13C代谢通量分析

代谢通量分析(metabolic flux analysis,MFA)是通过确定代谢网络中代谢流分布来表征细胞代谢状态的强有力的工具.鉴于计量学代谢通量分析在处理复杂代谢网络时表现出的局限性,发展了以13C标记实验为基础的13C MFA.本文介绍了13C MFA的原理与方法,总结和评述了13C MFA在实验与数据分析方面的最新进展以及MFA在功能基因组研究中的重要地位,同时对代谢通量分析的发展前景进行了展望.     

13C代谢通量分析

代谢通量分析（metabolic flux analysis，MFA）是通过确定代谢网络中代谢流分布来表征细胞代谢状态的强有力的工具。鉴于计量学代谢通量分析在处理复杂代谢网络时表现出的局限性，发展了以^13C标记实验为基础的”CMFA。本文介绍了”CMFA的原理与方法，总结和评述了”CMFA在实验与数据分析方面的最新进展以及MFA在功能基因组研究中的重要地位，同时对代谢通量分析的发展前景进行了展望。     

维生素C与铅

铅中毒可引起维生素C缺乏及其代谢改变 ,因此 ,无论单独补充维生素C或与螯合剂合用均会起到双重功能 :不仅可缓解铅致维生素C缺乏及其代谢紊乱 ,又可作为中枢神经系统铅的补充性螯合剂 (FoxMRS,1 975 ;RudrapalD ,1 975 ;GoyerRA ,1 979;DallyTW ,1 990 )。据报道 ,接触铅工人服用维生素C和锌可以降低血铅水平 (PapaioannouR ,1 978) ,饲料中补充维生素C和铁可预防染铅大鼠生长受抑、食欲下降、贫血和降低组织中的铅蓄积 (SuzukiT ,1 979)。同时给予维生素C或与维生素B1合用可大大增加CaNa2 EDTA、MFA或DMSA的驱铅效果 ,即可…     

超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用检测红色糖多孢菌胞内中间代谢物同位素丰度

采用超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱联用仪(LC-MS/MS),建立了能精确检测红色糖多孢菌胞内代谢物13C同位素丰度的方法.在优化的超高效液相色谱的条件及三重四极杆串联质谱的离子传输电压和碰撞池电压下,筛选出各胞内代谢物的最佳离子对.根据物质在LC-MS/MS中生成的母离子和子离子碳链长短及子离子是否含有13C等特性,建立了"一对一"法、"一对多"法和单级质谱SIM法等同位素丰度检测方法.利用这些方法,检测了自然标记标准品和13C标记实验样品,根据实验值与理论值的接近程度筛选出最优方法.结果表明,对于以磷酸糖类为代表的子离子不含有13C的代谢物,"一对一"法最有效;对于以有机酸类为代表的母离子和子离子都含有13C的短碳链代谢物,"一对多"法更有优势;对于以辅酶A类为代表的母离子和子离子都含有13C且碳链较长的代谢物,单级质谱SIM法才能发挥作用.建立的同位素丰度检测方法具有较好的准确度,可应用于红色糖多孢菌胞内代谢物同位素丰度的检测,为后续研究菌体的代谢机理,实现红霉素的高效表达奠定了基础.     

绿卡色林衍生物的合成、体外代谢及体内活性研究

将选择性5-HT2C受体激动剂类减肥药绿卡色林分子中的仲胺转化成氨基甲酸酯类前药,设计合成了13个氨基甲酸酯类化合物.新化合物的结构经核磁共振波谱、红外光谱及高分辨质谱确证.通过体外代谢稳定性实验,筛选出半衰期长且可通过代谢持续产生绿卡色林的新化合物6b.对化合物6b的大鼠减肥药理实验结果表明,在日剂量相同的条件下,化合物6b给药1次/d比绿卡色林给药2次/d的减肥效果略好.     

取代喹啉类化合物抗菌活性的3D-QSAR研究及分子设计

通过比较分子力场分析方法(Co MFA)研究取代喹啉类化合物对金黄色葡萄球菌抑菌活性(p M)的三维定量结构-活性相关(3D-QSAR)。12个化合物建立了预测模型,7个化合物作为验证集(含模板分子)。训练集的Co MFA模型显示立体场、静电场对生物活性贡献依次为49.8%、50.2%。该模型的交叉验证相关系数R2cv=0.650,非交叉验证相关系数R2=0.918,对测试集中的7个化合物的生物活性进行了预测,显示出较强的稳定性和良好的预测能力。通过分析Co MFA三维等势图发现,在取代喹啉类化合物抑菌机理中,R4取代基的强吸电性起主要作用,其次是其他取代基的疏水性作用。应用上述规律进行分子设计,获得了3个在理论上具有较高抑菌活性的新的取代喹啉衍生物,期待实验的验证。     

特定化合物碳同位素分析系统中的氧化反应装置的研制

通过对比实验,研制了特定化合物碳同位素在线分析系统中连接气相色谱与同位素比质谱的核心部分——氧化反应装置,包括加热系统、氧化反应系统及接口系统,并以特定化合物的碳同位素分析为例,选用天然气工作标准样品,在600～950℃之间选择8个温度点进行了氧化反应实验,表明其碳同位素测定值(δ13C1,δ13C2,δ13C3)随反应温度升高而逐渐趋于稳定,符合氧化反应过程的一般规律.通过对不同碳数(1≤n≤31)烃类样品(工作标准、国际参考标准、天然气及原油样品)的测试,显示碳同位素值(δ13Calkane)的测试精度优于±(0.2～0.5)‰,满足研究需求,并有效降低了分析成本,具有良好的应用及推广价值.     

