1、1浙江省自然科学奖推荐书（2018 年度）一、项目基本情况推荐号： 奖励类别：基础研究类项目项目名称（中文） 基于活性酶诱导技术提高中药有效成分含量的作用机制研究主要完成人员 田景奎，朱玮，杨丙贤，张琳，胡兴江主要完成单位（本省第一完成单位盖章）浙江大学推荐单位（盖章）或推荐专家（签字） 浙江大学 推荐奖励等级 一等奖主题词 中药有效成分；活性酶诱导；代谢调控；蛋白质组学；生物活性1 中药学 代码 360402 中医学与中药学其他学科 代码 36099学科分类 名称3 代码所属国民经济行业任务来源具体计划、基金的名称和编号（限 300 字）论文（篇） 20 专著（本）授权发明专利(件) 3 其
2、他知识产权(件)科技成果登记号项目起止时间 起始：2009.01 完成：2015.12推荐书版本：2二、项目简介项目主要研究内容、科学发现点、科学价值，同行引用及评价等（限 1000 字）本项目主要开展了中药有效成分的研究，特别是发明了活性酶诱导技术，能显著提高新鲜离体药用植物中有效成分的含量（30-200%） 。中药有效成分是中医药发挥疗效的物质基础，而清晰的生物合成途径是复杂有效成分定向制取的基础，通过系统性的整合基因组学、蛋白质组学和代谢组学等研究，建立数学模型评估相关基因、蛋白质和代谢水平的变化，阐明活性酶诱导的整体生物学效应，并构建起基因、酶和有效成分之间完整的网络，发现和鉴别生物合
3、成途径的关键节点，绘制出药用植物活性酶诱导的相互作用图谱，最终揭示活性酶诱导技术影响复杂中药有效成分合成的机制。建立了活性酶诱导提高药用植物有效成分含量的研究体系，并根据活性酶诱导机制设计制造了智能化活性酶诱导仪。该诱导仪的发明为研究活性酶诱导技术提供了必要的硬件支持，为提高特定中药有效成分含量提供了新的技术手段，也为规模化生产低含量的中药有效成分提供了技术保障。通过研究发现活性酶诱导技术应用于不同种类的药用植物可产生不同的效果：不仅提高新鲜药用植物中的特定有效成分含量，还能降低其中的毒性成分含量；同时通过诱导也使药用植物特异性产生新的高生物活性化学成分。通过应用蛋白质组学技术，结合代谢组学、
4、转录组学和药效学研究，探讨了活性酶诱导提高中药有效成分含量的机制。特别是对中药有效成分生物合成途径中的关键酶和基因进行了调控机制研究，结果发现非生物环境因子如温度、湿度、臭氧浓度、紫外光强度等的协同作用是诱导药用植物体内有效成分合成途径变化的关键诱导因子。这使得运用分子生物学手段调控中药有效成分的变化成为一种可能。此项研究技术得到了国际著名植物蛋白质组学家日本筑波大学 Setsuko Komatsu 教授的高度评价，并开展了基于活性酶诱导技术的合作研究。此外，西班牙米格尔-埃尔南德斯大学果蔬所的 Daniel Valero 教授将我们的诱导技术应用于提高芦荟中芦荟素的研究，得到了很好的结果，表
5、示对我们的研究成果的肯定。阿利坎特大学植物蛋白质组学专家 Roque 教授则评价我们的这项工作对于推动中药有效成分微量生物合成关键酶的分析具有示范作用。J. Proteomics 主编 Calvete 教授也认为我们的研究结果具有很强的开拓性。J. Proteome Res. 副主编 Christopher 教授评价我们的研究方法为阐释植物中次生代谢途径活性酶诱导机制提供了新的技术手段，是中药和天然药物新药发现的重要源泉。3三、主要科学发现1研究背景2主要科学发现（创新点 X，创新点标题，支撑论文专著名称、作者，科学发现内容。）4四、第三方评价评价结论等（限 2400 字）美国著名的肿瘤生物学
6、家韦恩州立大学医学院 Fazlul H. Sarkar 教授在其 2012 年Med. Res. Rev.（IF 8.648）的一篇综述性论文中，文章第一段对我们的工作给予高度评价，认为我们的活性酶诱导工作具有开创性，表明我们在这一领域所开展的这些研究处于国际上领先水平。原文“Plants produce a large number of diverse natural products or secondary metabolites which are involved in the normal cell growth, development, or reproduction of
7、organisms.1 Some of these compounds offer protection against herbivores and microbial pathogens, while others are involved in defense against abiotic stress, such as UV-B exposure. Many of the secondary metabolites have interesting biological properties, which make them desirable candidates for opti
8、mization of drug discovery and development processes. However, with very few well-characterized exceptions, we know very little about the biological properties of these secondary metabolites.2”丹麦哥本哈根大学哥本哈根植物科学中心 Poul Erik Jensen 教授研究组在其发表于2014 年 ACS Synth. Biol.（ IF 5.693）的一篇综述性论文中，也引用了我们的研究工作，他们认为紫
9、外光是产生具有抵抗逆境条件次生代谢产物的重要来源。原文：“These compounds often function as chemical defense compounds, for example, to protect against pathogens or herbivores or to suppress the growth of other nearby plants, as attractants of pollinators or seed dispersers, or they can be synthesized in response to environment
10、al stresses such as drought or salt stress or to protect against ultraviolet (UV) radiation. 8,3134”捷克科学院全球变化研究中心咨询委员会主席 Karel Klem 教授在其紫外诱导研究中，得出的结果与我们一致，并且依据我们的实验结论解释了他们的实验结果。原文 “Under the UV-PAR- treatment, the more tolerant variety Bonus had higher constitutive quantities of UV-screening compoun
11、ds than variety Barke,particularly in younger leaves. This is in accordance with Sun et al. (2011), who proved that young leaves of Ginkgo biloba have higher constitutive as well as UV-induced contents of flavonoids than old leaves. The final content of induced flavonols was several times higher tha
