我國建立世界“植物環肽”化學研究坐標系

經過15年的系統研究，以中國科學院昆明植物研究所周俊院士和譚寧華研究員為首的研究團組，共發現植物環肽79個，為世界植物環肽研究建立了一套完整的化學研究體系，樹立了該領域的研究標桿和坐標系。
 
1991年，譚寧華在昆明植物研究所利用從江蘇帶回的中藥太子參進行實驗時，偶然獲得了兩個任何對照圖譜上都沒有記載的結晶體。
 
在周俊院士的指導下，譚寧華及其同事，通過查閱文獻、實驗推導，確定這兩個物質為“太子參環肽A和B”，由此揭開中國科學家開展植物環肽研究的序幕。
 
“植物環肽是一類重要的植物代謝產物。”項目負責人之一譚寧華博士說，但世界化學領域研究植物環肽僅有不到半個世紀的時間。
 
經過15年的系統研究，植物環肽研究已成為天然產物化學的一個新領域，以中科院昆明植物所周俊院士和譚寧華研究員為首的中國科學家，成為了該領域的“領頭軍”。
 
據譚寧華介紹，世界上目前已發現500多個環肽，中國發現110多個，占23%，中科院昆明植物研究所的這一研究團組一共發現79個，占全國的70%多，處于世界領先水平。
 
此外，該研究團組還建立了完整的植物環肽化學研究體系，建立了植物環肽的薄層化學檢測新方法；在國際上提出了植物環肽結構骨架新的系統分類方法；提出了植物環蛋白為原生代謝產物，而其他植物環肽屬非直接基因產物，可能通過多酶途徑合成，為次生代謝產物的新觀點。
 
“研究的最終目的是為此后研制諸如治療腫瘤、免疫、鎮靜、抗菌等方面的新藥，奠定一定的科研基礎。”譚寧華博士說，“利用環肽分子研究生物體系進化的關系，對低等生物和高等生物之間進化進行理性思考，找到環肽的“生物角色”，這才是研究的終極目標。”

    今年3月，譚寧華和周俊院士共同撰寫的“植物環肽”于美國《化學評論》在線發表。該文共56頁，引用347篇文獻，系統全面地總結了近120年，特別是近50年來植物環肽研究的整個發展歷史和取得的重要進展，內容涉及植物環肽的概念、歷史、綜述評論、結構分類、分布、化學分類、理化性質、化學識別、提取分離、結構研究、合成、生物合成、生物活性、生物功能和展望等，特別是提出了新的植物環肽概念、結構分類和生物合成觀點，系統全面地總結了目前已發現的450多個植物環肽的來源、結構、理化常數、波譜數據、生物活性等。該刊副主編John A Gladysz教授認為，該文是一篇相當優秀的文章，其中一位審稿人認為該文是植物環肽研究領域最全面的一篇綜述，對該領域研究將具有最重要的價值。據悉，這篇文章從資料收集、約稿、整理成文到正式發表花費了近兩年時間。

     由譚寧華研究員和周俊院士領導的研究團組1991年從中藥太子參中發現太子參環肽A和B，率先在國內開展植物環肽新領域研究，并持續開展植物環肽研究15年，有力地推動了這一領域在國內的發展，其主要研究成績包括：從研究初期便注重方法學和資料收集，建立了從植物提取物中識別植物環肽的新方法以及一套植物環肽結構鑒定的方法，并得以推廣應用至今；建立了一套環肽系統化學研究方法，包括檢測、提取、分離、純化、平面結構、絕對構型、溶液構象、晶體結構研究等。在結構研究中充分應用各種二維核磁共振譜新技術，包括COSY、TOCSY、DQF-COSY、1H-13C COSY、HMQC、RELAY COSY、COLOC、HMBC、NOESY、ROESY等，是國內較早應用這些新技術研究天然小分子的小組之一；自1991年以來在國內外較早較系統研究石竹科和番荔枝科植物環肽成分，現已擴展到其它科如茜草科、五味子科、五加科、商陸科、蕓香科、毒傘科(高等真菌)等植物環肽研究，從8科20屬28種植物***分離鑒定了112個環肽類化合物，包括環二肽、環五肽、環六肽、環七肽、環八肽、環九肽、環十肽和環十一肽，其中包括79個新環肽。(3)植物環肽的結構分類與相關植物類群的化學分類研究：提出了植物環肽結構骨架的系統新分類方法；提出了以環肽為特征成分的石竹科植物化學分類學新觀點；初步探討了太子參環肽B的酶環化反應；提出了植物環蛋白為原生代謝產物，而其它植物環肽屬非基因產物，可能通過多酶途徑合成，為次生代謝產物的新觀點；植物環肽的應用研究：制定了以太子參環肽A和B作為中藥太子參藥材質量控制成分的技術方法。

     環肽是一類重要的植物代謝產物，自1959年第一個環肽的結構確定和1964年德國學者提出環肽生物堿概念以來，植物環肽研究已走過近半個世紀歷程，已發現的450多個環肽分布在26科65屬120種植物中，分屬兩大類八個類型。從上一世紀60年代中后期到80年代植物環肽的研究主要集中在環肽生物堿，隨后的十五年即70年代后期至90年代初期植物環肽的研究主要集中在茜草科類型環肽，近十年植物環肽的研究主要集中在石竹科類型環肽，近五年環蛋白的研究更引人注目。植物環肽目前已報道的活性有抗腫瘤、安眠、免疫調節、子宮收縮等活性，特別是RAs類環肽的抗腫瘤活性研究已在日本和美國進入臨床試驗，有望研制成為新的抗腫瘤藥。在植物體中環肽類化合物可能與其防御反應和金屬離子的利用有關。