己烯雌酚与CYP2C9的计算模拟及多光谱法研究

为了研究己烯雌酚与CYP2C9的结合作用机制,结合分子模拟,荧光光谱等光谱实验多角度分析了两者的结合情况。首先从分子对接得到己烯雌酚与CYP2C9相互作用的最佳结合构象,然后通过动力学模拟研究了己烯雌酚与CYP2C9的复合物的稳定性以及构象变化,最后用多光谱法进行实验印证。对接结果表明己烯雌酚与CYP2C9反应可以自发进行,动力学模拟结果表明两者具有较强的结合能力。同时,荧光光谱实验得出两者的结合机制为静态猝灭且形成一个结合位点,热力学参数证明两者结合作用为疏水作用力;紫外光谱实验进一步证明两者结合后的CYP2C9的构象和周围环境发生改变。通过拟合分析酰胺I带,红外定量分析结果表明,与己烯雌酚作用后的CYP2C9蛋白质的二级结构发生改变。综上结果表明CYP2C9与己烯雌酚可以发生相互作用,理论与实验进行相互印证,为进一步研究CYP2C9的催化代谢机制提供参考。     

气相色谱-质谱联用选择离子监测方法定量分析低浓度胞内游离氨基酸的13C同位素丰度

胞内游离氨基酸具有周转快的特点,其13C同位素丰度能快速反映胞内代谢状态的变化。但胞内游离氨基酸的浓度很低,现有的基于气相色谱-质谱联用全扫描模式的13C同位素丰度检测方法不能满足要求。本研究考察理论上检测精度更高的选择离子监测方法在胞内游离氨基酸13C同位素丰度分析中应用的可能性。首先在全扫描模式下分析了不同氨基酸的断裂规律,找出与每种氨基酸对应的特征碎片,建立起包含有16种胞内游离氨基酸的特征碎片库。利用此特征碎片库,在样品分析时只需检测特定m/z处的信号,从而实现选择离子监测,提高信号质量。对标准品的检测结果表明,与全扫描模式相比,本方法的信噪比、测量精度和准确性分别提高了17倍、2倍和3.8倍。在对辅酶Q10生产菌株样品的分析中,本方法成功检测出8种胞内游离氨基酸的同位素丰度。     

高脂与维生素D缺乏饮食诱导的2型糖尿病小鼠血清和肝脏代谢组学研究

采用高脂与维生素D缺乏(VDD)饮食长期(24周)喂养小鼠,诱导其形成2型糖尿病(T2DM),通过小鼠血清和肝脏代谢组学分析探究了T2DM发生、发展的代谢物和代谢通路变化机制.实验收集小鼠血清和肝脏样品,通过气相色谱-质谱联用技术和硅烷化衍生方法分析得到血清和肝脏代谢轮廓;利用正交偏最小二乘判别分析和非参数检验筛选血清和肝脏代谢组中具有显著性差异的代谢标志物,发现血清样品中乳酸、丙氨酸、甘油、苏氨酸和葡萄糖含量在高脂+VDD小鼠中显著升高,肝脏样品中乳酸、核糖、果糖、葡萄糖、油酸和棕榈酸含量在高脂+VDD小鼠中显著升高.本文还进行了血清和肝脏代谢轮廓整体分析和代谢通路探索,发现高脂+VDD小鼠中三羧酸循环、糖异生、氨基酸以及脂质代谢通量均显著增强,这些代谢路径相互影响共同促进T2DM的发生和发展.本文通过饮食诱导小鼠形成T2DM,得到血清和肝脏代谢物及其代谢通路的变化关系,可为T2DM诊断提供参考信息.     

PEO/LiClO_4复合体系电解质膜的固体NMR研究

自1973年,Wright[1]等发现聚氧乙烯(PEO)/碱金属盐复合物具有离子导电性之后,人们对复合物的导电机理以及如何进一步提高复合物导电率等问题开展了大量研究.长期以来,人们普遍认为复合物中碱金属离子的传输是通过PEO非晶区的链段运动来实现的[2],因此探索新的物理或化学方法,通     

聚氧乙烯-高氯酸锂-水复合物体系的固体核磁共振研究

运用13C和7Li固体高分辨核磁共振(NMR)技术对一系列以水作溶剂制备的不同配比聚氧乙烯(PEO)-高氯酸锂(LiClO4)复合物样品的相态结构进行了研究.发现在样品中有一定量水存在的条件下,随着LiClO4含量的增加,复合物体系经历了PEO的结晶逐渐被破坏,PEO与LiClO4形成的新的晶型逐渐增加的过程,当PEO单体与LiClO4的摩尔比在6/1与8/1之间时,样品完全非晶,水的存在对PEO与Li+的相互作用起到了明显的阻碍作用.     

