《食品科學(xué)》：貴州大學(xué)羅小葉高級實(shí)驗(yàn)師等：分子垂釣技術(shù)在藥食同源領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展

藥食同源植物，是一類既具備藥用價(jià)值又可用于日常食用的特殊植物資源，在人體保健與疾病預(yù)防領(lǐng)域意義重大。2024年，國家衛(wèi)生健康委員會（以下簡稱“衛(wèi)健委”）發(fā)布《關(guān)于地黃等4 種按照傳統(tǒng)既是食品又是中藥材的物質(zhì)的公告》，正式將地黃、麥冬、天冬、化橘紅這4 種物質(zhì)納入到按照傳統(tǒng)既是食品又是中藥材的物質(zhì)目錄之中。至此，經(jīng)衛(wèi)健委發(fā)布的按照傳統(tǒng)既是食品又是中藥材的物質(zhì)，已累計(jì)達(dá)到4 批次，其中藥食同源植物數(shù)量為100 種。藥食同源植物富含多種人體必需的營養(yǎng)成分，具有滋補(bǔ)肝腎、明目、清熱解毒、調(diào)節(jié)體內(nèi)水液代謝、增強(qiáng)脾胃功能等多種保健價(jià)值。因此，對于藥食同源植物中活性物質(zhì)的篩選與作用機(jī)制研究已成為熱點(diǎn)。隨著人們對健康生活的追求日益提升，藥食同源植物在健康食品開發(fā)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

分子垂釣技術(shù)是一種從復(fù)雜樣品體系中尋找與已知生物大分子相互作用的特定分子的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。它利用已知生物分子作為“誘餌”，從樣品中“垂釣”出與之相互作用的分子。分子垂釣技術(shù)作為分子生物學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域中常用的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于生物學(xué)研究、中藥研究、活性藥物發(fā)現(xiàn)等領(lǐng)域?，F(xiàn)代科學(xué)研究也在持續(xù)探索其藥理作用及機(jī)制，通過提取和分析植物中的活性成分，已發(fā)現(xiàn)部分具有潛在藥用價(jià)值的化合物，為新藥研發(fā)提供了寶貴思路。分子垂釣技術(shù)是一類基于配體垂釣、表面等離子體共振（SPR）、生物膜層干涉（BLI）和Pull-Down等實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)現(xiàn)特異性分子捕獲的技術(shù)體系。該技術(shù)突破傳統(tǒng)研究方法的局限，無需繁瑣的分離純化過程與標(biāo)記處理，憑借其高效靈敏的特性，能夠從復(fù)雜樣品中精準(zhǔn)提取具有生物活性的特異性分子。在藥食同源植物研究領(lǐng)域，分子垂釣技術(shù)已成為篩選活性成分、探究藥理機(jī)制的重要工具。近年來，配體垂釣技術(shù)、SPR技術(shù)等分子垂釣相關(guān)技術(shù)，在藥食同源植物研究中的應(yīng)用呈現(xiàn)出日益廣泛的趨勢，為挖掘藥食同源植物潛在價(jià)值提供了有力的技術(shù)支撐。

貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院的李美艷、饒雪雪、羅小葉*等人系統(tǒng)梳理分子垂釣技術(shù)在藥食同源領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，以期為該技術(shù)在藥食同源物質(zhì)研究中提供系統(tǒng)性的理論參考與實(shí)踐指導(dǎo)。

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分子垂釣技術(shù)發(fā)展歷程

1.1 分子垂釣技術(shù)的原理

分子垂釣技術(shù)是將一個(gè)已知生物分子（通常稱為配體或靶點(diǎn)）通過偶聯(lián)的方法固定在固相載體上，然后將含有潛在配體分子的復(fù)雜樣品溶液與固相載體進(jìn)行接觸。如圖1所示，在接觸過程中，樣品溶液中的配體分子會與固相載體上的靶點(diǎn)分子發(fā)生結(jié)合。最后，用洗滌液洗去并去除未結(jié)合或結(jié)合較弱的成分，再用洗脫液將結(jié)合的配體分子從固相上洗脫下來，用來進(jìn)行后續(xù)分析和鑒定。分子垂釣常與高效液相色譜-質(zhì)譜和分子對接聯(lián)用，以提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。高效液相色譜-質(zhì)譜能夠精準(zhǔn)地對洗脫下來的配體分子進(jìn)行成分分析與結(jié)構(gòu)鑒定；分子對接則可以從理論層面模擬配體與靶點(diǎn)的相互作用模式，輔助闡釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

