教育部重点实验室建设项目验收报告：化学生物学及中药分析 - 图文

专项-国际合作重点项目子课题等多项。参加完成多项国家自然科学基金和省（部）级科研项目。在Micropor. Mesopor. Mater. 等期刊发表研究论文60多篇，其中SCI收录40多篇，国家发明专利授权1项。

廉世勋教授, 硕士，42岁，在稀土发光材料、转光农膜基础和应用研究方面取得了一系列创新成果。目前主持和完成国家自然科学基金2项、省级重点项目3项，申请国家发明专利3项，授权2项。在J. Mater. Sci. Lett. 等学术刊物发表论文40多篇。

王贤纯教授，男，48岁，博士，湖南师范大学博士生导师。在色谱、质谱分析结合蛋白质组学、分子生物学方法在蛛毒多肽分子构效关系与功能酶抑制剂研究等方面完成了一些创新研究工作。参与国家“973”和“863”计划课题，主持国家自然科学基金项目和省部级科研课题6项。参编著作2部。在《生物化学与生物物理学报》等学术杂志发表论文30余篇。

夏立秋教授，男，50岁，硕士，湖南师范大学博士生导师。1992享受国务院政府特殊津贴，1996年入选湖南省首批跨世纪学术带头人培养对象，2000年入选国家“百千万人才工程”百千层次人选。主要从事苏云金杆菌毒蛋白结构与功能及其作用靶点生物大分子的机制研究、分子微生物学教学和科研工作，先后主持承担国家“863”、国家自然科学基金和省部级科研项目20项。有8项科技成果先后获省部级和国家级奖励，其中湖南省科技进步二等奖2项，省科技进步三等奖1项，国家教委科技进步一等奖1项（合作），国家农业部科技进步二等奖1项（合作），国家星火计划奖1项（合作），国家教学成果奖二等奖1项（合作）。申请发明专利3项。发表论文80多篇，著作（教材）2本。

刘述斌教授，博士，男，42岁，讲座教授，博士生导师。1996年在University of North Carolina 获博士学位，导师为著名计算化学家Robert G. Parr教授。在密度泛函理论用于化学生物体系模拟计算等方面在J. Am. Chem. Soc., J. Chem. Phys.等学术刊物发表研究论文50余篇。

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（二）实验室研发工作基本思路、研究方向和主要研究内容

实验室研发工作基本思路：体现化学、生物和药学等学科交叉融合、相互渗透的理念，运用化学的理论、方法、手段乃至研究的思维，去研究和解决中药及生物学的问题，加速推进中药学和生命科学研究的发展；利用生物学的原理、方法、技术以及新发现、新成果解决化学领域中的一些难题，以此促进化学与生命科学的融合，推动新型学科化学生物学向更高层次发展。以分离分析、合成和构效关系模拟计算等为基本手段，探索和了解小分子与生物大分子作用过程、机制和效应，延伸到现代中药、新药研发、生态农药、绿色农业、重大疾病早期预警等应用领域，为社会经济发展服务。

实验室设4个主要研究方向：中药分析与化学生物学研究、化学生物学中的新分析方法、活性小分子的合成与化学生物作用、毒物化学生物学研究。

1. 中药分析与化学生物学研究

中药学是我国国粹，为中华民族的繁衍昌盛做出了不可磨灭的贡献，在几千年“人点头”的实践中形成了一套自己的理论体系。然而，有别于西药研究的基于化学、生物医学的定量研究体系，中药成分的极其复杂性（包括协同作用）与个体差异加大了对其进行现代定量化科学研究的难度，故目前很多中药的作用机制仍处于“黑匣子”阶段，期待人们在更高层次进行更深入的科研探索，这使我国传统医药在“回归自然”的世界潮流中再次焕发出强大的生命力和展现出广阔的发展前景。化学生物学可望成为促进现代中药研究的重要手段，同时中药药效成分及其作为多靶点药物的作用机制研究等也是化学生物学的重要研究内容，两者的有机结合无论对化学生物学还是对现代中药研究都可望产生新的增长点。该研究室主要研究方向包括：（1）中草药成分分离分析及活性指纹图谱研究，对中药质量的稳定性进行有效控制。目前在中草药的现代化研究方面，我国借鉴国外现代植物药指纹技术而进行的中草药成分指纹图谱的研究，包括气质指纹图谱、液相色谱指纹图谱、毛细管电泳指纹图谱和红外指纹图谱等，为稳定控制产品的成分质量起到了积极促进作用，化学计量学的应用也为中草药中化学成分特征的解析带来了新的思想。这类指

