近日,铜仁学院生物资源综合利用与开发课题组2022级化学工程与工艺专业本科生马傲等同学在姚元勇、陈仕学老师的共同指导下,完成“The novel mechanism on the inhibition of superoxide anion generating from xanthine oxidase in the presence of myricetin”研究工作。2024年11月,该项研究成果在International Journal of Biological Macromolucules”国际学术期刊在线发表。该杂志为中科院一区TOP期刊,IF 7.7。
该项研究成果是在铜仁学院生物资源综合利用与开发课题组构建的地方本科院校材料与化工类新工科人才创新实践能力培养模式的探索与实践新教育模式培养下产出的重要成果之一。研究表明:杨梅素的确是一种强效的XOD抑制剂,其最大抑制率达到33.78%,并进一步分析表明,杨梅素的去质子化形式(De-MY)在与XOD的相互作用中更为有效。在抑制动力学方面,De-MY表现出混合型抑制,其中竞争性抑制占主导地位。通过热力学分析和同步荧光数据分析揭示了De-MY与XOD在低浓度范围内的静态淬灭过程,这主要归因于De-MY与XOD之间的可及性相互作用。分子动力学模拟进一步显示,杨梅素通过与XOD中的Trp 283、Arg-60和Tyr 58形成氢键相互作用,有效阻止了FADH2向O2的自由电子转移。
该项研究成果,一方面从全新的角度重新阐释了杨梅素抑制XOD生成超氧阴离子的机制,这一发现不仅加深了对杨梅素作用机制的理解,还为其在未来的应用提供了理论依据。此外,本研究的方法和结论为开发新型XOD抑制剂提供了新的思路,有助于进一步减少氧化应激相关疾病的发生和发展。通过分子水平的深入研究,未来可能开发出具有更好疗效的新药,并为临床治疗相关疾病提供新的用药选择。另一方面,本课题组主要以学生为中心,成果为导向,以“立德树人”为根本任务培养学生创新思维和分析问题、解决问题的能力,这为学生继续深造或就业打下坚实的基础。
总之,本项研究成果不仅在理论上具有十分重要的意义,也为实际应用提供了新的研究思路,具有广阔的前景。
图1 De-MY与XOD之间相互作用机制实验模型
引用:Y. Yao, A. Ma, H. Qi, et al., The novel mechanism on the inhibition of superoxide anion generating from xanthine oxidase in the presence of myricetin, International Journal of Biological Macromolecules.2024. 283.137636.
共同第一作者:马傲
马傲,男,铜仁学院材料与化学工程学院2022级化学工程与工艺专业学生,学习期间,努力学好各门专业课,积极参与教师科研项目开展项目课程、毕业论文等科学研究,参加各类学科竞赛获得优异成绩,2022年获第十四届“挑战杯”贵州省大学生创业计划竞赛“优秀奖”一项、2024年获第十四届“挑战杯”贵州省大学生创业计划竞赛“三等奖”一项。人生格言,坚持是成功的关键。
通讯作者1:姚元勇
姚元勇,男,硕士研究生,教授,硕士生导师,入选贵州省“千层次”创新人才,贵州省科技专家库成员。2013年至今,先后承担贵州省“125”重大科技专项天然产物研究方向项目 1 项,主持完成省部级项目1项,市厅级项目4项。近年来,在国内外相关刊物(如Catal. Surv. Asia.、Rev. Org. Chem.、Chin. J. Chem.、Front. Chem、ChemistryOpen、J. Heterocyclic. Chem.、有机化学、中成药等杂志)发表高水平学术论文20余篇,参与撰写英文专著1部。2017-2023年期间,指导在校大学生参加各类学科竞赛(挑战杯、创新创业计划、互联网+等),获省部级奖15项(其中特等奖1项、一等奖3项、二等奖4项、三等奖8项)。
通讯作者2:陈仕学
陈仕学,女,中共党员,硕士研究生,教授,硕士生导师。期间主持校级教学改革研究项目3项,省级教学改革研究项目1项;主要从事天然产物提取、纯化分离及应用研究;主持完成铜仁市科技计划项目3项、铜仁市委重大决策问题研究课题2项;主持完成教育厅创新群体项目1项;主持完成贵州省科技厅项目2项;发表教改论文3篇,发表学术论文20余篇,其中核心期刊13篇;曾获贵州省“千层次”创新型人才、铜仁市科技进步“三等奖”(排名第1)、铜仁市优秀教师、铜仁学院教学名师等荣誉称号;近年来,指导学生参加省级各类学科竞赛,获省级三创比赛“特等奖”1项,“一等奖”1项,“二等奖”1项;参加省级挑战杯比赛获省级“一等奖”2项,“二等奖”2项,“三等奖”5项;参加互联网+比赛获“铜奖”2项。
(供稿:材化学院 编辑:张东方 一审:田淼 二审:梁光华 三审:叶丹)