天然產(chǎn)物是治療重大疾病的藥物或先導(dǎo)化合物的重要源泉,在藥物研發(fā)中占有不可或缺的地位。從1981至2019年間,國(guó)際上研發(fā)的新化學(xué)實(shí)體藥中超過(guò)一半直接或間接來(lái)源于天然產(chǎn)物。近年來(lái),天然產(chǎn)物研究越來(lái)越呈現(xiàn)出多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),涉及學(xué)科包括:藥理學(xué)、藥物化學(xué)、有機(jī)合成、化學(xué)生物學(xué)、合成生物學(xué)、分子生物學(xué)等。同時(shí),天然產(chǎn)物研究在發(fā)現(xiàn)策略、資源拓展、分離技術(shù)、結(jié)構(gòu)表征、活性研究、樣品獲取和應(yīng)用等方面均取得了重大的進(jìn)展。與人們對(duì)傳統(tǒng)天然產(chǎn)物研究的認(rèn)知相比,當(dāng)下的研究?jī)?nèi)涵和范式也正在發(fā)生變化。深入總結(jié)和分析天然產(chǎn)物領(lǐng)域取得的突破性進(jìn)展和研究范式的轉(zhuǎn)變,將有助于提高對(duì)天然產(chǎn)物研究的興趣,加深對(duì)天然產(chǎn)物研究的認(rèn)識(shí)和理解,從而推動(dòng)天然產(chǎn)物和相關(guān)學(xué)科的健康和可持續(xù)發(fā)展。
鑒于此,中國(guó)科學(xué)院上海藥物所岳建民院士團(tuán)隊(duì)在Sci. China Chem.上發(fā)表了有關(guān)當(dāng)前天然產(chǎn)物研究的展望文章。首先,探討了近年來(lái)儀器發(fā)展和新興技術(shù)應(yīng)用,包括新的核磁共振技術(shù)、基于DP4和DP4+評(píng)價(jià)的核磁共振計(jì)算、微晶電子衍射(MicroED),以及生物信息學(xué)分析等,在天然分子結(jié)構(gòu)表征方面帶來(lái)的巨大變化。第二,淺析了天然產(chǎn)物新的研究策略,包括結(jié)構(gòu)導(dǎo)向的分子網(wǎng)絡(luò)方法、高通量激發(fā)子篩選(HiTES)和機(jī)器學(xué)習(xí),以及機(jī)器學(xué)習(xí)在天然化合物結(jié)構(gòu)類(lèi)型預(yù)測(cè)和活性預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用。第三,對(duì)天然產(chǎn)物研究所涉及新資源拓展的趨勢(shì)進(jìn)行了探討,除了研究普通的動(dòng)植物和微生物外,當(dāng)今天然產(chǎn)物領(lǐng)域開(kāi)始研究稀有和難操控的生物資源,包括人類(lèi)微生物組共生菌、厭氧菌和實(shí)驗(yàn)室難以培養(yǎng)微生物等的次生代謝產(chǎn)物,有效拓展了天然產(chǎn)物研究和應(yīng)用的范圍,為學(xué)科創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展提供了機(jī)遇。第四,對(duì)近年天然產(chǎn)物研究的重要代表性工作進(jìn)行了簡(jiǎn)要總結(jié),列舉了系列重要活性天然明星分子。最后,文章對(duì)天然產(chǎn)物領(lǐng)域存在的問(wèn)題、機(jī)遇和挑戰(zhàn)進(jìn)行了分析,并對(duì)天然產(chǎn)物研究的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了探討和展望。
論文第一作者為中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所趙金鑫副研究員,通訊作者為岳建民院士。詳見(jiàn):Zhao JX, Yue JM. Frontier studies on natural products: moving toward paradigm shifts. Sci. China Chem., 2023, Doi: 10.1007/s11426-022-1512-0.
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【通訊作者簡(jiǎn)介】
岳建民 中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所研究員、中國(guó)科學(xué)院院士。上海藥物研究所學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、學(xué)位評(píng)定委員會(huì)主席、民族藥物與生物功能分子研究中心主任。擔(dān)任多個(gè)期刊的主編、副主編、編委和顧問(wèn)編委。長(zhǎng)期從事新穎結(jié)構(gòu)天然功能物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)和功能研究、天然功能分子的合成、藥物先導(dǎo)結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和構(gòu)效關(guān)系研究,以及新藥研發(fā)。已在國(guó)內(nèi)外知名期刊發(fā)表論文320余篇,獲得授權(quán)專(zhuān)利16項(xiàng),其中3項(xiàng)已實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)讓。曾獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng),上海市自然科學(xué)一等獎(jiǎng),吳階平-保羅?楊森醫(yī)學(xué)藥學(xué)獎(jiǎng),以及上海市科技精英等榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。
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