合配體，建立測定血清中與蛋白結合的小分子代謝物含量的NMR方法，這對於血清代謝物的定量檢測、人類疾病診斷及健康水平評估等均具有重大的意義。
結題摘要
血清或者血漿中小分子代謝物的含量測定是臨床疾病診斷或健康水平評估的依據。但由於代謝多樣性的存在，很難確定靶成分在血漿中的正常濃度範圍。且許多代謝物在血清中通常以與蛋白結合的形式存在。但現有的NMR方法不能定量測定在血清中與蛋白質結合而“不可見”的的代謝物。因此，探討小分子化合物與血清蛋白質的結合機理，研究血清的代謝多樣性，構建血清中“不可見”小分子代謝物定量測定的NMR方法對於人類疾病診斷、個性化治療及健康水平評估等均具有重大的意義。本項目採用NMR方法對70個血清樣本研究了人類代謝多樣性，結果表明NMR結合主成分分析（PCA）可用於定量表征人類血漿代謝多樣性。同時，這一多樣性還與藥物布洛芬（IBP）引起的變化高度相關（P＜0.0001）。我們以IBP為競爭性強結合小分子化合物，分別採集加入IBP 前後血清樣本的NMR譜，對加入IBP 後新增或明顯增強的譜峰進行了信號歸屬、結構分析及含量測定，確定乳酸(lactate)、丙酮酸(pyruvate)、酪氨酸(tyrosine)、苯丙氨酸(phenylalanine)及組氨酸(histidine)為與血清蛋白有相互作用的小分子代謝物。大約2/3的乳酸以結合態形式存在於血清中，而丙酮酸則為40%，因此，乳酸與血清蛋白的相互作用強於丙酮酸。含量測定的結果表明，血清中的小分子代謝物濃度存在明顯的個體差異。另外，我們分別採用分子對接及分子動力學模擬方法探討了小分子化合物布洛芬（IBP）與血清蛋白質——人血清白蛋白（HSA）相互作用的機理、結合位點及結合能。結果表明HSA分子可與32個IBP分子形成穩定的複合物。IBP與HSA的IB、IIA、IIIA等結構亞域均有強的相互作用，這就解釋了IBP對作用於除site 2以外結合中心藥物的替代現象，也解釋了HSA對IBP的多個結合中心，同時，通過對不同IBP分子對HSA的結合能分析，也揭示了藥物蛋白相互作用的共結合現象。