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纹图谱以化学成分的理化性质为信息基础，难以提供各指纹峰生物活性信息。中草药活性指纹图谱研究将有望阐明中药中真正有效的指纹特征，对于古方成药的药效品质提升有指导意义。拟研究高通量分离及生物活性在线检测综合分析系统的构建，使各成分在线分离并同步进行生物活性的分析、筛选，在分子药理水平研究并建立中草药中成分的生物活性指纹谱，将对中草药的作用机理、产品中成分药效关系的准确评估、品质提升及国际市场的认同起到积极的促进作用；（2）天然产物中次级代谢产物与生物靶点的作用原理研究：采用化学生物学基本原理和方法，借助分子生物学和分子药理学等学科的成果，研究天然产物中次级代谢产物与受体、酶、离子通道及核酸等靶点生物大分子作用机制，促进对中药多成分、多靶点作用机理的了解，在分子层次上量化中药防治疾病的相关指标；（3）中草药毒副作用研究：中药为纯天然药物，用于疾病防治历史悠久，似乎毒副作用小，但事实上目前定量科学体系与指标缺乏的尴尬局面已妨碍了中药的国际化进程。突出的例子是近两年在国际上产生很大反响的马兜铃酸肾病，现在甚至还有一些国家将之称为中草药肾病。中药成分复杂，难以对药物中各成分毒性进行逐一考察。药物研发早期的细胞毒性测定目前已成为药物研发中的焦点，被认为是为减少药物开发失败、节约新药开发成本而进行先导化合物优化过程的重要部分。以化学生物学中组合化学、天然产物高通量分离和药理活性筛选技术为基础，结合细胞生物学和药理学，观察药物处理后细胞凋亡、细胞周期调控、药物转化和代谢、DNA复制与修复、热休克和氧化应激反应等基因表达谱的变化，研究药物毒性作用，适合于中草药这一多成分、多结构天然化合物库，并可减少对实验动物的依赖。该方向以姚守拙院士和陈波教授领衔，承担国家“十五”科技攻关、国家计委项目子项目、“863”项目子项目、国家重大科技专项“创新药物和中药现代化”博士基金等课题7项，在J. Chromatgr. A等国内外重要学术刊物上发表论文30多篇，获得国家发明专利授权4项。

2. 化学生物学中的新分析方法

化学生物学的核心科学问题是研究小分子与生物大分子的相互作用以及相互作用以后所产生的效应，而建立和完善现场、动态、灵敏、特异的研究和分析表

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征方法与手段当为化学生物学实验研究的基础。同时，在化学和生物医学的交叉点上促进分析表征方法的发展也是分析化学当前发展的重点之一。本方向特点是将声传感技术、光（波）谱和电化学等分析测试研究技术与生物、药学、医学相结合，结合表面技术、微/纳米技术和生物技术，发展新的、多学科交叉的研究领域，包括：（1）压电阻抗分析法在线生物传感研究，用于药物、微生物、体液等的分析，蛋白质（酶）、核酸等生物大分子固定及生物亲合反应过程监测，小分子与生物大分子作用机理研究与动力学分析，具有灵敏度高、能实时动态监测、信息量丰富的优点；（2）研究电化学过程现场石英晶振快速阻抗/网络分析新技术，与传统电化学石英晶体微天平（EQCM）技术相比，可更全面表征石英晶体谐振行为并获取多维压电信息，已应用于耗尽层效应、中等溶解度电解产物沉淀与结晶、有机分子吸附与组装、修饰聚合物表面粗糙度与粘弹性、电极表面修饰蛋白质变性、氧电解过程溶液弯月面爬升和催化过程表征等研究，可成为一种有特色的生物体系表面界面现场分析研究新方法；（3）建立多维分析新技术并应用于生命科学领域：声光电联用技术可同时提供光谱、电化学和质量、界面组分粘弹性和介电性质等多维信息，为复杂的生物过程提供了新的分析监测研究方法，而传统光谱电化学技术和电化学石英晶体微天平技术均只提供两维信息；（4）开展表面微区扫描电化学显微新技术研究，促进对微区化学生物作用过程及其机理的深入了解；（5）开展近红外/生医分析研究，同时无损测定药物、兴奋剂和体液中多种组分。这些现场多参数分析方法为小分子与生物大分子的相互作用、生物膜、离子通道、细胞电化学等研究奠定了基础，并将在重大疾病早期预警等领域拓宽应用范围。该方向以谢青季、李则林教授为学术带头人，承担国家自然科学基金、全国高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划等省部级以上课题10项。已在Anal. Chem.，J. Phys. Chem. A (B), Chem. Comm.等SCI收录刊物上发表100余篇，申请国家发明专利1项，获湖南省科技进步二等奖1项。

3. 活性小分子的合成与化学生物作用

在分子设计指导下，以不对称催化有机合成、生物体系催化的选择性合成反应为基础，研究高效、高选择性的合成方法，制备具有特定结构与功能的生物活性小

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