天然藥物化學(xué)核心研究體系演講人：日期:目

錄CATALOGUE02活性成分分類01學(xué)科基礎(chǔ)概念03提取分離技術(shù)04結(jié)構(gòu)解析方法05生物合成路徑06研究進(jìn)展與應(yīng)用學(xué)科基礎(chǔ)概念01天然藥物定義與學(xué)科范疇指在一定區(qū)域內(nèi)自然生長或經(jīng)過簡單加工后具有藥理作用的植物、動物、礦物等天然資源。天然藥物定義學(xué)科范疇涵蓋領(lǐng)域涉及天然藥物資源的發(fā)現(xiàn)、提取、分離、結(jié)構(gòu)鑒定、活性篩選、藥效評價(jià)、質(zhì)量控制及臨床應(yīng)用等多個方面。天然藥物化學(xué)、藥理學(xué)、藥劑學(xué)、藥物分析學(xué)、中藥學(xué)等多學(xué)科交叉領(lǐng)域。天然產(chǎn)物化學(xué)特性概述化學(xué)成分多樣性生物活性強(qiáng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性安全性高天然產(chǎn)物含有多種生物活性成分，如生物堿、黃酮類、多糖等，具有廣泛藥理作用。天然產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有手性、立體異構(gòu)性等特點(diǎn)，難以人工合成。許多天然產(chǎn)物具有顯著的生物活性，如抗菌、抗炎、抗腫瘤等，是藥物研發(fā)的重要來源。相較于化學(xué)合成藥物，天然產(chǎn)物通常具有較低的毒性和副作用，安全性更高。揭示天然產(chǎn)物生物活性成分及其作用機(jī)制，為新藥研發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。研究目標(biāo)天然藥物具有廣闊的市場前景，可推動醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。天然產(chǎn)物是新藥研發(fā)的重要來源，眾多臨床藥物均來源于天然產(chǎn)物或其衍生物。010302研究目標(biāo)與學(xué)科價(jià)值天然藥物在預(yù)防、治療疾病方面具有獨(dú)特優(yōu)勢，有助于提高人類健康水平。天然藥物開發(fā)應(yīng)遵循可持續(xù)發(fā)展原則，有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境和生物多樣性。0405醫(yī)療保健藥物研發(fā)生態(tài)環(huán)境保護(hù)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展活性成分分類02生物堿類化合物結(jié)構(gòu)與分類生物堿是一類含氮有機(jī)化合物，根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為異喹啉類、吲哚類、吡啶類等多種類型。01生物活性與藥理作用生物堿具有多種生物活性，如抗炎、鎮(zhèn)痛、抗腫瘤等，是天然藥物化學(xué)研究的重要對象。02提取與分離技術(shù)生物堿的提取與分離通常采用溶劑萃取、酸堿處理、層析分離等技術(shù)。03黃酮類與酚類物質(zhì)黃酮類化合物是一類具有多酚結(jié)構(gòu)的天然色素，包括黃酮、黃酮醇、黃烷酮等多種類型；酚類物質(zhì)則包括簡單酚類、酚酸等。結(jié)構(gòu)與性質(zhì)生物活性與藥理作用提取與分離技術(shù)黃酮類與酚類物質(zhì)具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤等多種生物活性，對心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等具有顯著的保護(hù)作用。黃酮類與酚類物質(zhì)的提取與分離通常采用溶劑萃取、酸堿處理、層析分離等技術(shù)，同時需注意避免氧化和破壞。萜類及甾體化合物結(jié)構(gòu)與分類萜類化合物是一類由異戊二烯單元組成的化合物，包括單萜、倍半萜等多種類型；甾體化合物則是一類具有環(huán)戊烷多氫菲骨架的化合物。生物活性與藥理作用提取與分離技術(shù)萜類及甾體化合物具有廣泛的生物活性，如抗菌、抗炎、抗腫瘤等，是天然藥物化學(xué)研究的重要領(lǐng)域。萜類及甾體化合物的提取與分離通常采用溶劑萃取、層析分離等技術(shù)，同時需注意保護(hù)其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和生物活性。123提取分離技術(shù)03傳統(tǒng)溶劑提取法將藥材加水煎煮，使藥材中的有效成分溶入水中，然后過濾、濃縮。煎煮法將藥材浸泡在溶劑中，使藥材中的有效成分溶解于溶劑中。浸漬法利用溶劑的沸點(diǎn)低于藥材中有效成分的沸點(diǎn)，加熱溶劑使藥材中的有效成分隨溶劑揮發(fā)，再冷凝收集?；亓魈崛》ìF(xiàn)代色譜分離技術(shù)硅膠柱色譜活性炭柱色譜氧化鋁柱色譜聚酰胺柱色譜利用硅膠對混合物中各成分的吸附能力不同，通過洗脫劑將各成分分離。利用氧化鋁對混合物中各成分的吸附能力不同，通過洗脫劑將各成分分離。利用活性炭對混合物中各成分的吸附能力不同，通過洗脫劑將各成分分離。利用聚酰胺對混合物中各成分的吸附能力不同，通過洗脫劑將各成分分離。超臨界流體萃取法利用超臨界二氧化碳對藥材中的有效成分進(jìn)行萃取，具有提取效率高、提取溫度低、不易破壞藥材成分等優(yōu)點(diǎn)。超臨界二氧化碳萃取超臨界水蒸餾法超臨界流體色譜分離利用超臨界水的高溶解性和高滲透性，將藥材中的有效成分提取出來，適用于極性較大的成分。