1.2 分子垂釣技術(shù)的早期發(fā)展

分子垂釣技術(shù)源于對分子間相互作用的研究，早期主要通過化學(xué)合成和生物提取等方法獲取潛在的生物活性分子，并通過傳統(tǒng)生物化學(xué)方法（如酵母雙雜交、酶聯(lián)免疫吸附測定、熒光共振能量轉(zhuǎn)移）驗(yàn)證分子間的相互作用。然而，傳統(tǒng)方法不僅耗時(shí)費(fèi)力，而且難以從復(fù)雜生物樣品中篩選出特異性結(jié)合的分子。因此，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如圖2所示，SPR、BLI和Pull-Down等方法手段應(yīng)用逐漸興起，分子垂釣技術(shù)也作為一種高效靈敏的實(shí)驗(yàn)技術(shù)在醫(yī)藥、生物、食品等領(lǐng)域有著重要作用。

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分子垂釣在藥食同源的應(yīng)用研究

分子垂釣技術(shù)作為靶向分離活性成分的重要工具，近年來在藥食同源植物研究中展現(xiàn)出顯著潛力。該技術(shù)通過模擬生物分子間的特異性識別機(jī)制，可高效篩選出植物中具有藥理或營養(yǎng)功能的化合物（如多糖、黃酮、皂苷等），顯著提升目標(biāo)成分的純度和活性保留率。如圖3所示，目前研究已覆蓋黃芪、荷葉、葛根等多種藥食同源植物，重點(diǎn)關(guān)注活性成分的快速鑒定、功能驗(yàn)證及作用機(jī)制解析。相較于傳統(tǒng)提取方法，分子垂釣技術(shù)具有高選擇性、高效靈敏、環(huán)境友好等優(yōu)勢，為藥食同源資源的功能挖掘與高值化利用提供了創(chuàng)新路徑。

2.1 SPR技術(shù)

2 .1.1 SPR技術(shù)原理及特點(diǎn)

SPR技術(shù)是一種生物傳感分析技術(shù)，可用于研究活性分子與靶點(diǎn)的相互作用。SPR技術(shù)是將已知生物分子偶聯(lián)在SPR生物傳感器表面，再將包含潛在活性分子的復(fù)雜樣品溶液注入到傳感芯片進(jìn)行SPR檢測和活性分子回收。SPR常用傳感器及系統(tǒng)見表1。在進(jìn)樣過程中，復(fù)雜樣品溶液會與傳感器芯片上的生物分子發(fā)生結(jié)合，導(dǎo)致芯片表面物質(zhì)的質(zhì)量發(fā)生變化。通過檢測這種變化，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測分子間的相互作用。進(jìn)樣結(jié)束后，通過注入緩沖溶液或洗滌液去除未結(jié)合或弱結(jié)合生物分子，再注入洗脫液使強(qiáng)結(jié)合的成分解離下來并收集。最后，通過質(zhì)譜鑒定回收樣品中的活性成分，并結(jié)合SPR進(jìn)行親和力測定評估其特異性。SPR技術(shù)高效靈敏、可實(shí)時(shí)監(jiān)測、系統(tǒng)簡單，常用于活性物質(zhì)的篩選及親和力檢測。

2 .1.2 SPR技術(shù)在藥食同源的應(yīng)用

在藥食同源領(lǐng)域，眾多藥食同源植物蘊(yùn)含著豐富的藥用價(jià)值與活性成分，SPR技術(shù)在探索這些藥食同源植物活性成分及作用機(jī)制中發(fā)揮著重要作用。