有机钛化学——Ⅳ.二氯二取代茂钛衍生物的~(13)C核磁共振谱

本文报道了烷基,烯基,四氢呋喃甲基等取代的二氯二茂钛的(13)~C 核磁共振谱,并鉴别了非对映异构体的不同化学位移。     

2,4-二酮-5-咪唑烷基尿的~(15)N和~(13)C核磁共振研究

本实验测定了2.4-二酮-5-咪唑烷基尿的~(15)N和~(13)C NMR谱并确认了谱线归属。根据化学位移及其在脱质子化过程中的变化,讨论了化合物的互变异构平衡及立体构型的转化问题。结果表明,在溶液中此化合物以酮式结构(A)为主要构型。     

双氢埃托啡的^1H, ^1^3C NMR和立体化学

双氢埃托啡(1)为合成的高效镇痛剂。药理实验结果表示,其镇痛作用优于吗啡。该化合物的~1H和~(13)C NMR谱都较为复杂,尚未见报道,并且多数谱峰采用一般方法难以指定。     

二维核磁共振法研究线型聚乙二醇与树枝状聚苄醚形成的三嵌段共聚物

嵌段共聚物是由几个不同的高分子链段通过化学键相连所构成的 .在合成方法上一般是通过几类不同的活性聚合 ,调控单体的加料次序或者通过不同的大分子链段末端的反应活性点偶联而成[1～ 3 ] .所形成的化学键将嵌段共聚物中不相溶的几段相连 ,于是在特定的条件下就产生了微相分离的现象 ,继而可以在 1 0～ 1 0 0nm尺度范围内形成各种各样的微区结构[4,5] .在过去的几十年里 ,研究的重点是认定嵌段共聚物的微区结构和研究微相分离的动力学 ,已发表了大量重要的结果 ,至今仍然是高分子科学中的热门课题 .非常重要的一点是 ,正是由于不同的高分…     

异佛尔酮二异氰酸酯自聚产物的~(13)C-NMR研究

研究了用季铵盐N,N,N-三甲基-N-(2-羟基乙基)-氢氧化铵为催化剂时异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)自聚产物的合成,用13C-NMR1、H-NMR、不失真地极化转移增强(DEPT)1、3C-1H异核远程相关(HMBC)实验表征了产物结构.结果表明,自聚产物是三聚异氰酸酯,主要含有三聚体异氰脲基、异氰酸根.一维核磁谱及二维化学位移相关谱分辨出两种羰基,确定了氮上4种不同取代结构的分子链连接情况.对自聚产物的碳谱图进行了全归属.     

聚烯丙基氯化铵模板对AM/AA共聚物结构的影响

采用IR,1H-NMR和13C-NMR研究了聚烯丙基氯化铵(PAAC)模板对丙烯酰胺(AM)/丙烯酸(AA)共聚产物结构的影响,发现这种模板对共聚物P(AM/AA)序列结构和分子量有重要影响.由于共聚合体系中AA单体在PAAC模板聚合物上预组装,使得模板体系共聚物比无模板体系共聚物的AA和AM序列长度显著增加.这种类似多嵌段结构得到pKa′测定的进一步验证.另外模板分子量大小,模板和AA单体摩尔比,AM和AA摩尔比对共聚物结构的影响也进行了研究.应当指出这种模板聚合产物分离模板后仍有少量不能分离掉的PAAC聚合物存在.     

SEQUENCE STRUCTURE OF ETHYLENE-VINYL SUBSTITUTED COPOLYMER WITH ~(13)C NMR IV——CHLORINATED POLYETHYLENE

The substituent chemical shift (SCS) has been applied to the assignment of the ~(13)C NMRspectrum of chlorinated polyethylene (CPE). CPE of different chlorine contents has been em-ployed and their sequence structure discussed. The results show that characteristic of CPEwith medium chlorine content is the dichloroethane structure in molecular chain. SCS param-etets have been obtained from the ~(13)C NMR spectra. It was found that the effects of chlorinecontent and temperature on SCS are negligible, but the substituent parameter S_1 reduced by0.39 ppm when C_2Cl_4 was added to solvent ODCB.     

Syntheses and Bioactivity of 4″-Sulfonate-5-triphenylsilyl Avermectin B_(1a) and Ivermectin B_(1a) Derivatives

IntroductionAvermectins occuring in nature are macro-cyclic lactones with important anthelmintic,insec-ticidal and miticidal activities.Avermectins andtheir many analogues,such as ivermectins( 2 2 ,2 3-dihydroavermectin B1) and4″- epi- ( methylamino) -4″- deoxyavermectin B1benzoate[1] ,bind to verte-brates′ and invertebrates′ γ- gaminobutyric acid( GABA ) - gated and invertebrate glutamate- gatedchloride channels to increase ion conductance,thereby disrupting inhibitory or excitatory ac…