利用超臨界流體作為色譜柱的流動相，對各成分進(jìn)行分離，具有分離效率高、速度快、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)解析方法04波譜綜合分析技術(shù)紅外光譜用于測定有機(jī)化合物中的官能團(tuán)及分子結(jié)構(gòu)。01核磁共振譜提供分子中氫原子和碳原子的連接信息以及分子空間構(gòu)型。02質(zhì)譜測定相對分子質(zhì)量及分子式，輔助推斷結(jié)構(gòu)。03單晶X射線衍射應(yīng)用通過單晶X射線衍射數(shù)據(jù)，解析天然藥物中復(fù)雜分子的三維結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)解析確定晶胞大小、形狀和分子在晶胞中的排列方式。晶胞參數(shù)測定計(jì)算鍵長、鍵角等數(shù)據(jù)，輔助藥物設(shè)計(jì)。晶體學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算化學(xué)降解推導(dǎo)策略逆合成分析從降解產(chǎn)物出發(fā)，逆向推導(dǎo)原天然藥物分子的結(jié)構(gòu)。03利用色譜、質(zhì)譜等技術(shù)手段，鑒定降解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。02降解產(chǎn)物鑒定降解途徑分析根據(jù)天然藥物分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，推測其可能的降解途徑。01生物合成路徑05次生代謝產(chǎn)物生成機(jī)制酶促氧化反應(yīng)甲基化作用羥化反應(yīng)聚合反應(yīng)通過氧化酶催化，使底物分子中某些部位發(fā)生氧化，形成新的化合物。在甲基轉(zhuǎn)移酶的作用下，使底物分子中的某些部位甲基化，改變其生物活性。在羥化酶催化下，底物分子中加入羥基，改變其結(jié)構(gòu)和活性。多個單體分子通過聚合反應(yīng)形成大分子化合物，如多糖、蛋白質(zhì)等。關(guān)鍵酶催化反應(yīng)類型氧化還原酶催化氧化還原反應(yīng)，包括醇脫氫酶、醛脫氫酶等。01轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，包括甲基轉(zhuǎn)移酶、?；D(zhuǎn)移酶等。02水解酶催化水解反應(yīng)，包括酯酶、糖苷酶等，可降解大分子物質(zhì)。03裂解酶催化底物分子中的化學(xué)鍵斷裂，形成新的化合物。04合成生物學(xué)改造方向基因工程通過基因克隆、基因編輯等技術(shù)，改造天然藥物的生物合成途徑，提高產(chǎn)物產(chǎn)量和純度。02040301細(xì)胞培養(yǎng)與發(fā)酵優(yōu)化細(xì)胞培養(yǎng)條件，提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量和穩(wěn)定性；開發(fā)新型發(fā)酵工藝，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。酶工程挖掘和利用新的酶資源，改善酶的催化性能，提高生物合成效率。生物催化與轉(zhuǎn)化利用生物催化劑進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化，合成新的化合物，豐富天然藥物資源。研究進(jìn)展與應(yīng)用06現(xiàn)代天然藥物研發(fā)趨勢活性成分的高效分離與鑒定生物技術(shù)在天然藥物中的應(yīng)用復(fù)方藥物研發(fā)制劑創(chuàng)新與藥物傳遞系統(tǒng)運(yùn)用高通量篩選技術(shù)，快速獲得有活性的天然成分，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定和藥效評價(jià)。以多成分、多靶點(diǎn)、多途徑為特點(diǎn)，研發(fā)具有協(xié)同作用或減毒增效的復(fù)方天然藥物。利用發(fā)酵工程、酶工程、基因工程等技術(shù)，提高天然藥物的產(chǎn)量、質(zhì)量和生物活性。研發(fā)新型天然藥物制劑，改善藥物溶解度、穩(wěn)定性、生物利用度等，提高藥物療效。靶向藥物開發(fā)典型案例抗腫瘤天然藥物從天然產(chǎn)物中篩選出具有抗腫瘤活性的成分，如紫杉醇、喜樹堿等，并針對特定腫瘤靶點(diǎn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。01心血管系統(tǒng)藥物利用天然藥物調(diào)節(jié)血壓、血脂、血糖等生理指標(biāo)，預(yù)防和治療心血管疾病，如銀杏葉提取物、丹參酮等。02神經(jīng)精神疾病藥物開發(fā)具有鎮(zhèn)靜、抗抑郁、抗焦慮等作用的天然藥物，如圣約翰草提取物、γ-氨基丁酸等。03免疫調(diào)節(jié)劑利用天然藥物調(diào)節(jié)免疫功能，治療自身免疫性疾病和增強(qiáng)免疫力，如人參皂苷、靈芝多糖等。04天然產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫建設(shè)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫藥效數(shù)據(jù)庫資源整合與共享收集天然產(chǎn)物的化學(xué)成分信息，包括結(jié)構(gòu)