黃芪（Astragalus membranaceus）是我國藥用和食用最早的中藥材之一，含有多種活性物質(zhì)，例如黃芪皂苷、黃芪多糖、黃酮類物質(zhì)等。這些活性成分使得黃芪具有增強(qiáng)免疫力、保護(hù)心血管、抗衰老、抗腫瘤等藥理活性。為了揭示不同來源黃芪I型和II型阿拉伯半乳聚糖的體外結(jié)構(gòu)和免疫調(diào)節(jié)活性，Wang Kaiping等采用動力學(xué)分析方法SPR確定兩種黃芪多糖（APS1和APS2）的免疫調(diào)節(jié)能力和內(nèi)部機(jī)制。其中，APS1、APS2與Toll樣受體4（TLR4）結(jié)合常數(shù)分別為1. 8 3× 10 ―5 和2.08×10 ―6 ，APS2對TLR4表現(xiàn)出更好的親和力。這可能是由于與APS1相比，APS2具有更多的I型阿拉伯半乳聚糖和II型阿拉伯半乳聚糖。

近年來，荷葉的藥用價(jià)值備受關(guān)注，諸多研究表明其具備清熱、利尿、抗肥胖以及保肝等多種活性功效。荷葉所含的類黃酮與生物堿被認(rèn)定為主要活性成分，它們在發(fā)揮藥理作用過程中扮演關(guān)鍵角色。在臨床實(shí)踐中，二黃祛脂顆粒（EQG）已被證實(shí)對非酒精性脂肪性肝炎（NASH）具有確切的治療效果，但其內(nèi)在的活性成分以及具體作用機(jī)制至今尚未明晰。Guan Jiawei等利用SPR生物傳感器所搭載的活性成分識別系統(tǒng)從EQG中篩選直接小分子腫瘤壞死因子（TNF）-α抑制劑。對含有EQG的9 種藥草提取物進(jìn)行預(yù)篩選，其中荷葉提取物相較于其他樣本，對固定有TNF-α的芯片展現(xiàn)出極高的特異性結(jié)合能力?；诖税l(fā)現(xiàn)，研究人員進(jìn)一步聚焦荷葉提取物，采用SPR技術(shù)，并借助UPLC-Q Exactive HF-X質(zhì)譜儀對回收所得的樣品進(jìn)行精細(xì)結(jié)構(gòu)分析與鑒定。最終確認(rèn)，NF、ID和NNF 3 種活性單體是EQG治療NASH的關(guān)鍵活性成分。NF、ID和NNF對TNF-α的解離常數(shù) K d （表征親和力）分別為61.19、31.02 μmol/L和20.71 μmol/L。其中，NNF與TNF-α的結(jié)合能力最強(qiáng)，且其在抑制TNF-α誘導(dǎo)的L929細(xì)胞凋亡中具有顯著優(yōu)勢。上述發(fā)現(xiàn)為闡明EQG治療NASH的分子機(jī)制和后續(xù)藥物開發(fā)提供了重要理論依據(jù)。

同樣，四氫姜黃素（THC）作為姜黃素類化合物的核心代謝產(chǎn)物，近年來被發(fā)現(xiàn)具有突出的抗腫瘤活性。Sun Yujie等巧妙設(shè)計(jì)合成了一種光親和探針，依托化學(xué)靶釣技術(shù)與基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，精準(zhǔn)鎖定THC針對三陰性乳腺癌的潛在靶點(diǎn)TRIP13。不僅如此，他們還借助SPR技術(shù)進(jìn)行深入驗(yàn)證，解離常數(shù) K d 為45.5 nmol/L，證實(shí)了THC與TRIP13之間呈現(xiàn)出高親和力，為后續(xù)針對三陰性乳腺癌的靶向治療研究筑牢了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

