核磁技术服务部介绍及成果说明 

　　上海药物研究所是我国创新药物研发体系建设的主要承担单位之一。创新药物研发任务的成功完成需要多个学科和技术分支的协同努力，生物大分子（靶标蛋白质）和小分子化合物（天然产物、有机小分子和代谢产物等）的结构表征及鉴定是其中非常重要、不可或缺的环节，核磁共振（NMR）测试系统在分子结构表征中起关键、不可替代的技术支撑作用。在过去的几十年间，上海药物研究所核磁共振课题组为我所的创新药物研究提供了强有力的技术支撑，参与完成了对抗癌药美登素、抗心血管药丹参、抗早孕药芫花、抗肿瘤药喜树碱和抗流感药达菲等药物的结构表征和对数千个新化合物的结构鉴定。 

　　近年来，随着创新药物研究对技术支撑服务的要求提高，我所核磁共振谱仪的配置和更新有了明显提升，目前核磁技术服务部共装备有核磁共振谱仪九台：主要用于生物大分子研究的600兆谱仪（装备有反向检测三共振超低温探头）一台；用于微量小分子混合物的在线分离和结构鉴定的600兆LC-SPE-NMR谱仪（装备有反向检测三共振超低温探头）一台；用于小分子结构鉴定的500兆谱仪（其中一台装备有正向检测的超低温探头）二台、400兆谱仪四台及300兆谱仪一台。核磁技术服务部结构表征平台软硬件配置的显著改善使得相应的科技支撑能力大为增强。在小分子化合物结构表征方面，目前我所核磁共振技术服务平台已可完成50微克量级别小分子化合物的核磁共振谱图采集，这一进步极大地扩大了样品的检测范围，缩短了测试周期，提高了科研效率。而在生物大分子结构表征方面，目前已可完成分子量￡40 kDa的靶标蛋白质的溶液结构测定以及他们在溶液中动力学行为的阐明，从而为新药的发现和设计提供结构和动力学信息。此外，为了进一步拓展核磁共振技术在药物研发领域的应用范畴，我们紧追国际前沿，已经成功建立基于片段的核磁共振筛选平台和代谢组学研究平台，前者将主要用于筛选与靶标蛋白质具有相互作用的小分子化合物，阐明参与蛋白质和小分子相互作用的关键结构位点并利用结构信息完成对阳性化合物的改造，最终获得先导化合物；后者将主要用于研究药物的作用机制、药效和毒性等。值得一提的是，建立基于片段的核磁共振筛选平台相关工作得到了中国科学院仪器设备功能开发技术创新项目资金支持（“基于片段药物发现研究的NMR技术平台”，2011.10 – 2013.10）。在项目执行期内，我们对750多个化合物进行了一维氢谱采集和溶解度测定，最终获得可以用于建库的片段化合物535个，随后，进一步将这些化合物分为69组并采集完成所有组别化合物的标准谱。此外，通过不断尝试和试验，我们已经成功在Bruker Avance III 600 MHz核磁仪上实现了平台建设所需关键性技术（饱和转移差谱（Saturation Transferred Difference，STD）和CPMG （Carr-Purcell-Meiboom-Gill）自旋回波序列脉冲实验）的开发和应用，为基于片段药物发现研究的NMR技术平台的建立奠定了坚实的技术基础。截至目前为止，我们使用上述片段化合物库，针对BRD4、Hsp90等多个药物靶点开展了基于片段的核磁共振筛选工作，发现了阳性化合物若干个（>100个），其中部分阳性化合物的结构优化工作正在进行中。在基于核磁共振的代谢组学研究方面，在近两年内，我们运用已经建立的核磁共振代谢组学研究平台开展了中药药效学研究工作，具体取得的成绩包括：（1）进行了冬虫夏草对5/6肾切除大鼠（慢性肾衰动物模型）的肝脏、心脏保护作用的代谢调控机制研究（Acta Pharmacologica Sinica，in press，IF: 2.354 )。（2）复方金景口服液对低压缺氧诱发焦虑症小鼠模型的抗焦虑和抗缺氧作用的代谢组学研究，研究结果显示复方金景口服液通过改善缺氧状态下的能量代谢并上调抑制型神经递质g-氨基丁酸的水平而显著缓解模型小鼠的焦虑症状（PloS ONE, 2013, IF: 3.73）。 

　　此外，为了更好的满足当前形势下的药物研发支撑需求，我们在团队建设方面也做出了努力，我们同时关注人才的培养与引进，建立了一支年轻的核磁共振支撑和研究队伍。在近两年内，我们招聘相关工作人员3人（支撑服务工作人员1人：张华；平台项目研究人员2人：刘霞，练富林）；同时注重提升现有团队成员的核磁共振专业技能，近两年内共计外派参加培训超过5人次，赴美公派留学1人次。