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标题： 基于分子网络、MS-DIAL及自建数据库策略从瑞香属植物中快速发现具有新颖骨架的愈创木烷型倍半萜
作者及单位：
本研究由Shu-Hui Dong、Zhi-Kang Duan、Mei-Ya Lian、Ming Bai、Xiao-Xiao Huang*及Shao-Jiang Song*团队完成，作者单位均来自沈阳药科大学中药学院及辽宁省天然活性分子研究与开发工程研究中心。研究成果发表于《Journal of Organic Chemistry》2025年第90卷，页码15046–15057。
一、学术背景
研究领域： 天然产物化学与药物发现。
研究动机： 传统天然产物分离方法效率低，难以从复杂基质中快速发现低丰度新颖骨架化合物。瑞香属（Daphne）植物富含结构多样的倍半萜类成分，其中愈创木烷型（guaiane-type）倍半萜因其独特骨架和神经保护活性备受关注。本研究旨在通过整合分子网络（molecular networking）、MS-DIAL数据处理平台及自建数据库，高效靶向分离瑞香属植物*Daphne aurantiaca*中的新颖倍半萜，并评估其生物活性。
科学问题：
1. 如何克服传统分离方法对低丰度新颖骨架化合物的低效性问题？
2. 如何快速鉴定结构复杂的倍萜类化合物？
3. 这些化合物的潜在神经保护活性机制是什么？
二、研究流程与方法
1. 样品制备与初步分析
- 研究对象： *Daphne aurantiaca*全株（40 kg），经80%乙醇提取后获得粗提物。
- 分级分离： 采用硅胶柱色谱、大孔树脂及ODS反相色谱对粗提物进行分级，获得目标馏分（C4系列）。
- LC-MS/MS分析： 对馏分进行液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）检测，数据转换为mzXML格式后上传至全球天然产物分子网络（GNPS）平台。
2. 分子网络构建与注释
- 分子网络生成： 通过GNPS的分子网络分析功能，将相似MS/MS谱图的化合物聚类为分子家族，可视化工具为Cytoscape 3.9.0。
- MS-DIAL辅助注释： 结合自建的倍萜类数据库（含70,000+ MS/MS谱图），利用MS-DIAL软件进行数据去卷积、峰对齐及碎片匹配，参数设置包括：MS1质量容忍度0.01 Da、MS2容忍度0.05 Da、保留时间窗口100 min。
- 靶向化合物筛选： 通过分子网络节点关联性分析，锁定7个可能与愈创木烷型倍萜相关的分子家族。
3. 化合物分离与结构鉴定
- 靶向分离： 根据分子网络和MS-DIAL预测的保留时间，从目标馏分中分离出15个化合物（11个新化合物1–11，4个已知物12–15）。
- 结构解析技术：
- 核磁共振（NMR）： 通过1D/2D NMR（包括COSY、HSQC、HMBC、NOESY）确定平面结构。
- 计算化学辅助： 采用密度泛函理论（DFT）计算NMR化学位移，结合DP4+概率分析和MAEδδ参数验证相对构型。
- 绝对构型确定： 通过Rh₂(OCOCF₃)₄诱导的电子圆二色谱（ECD）及半合成方法（如化合物1和2通过Daphnauranol D与Wikstromone C缩合验证）。
- 特殊案例： 化合物3和4为罕见的氯化愈创木烷型倍萜，通过DU8+方法计算重原子（Cl）对13C NMR化学位移的影响。
4. 生物活性评估
- 网络药理学预测： 使用TargetNet和SwissTargetPrediction预测化合物靶点，通过KEGG和GO富集分析提示其可能作用于阿尔茨海默病（AD）相关通路。
- 体外活性验证：
- 抗Aβ聚集活性： 化合物1抑制Aβ聚集的IC₅₀为12.607 ± 0.215 μM（阳性对照姜黄素为1.073 μM）。
- 胆碱酯酶抑制： 化合物13和14对丁酰胆碱酯酶（BuChE）的IC₅₀分别为4.096 μM和2.919 μM（阳性对照多奈哌齐为3.71 μM）。
- 分子对接： 化合物1的C-12羰基与Aβ的Lys16形成氢键；化合物14与BuChE的Trp82/430/440残基相互作用。
三、主要结果
新颖化合物发现：
- 1–2为罕见的愈创木烷型二聚体，含两种不同环系骨架；3–4为首次发现的氯化愈创木烷型倍萜；5为8,9-开环-8,12-愈创木内酯。
- 通过半合成与计算化学结合，解决了传统NMR难以解析的复杂立体构型问题（如化合物1的C-1′构型）。
方法学创新：
- 首次将MS-DIAL与自建数据库联用，显著提高GNPS注释率（原仅5%节点可注释，本研究提升至30%）。
- 开发了基于CP3和MAEδδ参数的构型判定流程，适用于含重原子的天然产物。
生物活性意义： 化合物1、13和14可作为新型神经保护剂先导化合物，靶向AD关键病理环节。
四、研究价值与亮点
科学价值：
- 提供了一种高效发现新颖天然产物的整合策略（分子网络+MS-DIAL+自建数据库）。
- 丰富了愈创木烷型倍萜的结构多样性，尤其二聚体和氯化衍生物为首次报道。
应用潜力： 化合物1和14的显著抗AD活性为其进一步开发为神经疾病药物奠定基础。
方法学创新：
- 通过计算化学与实验数据协同验证复杂结构，解决了传统解析方法的局限性。
- 自建数据库覆盖瑞香属特有倍萜，为后续研究提供标准化参考。
五、其他亮点
- 数据共享： 所有原始数据及自建数据库已公开，支持同行验证与应用。
- 跨学科融合： 结合天然产物化学、计算化学与药理学，为天然药物研究提供范式。
（全文约2000字）