葛根（Pueraria lobata）富含異黃酮類化合物，包括葛根素、大豆苷、大豆苷元等。其中，葛根素是主要有效成分之一，在心血管系統(tǒng)保護(hù)方面表現(xiàn)突出，能擴(kuò)張冠狀動脈、改善心肌代謝、降低心肌耗氧量，還具有抗心律失常的作用。近年來，葛根作為藥食同源植物是新藥開發(fā)的重要資源，對其活性物質(zhì)的篩選與作用機(jī)理研究成為熱點(diǎn)。Zhang Ying等構(gòu)建了SPR雙靶點(diǎn)篩選系統(tǒng)，針對6 種中草藥提取物展開研究，旨在篩選出能與急性呼吸系統(tǒng)綜合癥冠狀病毒2（SARS-CoV-2）細(xì)胞侵襲過程中的兩種關(guān)鍵蛋白——刺突（S）蛋白受體結(jié)合域（RBD）和血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（ACE2）靶向結(jié)合的活性物質(zhì)。研究結(jié)果表明，在這6 種中草藥中，葛根提取物里的葛根素能夠與S蛋白RBD-ACE2復(fù)合物特異性結(jié)合，并且葛根素與ACE2表現(xiàn)出很強(qiáng)的特異性親和力（ K d ＝1.29 μmol/L），進(jìn)而抑制SARS-CoV-2假病毒對細(xì)胞的感染，為相關(guān)藥物研發(fā)提供了新的方向。

此外，杜仲（Eucommia ulmoides）是一種名貴中藥材，其葉兼具藥用與食用價(jià)值。杜仲具有滋補(bǔ)肝臟和腎臟的功效，在其樹皮、葉、種子以及花中，均富含各類活性成分。從現(xiàn)代藥理學(xué)角度來看，杜仲在高血壓、骨質(zhì)疏松癥、高血糖、肥胖癥以及阿爾茨海默病等病癥的治療方面，展現(xiàn)出一定的藥用價(jià)值。Peng Meijun等構(gòu)建了SPR-高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（HPLC-MS/MS）法，并運(yùn)用該方法從杜仲樹皮中進(jìn)行篩選與鑒定出了22 種與人體血清白蛋白（HSA）的結(jié)合物。這些結(jié)合物包括4 種環(huán)烯醚萜類、11 種木脂素、3 種黃酮類以及4 種酚酸。此方法能夠?qū)崿F(xiàn)從復(fù)雜的天然提取物中快速篩選出具有活性的功能成分，為杜仲活性成分的研究與應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持。

2.2 BLI技術(shù)

BLI技術(shù)是一種基于光干涉原理的非標(biāo)記技術(shù)，用于測量和分析生物分子間的相互作用。其主要是利用白光干涉原理監(jiān)測生物分子間的相互作用。當(dāng)分子與固定傳感器表面上的配體結(jié)合時(shí)，會引起生物傳感器尖端的光學(xué)厚度增加，從而導(dǎo)致反射光的路徑長度發(fā)生變化。而這種變化會引起干涉光譜曲線發(fā)生改變，并產(chǎn)生位移。通過監(jiān)測這種位移可以實(shí)時(shí)監(jiān)測生物分子間的結(jié)合和解離過程。BLI技術(shù)作為一種親和力檢測方法，具有無需標(biāo)記、實(shí)時(shí)檢測、高通量、樣品用量少等優(yōu)勢（表2）。該技術(shù)在研究生物分子相互作用、抗體篩選、疫苗開發(fā)和藥物研發(fā)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。該技術(shù)主要應(yīng)用于藥物研發(fā)、蛋白質(zhì)互作、免疫分析、病原體檢測、獸藥殘留檢測等，在藥食同源領(lǐng)域的應(yīng)用鮮有報(bào)道。

