该成果以“A rapid method and mechanism to identify the active compounds in Malus micromalus Makino fruit with spectrum-effect relationship, components knock-out and molecular docking technology”为题发表于《Food and Chemical Toxicology》杂志上（即时IF:5.759，JCR TOP Q2区）
蔷薇科苹果属植物西府海棠Malus micromalus Makino的果实化学成分种类丰富，主要包括黄酮类、有机酸类和挥发性成分等，药理学研究表明，黄酮类化合物具有抗肿瘤、预防心脑血管老化、淡化肝斑、抗炎、抗氧化和抗衰老等功效。
图 1 西府海棠果实
本研究以西府海棠果实对酪氨酸酶的活性影响，结合HPLC指纹图谱构建“谱-效模型”，通过谱-效关系筛选出活性物质，并采用成分敲出法和UPLC-MS/MS法对目标成分进行结构鉴定。
Fig.2 HPLC fingerprints of M. micromalus fruit and its reference fingerprint （R）
Fig.3 Standardization regression coefficient of PLSA model of characteristics common peak-tyrosinase inhibition activity.
Fig.4 The high resolution mass spectra of Peak 2 knocked-out component.
Fig.5 The high resolution mass spectra of Peak 8 knocked-out component.
Fig.6 The MS/MS fragmentation pathway of p-Coumaric acid （a）、
4-O-β-Glucopyranosyl-cis-coumaric acid （c）。
在此基础上，采用酶促反应动力学探讨敲出成分对酪氨酸酶催化反应的影响及动力学模型分析，并借助分子对接技术预测活性成分和酪氨酸酶的结合模式，阐明西府海棠果实中对酪氨酸酶起抑制/激活作用的活性成分及其作用机制。
Fig. 7 Lineweaver-Burk plots of tyrosinase after the addition of p-coumaric acid （a），phloridzin （b），quercetin-3-O-α-rhamnoside （c） and 4-O-β-glucopyranosyl-cis-coumaric acid （d）。
Fig. 8 Molecular docking interaction of tyrosinase with p-coumaric acid（a）， phloridzin（b），quercetin-3-O-α-rhamnoside（c） and 4-O-β-glucopyranosyl-cis-coumaric acid（d）
Note: （a, b, c, d） Plane projection diagram of the interaction between compound and tyrosinase.
本研究通过谱-效关系研究发现，在浓度0.5 g/mL时，西府海棠果实实对酪氨酸酶活性的抑制作用效果最好；PLS-DA分析显示，西府海棠果实特征色谱中P2、P3、P5和P6对酪氨酸酶活性的抑制作用呈正相关（R＞0.1）；P8和P9对酪氨酸酶活性的抑制作用呈负相关（R＜-0.1）。通过UPLC-MS/MS法鉴定P2、P6、P8、P10、P11和12分别为对香豆酸、阿魏酸-酰基葡萄糖苷、香豆酸-4-O-葡萄糖苷、根皮素-2'-木糖葡萄糖苷、根皮苷和槲皮素-3-O-鼠李糖苷。酪氨酸酶动力学实验结果表明：对香豆酸（P2）、根皮苷（P11） （P11＞0.50 mmol/L）对酪氨酸酶具有竞争性抑制作用，其中根皮苷浓度小于0.25 mmol/L时，具有混合性抑制作用。香豆酸-4-O-葡萄糖苷（P8）、槲皮素-3-O-鼠李糖苷（P12）分别在0~9 mmol/L、0.3-11 mmol/L的浓度范围内主要表现为非竞争性激活类型，而槲皮素-3-O-鼠李糖苷（P12）为混合型激活类型。酪氨酸酶分子对接结果表明：对香豆酸（P2）、香豆酸-4-O-葡萄糖苷（P8）、根皮苷（P11）、槲皮素-3-O-鼠李糖苷（P12）位于酶的疏水口袋活性中心，与酪氨酸酶残基以氢键结合，并与周围众多的疏水残基存在疏水作用，共同维持复合物的结构。
利用谱效关系，成分敲出及高分辨质谱鉴定技术快速鉴定复杂中药体系活性成分，阐述中药整体观，挖掘活性成分/成分群领域，本团队已形成了成熟的研究策略。研究成果先后发表在 Food and Chemical Toxicology （https://doi.org/10.1016/j.fct.2019.110754）；
Food Science and Human Wellness （https://doi.org/10.1016/j.fshw.2021.02.019）；
Food and Chemical Toxicology （https://doi.org/10.1016/j.fct.2019.110754）；
International Journal of Molecular Sciences （https://doi.org/10.3390/ijms19113439）；
Frontiers in pharmacology （https://doi.org/10.3389/fphar.2020.01342）等杂志。并以此技术创新集成，获得2020年河南省科学技术进步二等奖。
日期：2021-03-09
