天然产物研究前沿与研究范式转变

2023-05-26 09:20

天然产物是治疗重大疾病的药物或先导化合物的重要源泉，在药物研发中占有不可或缺的地位，从1981至2019年间，国际上研发的新化学实体药中超过一半直接或间接来源于天然产物。近年来，天然产物研究越来越呈现出多学科交叉融合的特点和优势，涉及学科包括：药理学、药物化学、有机合成、化学生物学、合成生物学、分子生物学等。同时，天然产物研究在发现策略、资源拓展、分离技术、结构表征、活性研究、样品获取和应用等方面均取得了重大的进展。

与人们对传统天然产物研究的认知相比，当下的研究内涵和范式也正在发生变化。深入总结和分析天然产物领域取得的突破性进展和研究范式的转变，将有助于提高对天然产物研究的兴趣，加深对天然产物研究的认识和理解，从而推动天然产物和相关学科的健康和可持续发展。

鉴于此，烟台新药创制山东省实验室岳建民研究团队在Sci. China Chem.上发表了有关当前天然产物研究的展望。

首先，作者探讨了近年来仪器发展和新兴技术应用，包括新的核磁共振技术、基于DP4和DP4+评价的核磁共振计算、微晶电子衍射（MicroED），以及生物信息学分析等，在天然分子结构表征方面带来的巨大变化。

第二，论文浅析了天然产物新的研究策略，包括结构导向的分子网络方法、高通量激发子筛选（HiTES）和机器学习，以及机器学习在天然化合物结构类型预测和活性预测方面的应用。

第三，作者对天然产物研究所涉及新资源拓展的趋势进行了探讨，除了研究普通的动植物和微生物外，当今天然产物学家开始研究稀有和难操控的生物资源，包括人类微生物组共生菌、厌氧菌和实验室难以培养微生物等的次生代谢产物，非传统资源天然产物的研究将有助于应对当前天然产物领域中常常出现的来源有限及重复分离的挑战。

第四，文章对近年天然产物研究的重要代表性工作进行了简要总结，列举了系列重要活性天然明星分子。

最后，作者进行了总结，对天然产物领域存在的问题、机遇和挑战进行了分析，并对天然产物研究的未来发展进行了展望。

烟台新药创制山东省实验室岳建民研究员为该研究的通讯作者，赵金鑫副研究员为论文第一作者。该项工作得到了国家自然科学基金和中国医学科学院创新基金以及中科院青年创新促进会的资助。

全文链接

https://link.springer.com/article/10.1007/s11426-022-1512-0

（供稿部门：岳建民课题组；供稿人：赵金鑫）