2.3 配體垂釣技術(shù)在藥食同源的應(yīng)用

配體垂釣技術(shù)作為一種高效篩選天然活性成分的高通量方法，通過在超濾膜、半透膜、納米材料、中空纖維等材料上固定配體，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)分子的特異性捕獲。此外，載體固定化酶存在化學(xué)修飾導(dǎo)致酶活性下降的問題，非活性載體的使用會降低體積活性并增加成本。為確保實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性，需通過熒光免疫實(shí)驗(yàn)檢測固定化后的酶活性。相較于載體固定化，無載體固定化技術(shù)利用交聯(lián)劑形成酶聚集體構(gòu)建生物反應(yīng)器，在酶配體垂釣中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。該技術(shù)適用范圍廣、穩(wěn)定性高、制備簡便，對酶活性影響較小，有效彌補(bǔ)了載體固定化的不足。根據(jù)聚集體形成的不同分為交聯(lián)酶、交聯(lián)噴霧干燥酶、交聯(lián)酶晶體、交聯(lián)酶聚集體這4 種類型。然而，配體無法直接獲取分子間的結(jié)合動力學(xué)參數(shù)。為彌補(bǔ)這一不足，常需引入分子動力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)，精確測定分子間的結(jié)合能，全面解析目標(biāo)分子與酶之間的相互作用機(jī)制。

在藥食同源植物領(lǐng)域?qū)μ烊换钚晕镔|(zhì)的篩選與機(jī)制研究方面，配體垂釣技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵作用，為深入探究各種藥食同源植物的藥用價(jià)值提供了有力支持。

黃芪作為常見的藥食同源植物，其活性成分研究備受關(guān)注。黃芪中含有多種天然活性成分能與HSA結(jié)合，Zhang Yuping等通過建立磁性固相垂釣與二維高效液相色譜-二極管陣列檢測器-多級質(zhì)譜（2D HPLC-DAD- MS n ）相結(jié)合的方法從黃芪中篩選出能與HSA結(jié)合的34 種異黃酮類化合物和13 種黃芪甲苷。而在之前，該團(tuán)隊(duì)已開發(fā)了一種新型的SPR-HPLC-MS/MS系統(tǒng)，以六通閥作為界面篩選和鑒定黃芪中可以作為HSA結(jié)合劑的20 種生物活性物質(zhì)。類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（RA）是一種嚴(yán)重的異質(zhì)性自身免疫性疾病，為了證明黃芪中含有顯著性抗RA作用的活性成分，朱永燕團(tuán)隊(duì)通過將對抗RA的關(guān)鍵靶點(diǎn)環(huán)氧合酶2（COX-2）固定在固體磁珠垂釣出的方濟(jì)黃芪湯（FHD）中抗RA的活性成分，再通過超高效液相色譜-質(zhì)譜特異性“釣出”并鑒定了THC、防己堿、甘草查耳酮B等11 種配體。防己堿是FHD中對抗RA的主要活性成分，其機(jī)制可能是防己堿競爭性占據(jù)花生四烯酸結(jié)合位點(diǎn)，使得COX-2在該位點(diǎn)將花生四烯酸轉(zhuǎn)化為前列腺素 E 2 。

配體垂釣技術(shù)在荷葉中也同樣運(yùn)用廣泛。Tao Yi等將中空纖維用作固定化酶親和選擇技術(shù)，并結(jié)合液相色譜-質(zhì)譜（LC-MS）聯(lián)用技術(shù)從荷葉中篩選鑒定出3 種脂肪酶抑制劑。Zhu Yuanting等也采用配體垂釣結(jié)合質(zhì)譜的方法從荷葉中篩選鑒定出槲皮素-3-O-阿拉伯糖苷（Qc-3-O-AraGal）和槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷（Qc-3-O-Glu）兩種脂肪酶抑制劑，并運(yùn)用熒光猝滅實(shí)驗(yàn)和分子對接研究這兩種抑制劑對脂肪酶的抑制機(jī)制。在與豬胰脂肪酶（pig pancreatic lipase，PPL）的相互作用中，Qc-3-O-AraGal主要通過Tyr115與環(huán)A上的7-羥基、Arg257與環(huán)B上的3’-羥基形成氫鍵；而Qc-3-O-Glu與PPL的對接同樣呈現(xiàn)出顯著的氫鍵網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)主要源于環(huán)A上的5-羥基、環(huán)C上的羰基與PPL催化殘基Ser153之間的相互作用。Qc-3-O-AraGal和Qc-3-O-Glu與PPL的結(jié)合能分別為－7.9 kcal/mol和－9.2 kcal/mol，這表明Qc-3-O-Glu與PPL的親和力較Qc-3-O-AraGal更強(qiáng)。此外，Zhang Hui等通過多靶標(biāo)生物親和超濾結(jié)合HPLC-MS/MS從荷葉中篩選鑒定出4 種具有降血糖、降血脂和抗炎作用的活性物質(zhì)，并通過分子對接技術(shù)揭示了這4 種活性物質(zhì)與酶相互作用的機(jī)制。

姜黃（Curcuma longa L.）作為藥食同源的關(guān)鍵植物，在亞洲憑借其鮮明濃郁的黃色素及別具一格的香氣，廣泛應(yīng)用于香辛料領(lǐng)域。姜黃所含的主要活性成分姜黃素，也已被證實(shí)具備顯著的抗炎特性。值得關(guān)注的是，有報(bào)道指出姜黃素類化合物展現(xiàn)出潛在的熱休克蛋白90（heat shock protein 90，Hsp 90）抑制活性。在此背景下，Hu Yue等開展了創(chuàng)新性探索，精心研發(fā)出一套基于以N端固定化Hsp 90α功能化的磷化銦/硫化鋅量子點(diǎn)嵌入介孔納米顆粒的熒光配體捕撈方案，該方案巧妙融合原位成像技術(shù)，并結(jié)合HPLC-TOF/MS和氣相色譜-質(zhì)譜分析手段，成功地從姜黃提取物中高效篩選出Hsp 90抑制劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為在復(fù)雜樣品體系內(nèi)探尋Hsp 90抑制劑開辟了全新的思路與途徑。

魚腥草（Houttuynia cordata Thunb）作為一種具有獨(dú)特風(fēng)味與多重功效的植物，在中醫(yī)藥及日常飲食領(lǐng)域都備受關(guān)注。魚腥草中富含抗炎、抗衰老、抗腫瘤和抑菌等多種藥理活性的天然物質(zhì)，使其成為新藥研發(fā)進(jìn)程中發(fā)現(xiàn)與篩選潛在藥物成分的關(guān)鍵資源寶庫。在魚腥草相關(guān)研究領(lǐng)域，借助分子垂釣技術(shù)深度挖掘其中隱匿的功能活性物質(zhì)，進(jìn)而闡釋其作用機(jī)制，已然成為當(dāng)下科研工作者聚焦的熱點(diǎn)趨勢。分子垂釣技術(shù)能夠精準(zhǔn)地從魚腥草復(fù)雜的化學(xué)組成中釣取具有潛在藥用價(jià)值的活性成分，為后續(xù)深入探究其藥理活性、開發(fā)新型藥物提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，有望進(jìn)一步拓展魚腥草在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用前景，推動新藥研發(fā)事業(yè)邁向新的臺階。功能化磁珠在該研究進(jìn)程中扮演著關(guān)鍵角色，其具備與生物大分子緊密結(jié)合的卓越能力，并且具有良好的穩(wěn)定性。Zhu Peixi等應(yīng)用羧基封端磁珠（CTMB）固定α-葡萄糖苷酶，以此為“誘餌”，精準(zhǔn)垂釣出魚腥草提取物中能夠抑制α-葡萄糖苷酶的活性成分，再借助超高效液相色譜-電噴霧離子化串聯(lián)質(zhì)譜分析技術(shù)對洗脫液成分進(jìn)行分離與鑒定，成功鑒別出其中存在的9 種潛在的α-葡萄糖苷酶抑制劑，為魚腥草相關(guān)活性成分篩選和機(jī)制研究提供了精準(zhǔn)的靶向?qū)ο螅苿恿嗽擃I(lǐng)域研究的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch. ex DC.）隸屬豆科甘草屬，是多年生草本植物，作為一味常用中藥材，在清熱解毒、化痰止咳以及止痛等方面功效顯著。在食品領(lǐng)域，甘草甜度高達(dá)蔗糖的50 倍，常被用作甜味劑與添加劑。甘草營養(yǎng)豐富，其活性物質(zhì)的研究已成為當(dāng)下熱點(diǎn)。而分子垂釣技術(shù)是對甘草活性物質(zhì)篩選和機(jī)制研究高效靈敏的手段之一。Liu Liangliang等創(chuàng)新性地開發(fā)出酪氨酸酶（TYR）固定化磁捕法，并將其與HPLC-DAD-MS/MS聯(lián)用。該方法操作簡便，能夠從甘草根中精準(zhǔn)篩選出與TYR結(jié)合的活性物質(zhì)。經(jīng)鑒定，共發(fā)現(xiàn)11 種此類活性物質(zhì)，其中二氫黃豆苷元和茶堿為新型酪氨酸結(jié)合物。該方法簡便易行、效果顯著、可重復(fù)性強(qiáng)，在甘草活性物質(zhì)研究以及其他相關(guān)領(lǐng)域均具有廣泛的適用性和應(yīng)用潛力。

在葛根的研究中，為精準(zhǔn)篩選出TYR抑制劑，Zhao Congpeng等構(gòu)建了中空纖維固定TYR（TYR-AHF）的技術(shù)體系，并借助該體系從葛根提取物中篩選TYR抑制劑，結(jié)合液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，成功鑒定出7 種潛在的活性物質(zhì)。其中，葛根素、葛根素-6-O-木糖苷和葛根素芹菜糖苷被證實(shí)具有良好的TYR抑制活性，半抑制濃度分別為478.5、513.8 μmol/L和877.3 μmol/L；運(yùn)用分子對接技術(shù)表明，這些化合物可以與TYR催化袋中的氨基酸殘基結(jié)合，為闡釋葛根在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用原理提供了有力依據(jù)。

當(dāng)歸（Angelica sinensis）作為中國傳統(tǒng)中藥材的代表性物種，素有“女科圣藥”之稱，其活血化瘀功效已被歷代醫(yī)籍所記載?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，當(dāng)歸提取物在抗炎、抗腫瘤等生物活性方面展現(xiàn)出顯著潛力。Xu Liang等開發(fā)了一種基于細(xì)胞膜涂層纖維素濾紙的配體垂釣技術(shù)，成功從當(dāng)歸中篩選出佛手柑素、巴布烯醇和歐前胡素3 種潛在活性成分。此研究創(chuàng)新性地采用低成本、易獲取的纖維素濾紙為載體，通過共聚焦顯微成像技術(shù)證實(shí)了細(xì)胞膜在載體表面的穩(wěn)定固定，并系統(tǒng)建立了從天然產(chǎn)物中垂釣活性成分的實(shí)驗(yàn)體系。在作用機(jī)制研究層面，通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析預(yù)測γ-氨基丁酸（GABA）受體α1亞基為關(guān)鍵作用靶點(diǎn)。進(jìn)一步的分子對接實(shí)驗(yàn)顯示天然配體、佛手柑素、巴布烯醇和歐前胡素的對接分?jǐn)?shù)分別為6.220、2.697、2.849和6.200，推測佛手柑素可能作為新型GABA受體調(diào)節(jié)劑發(fā)揮藥理作用。相較于傳統(tǒng)活性成分的篩選方法，該研究構(gòu)建的纖維素濾紙載體體系具有顯著優(yōu)勢，這種經(jīng)濟(jì)高效的活性成分篩選策略為藥食同源植物的現(xiàn)代化研究提供了新的技術(shù)路徑。

2.4 Pull-Down技術(shù)

Pull-Down技術(shù)是一種通過特異性親和作用來捕獲和鑒定蛋白質(zhì)相互作用的方法。其基本原理是利用特定的親和劑（例如抗體、蛋白結(jié)構(gòu)域或配體等）與目標(biāo)蛋白質(zhì)特異性結(jié)合，并通過固定在固相支持物（如瓊脂糖珠、磁珠等）上的親和力分離和富集與之相互作用的蛋白質(zhì)。該技術(shù)常用于研究DNA、RNA以及蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互作用，在藥食同源領(lǐng)域鮮有報(bào)道。如Miku?ová等將Pull-Down技術(shù)與非靶向分析相結(jié)合，建立了一種可用于鑒定和篩選廢水中可能與轉(zhuǎn)甲狀腺素運(yùn)載蛋白（TTR）（將甲狀腺激素分布到靶組織的蛋白質(zhì)）結(jié)合的化合物的有效方法，從廢水中發(fā)現(xiàn)能與TTR結(jié)合的11 種化合物。

綜上所述，SPR、BLI、配體垂釣、Pull-Down這4 種分子垂釣應(yīng)用技術(shù)各有優(yōu)劣，適用于不同的應(yīng)用場景。如表3所示，SPR技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測，且靈敏度高，但存在成本較高、樣品處理較復(fù)雜的問題；BLI技術(shù)操作更加簡便，成本也更低，然而靈敏度欠佳；配體垂釣更適用于篩選和模擬天然互作模式，不過存在配體優(yōu)化復(fù)雜、非特異性結(jié)合以及低豐度靶點(diǎn)易漏檢等不足；Pull-Down技術(shù)的靈活性更高、成本也較低，但無法分析動力學(xué)參數(shù)，樣品處理也較為復(fù)雜。

3

結(jié)語

分子垂釣技術(shù)憑借其高通量、高效且靈敏的特性，在篩選藥食同源植物天然活性功能成分方面展現(xiàn)重要潛能。本文對分子垂釣技術(shù)篩選不同藥食同源植物活性成分的策略進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)。然而分子垂釣技術(shù)仍存在諸多局限性：1）分子垂釣技術(shù)主要集中應(yīng)用于少數(shù)常見藥食同源植物的活性成分篩選，對于大量尚未得到充分開發(fā)利用的植物資源涉足較少；2）分子垂釣過程中難以完全避免非特異性結(jié)合的發(fā)生，如Pull-Down實(shí)驗(yàn)中可能發(fā)生空間位阻效應(yīng)，從而導(dǎo)致假陽性結(jié)果的產(chǎn)生；3）分子垂釣技術(shù)將篩選出具有潛在藥用價(jià)值的活性成分轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品的過程中諸如活性成分的穩(wěn)定性保障、安全性評價(jià)體系的完善，以及工業(yè)化生產(chǎn)等問題亟待解決。在今后研究中，可將該技術(shù)拓展至更多種類的藥食同源植物，為新藥研發(fā)以及功能性食品開發(fā)提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)；推動分子垂釣技術(shù)與其他前沿技術(shù)的交叉融合，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)整合藥食同源植物的化學(xué)成分、藥理活性以及臨床應(yīng)用等多源信息，構(gòu)建綜合性數(shù)據(jù)庫，強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研之間的緊密合作，構(gòu)建從活性成分篩選、產(chǎn)品研發(fā)直至市場推廣的全鏈條產(chǎn)業(yè)體系，促進(jìn)藥食同源植物在醫(yī)藥、食品、保健品等多個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

第一作者：

李美艷碩士研究生

貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院

研究方向?yàn)槭称飞锕こ?。目前，參與研發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)成果已獲國家發(fā)明專利受理。

通信作者：

羅小葉高級實(shí)驗(yàn)師

貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院

在讀博士，貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心副主任，高級實(shí)驗(yàn)師，主要從事傳統(tǒng)發(fā)酵食品微生物菌群結(jié)構(gòu)、功能微生物探究及發(fā)酵食品加工等研究。主持省部級科研項(xiàng)目3 項(xiàng)，發(fā)表SCI論文2 篇，中文核心期刊發(fā)表論文15余篇，授權(quán)發(fā)明專利6 項(xiàng)。

引文格式：

李美艷, 饒雪雪, 王曉丹, 等. 分子垂釣技術(shù)在藥食同源領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(21): 376-383. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250403-031.

LI Meiyan, RAO Xuexue, WANG Xiaodan, et al. Research progress on the application of molecular fishing technology in the field of medicine and food homology[J]. Food Science, 2025, 46(21): 376-383. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250403-031.

實(shí)習(xí)編輯：俞逸嵐；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

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