12、n those present constitutively.” 此外，德国慕尼黑工业大学 Weihenstephan 生物和农业中心 Artur Manukyan 博士在他的研究论文中指出，他们所开展的紫外光和光合作用有效辐射条件下，多种植物生物量和药用活性成分变化的研究，是受到活性酶诱导技术的启发。原文：“Plants possess a 5number of defense systems against environmental stress factors in nature. One protection mechanism is the altered synthesis of
13、 antioxidant substances like essential oils, carotenoids, phenolics, as well as other secondary metabolites. Effects of PAR and UV-B radiation on herbs and other plant species were already reported by some authors (1-14). The aim of this study was to investigate the effect of PAR and UV-B radiation
14、on herbal yield, amount and composition, as well as antioxidant capacity of essential oils and polyphenols of some valuable medicinal and aromatic plants under soilless greenhouse conditions.”西班牙米格尔-埃尔南德斯大学应用生物学系果蔬所主任 Daniel Valero 教授参考我们的活性酶诱导金银花的研究方法，将活性酶诱导应用于芦荟并提高了其中芦荟素，研究结果，发表于 2013 年 J. Agric.
15、Food Chem.杂志上，表明我们的研究成果得到国际同行的认可。原文 “In fresh medicinal plant tissues, short-term UV-A and UV-B radiations stimulated the production of secondary metabolites, such as iridoids, and in turn improved their pharmacological properties.26 When both UV lights are compared, UV-B showed higher activity upon
16、 increasing secondary metabolites and the corresponding antioxidant power.” 西班牙阿利坎特大学著名植物蛋白质组学专家 Bru-Martinez Roque 教授在 2015 年的一篇关于植物次生代谢蛋白质组研究进展的综述文章中，对我们的基于 CPLL 技术的蛋白质组学用于发现阔叶十大功劳叶片中有效成分生物合成微量酶的研究给予了高度评价，该研究为发现次生代谢相关蛋白提供了有意义的参考。他认为: “This could be due, in part, to the limitations of 2DE to access
17、 a lower abundance protein population when whole protein extracts are being analyzed. Apart from exhaustive fractionation, the use of advanced enrichment strategies to detect low abundant proteins such as combinational hexapeptide ligand libraries (CPLL) combined with 2-DE has been applied to analyz
18、e the effect of UV stress on Mahonia bealei leaves in relation to the induction of the BIAs alkaloid production. As a result, 91 deregulated proteins have been identified, but only after CPLL enrichment, which has led to the finding of several new SM proteins (Zhang et al., 2014) .”。此外，阔叶十大功劳叶绿体基因组的
19、研究得到了中科院武汉植物园王恒昌教授的评价，认为该叶绿体基因组信息的测定以及其他双子叶植物的基因信息成功解决了早期分化的双子叶植物的系统发育关系。6五、主要完成人员情况表姓 名 田景奎 排 名 1 身份证号出生年月 出 生 地 民 族性 别 男 政治面貌 技术职称 教授行政职务 无 文化程度 研究生 最高学位 博士所学专业 中药学 现从事专业 中药学毕业学校 毕业时间电子信箱 办公电话 移动电话工作单位 浙江大学二级单位 生物医学工程与仪器科学学院通讯地址 杭州市天目山路 148 号西六 406 邮政编码 310027完成单位 浙江大学 联系电话 88273823通讯地址 杭州市天目山路 14
20、8 号西六 406 邮政编码 310027曾获科技奖励情况 中药六类新药辛萸贴片的临床前研究，浙江省科技进步三等奖，2010，排名 1参加本项目起止时间 起始：2009.01 截止：2015.12对本项目主要科学发现的贡献（限 300 字）本人在主要科学发现 1 中，主要贡献为提出了活性酶诱导的学术思想并且提出了活性酶诱导仪的设计方案，参与了专利申请“一种提高新鲜植物次生代谢产物含量的光酶诱导仪”（排名 1）和“运用活性酶诱导技术提高黄花蒿中青蒿素含量的方法” （排名 2） 。在主要科学发现 2 和 3 中，主要贡献为提出了应用蛋白质组学技术和基因组学结合揭示活性酶诱导机制，在本项目的十篇代表
21、性论文中，七篇为通讯作者，两篇为第七作者。 声明：本人完全同意完成人排名，严格按照浙江省科学技术奖励办法及相应规定，省科学技术厅对推荐工作的具体要求，如实提供了本推荐书及其相关材料，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科技成果保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。推荐书中主要创新内容、列入计数的知识产权和发表的论文为本项目独有，且未在已获国家、省科技奖励项目或本年度其它推荐项目中使用。如有不符，本人愿意承担相关责任。签名：年 月 日完成单位声明：本单位确认该完成任务情况表内容真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识
22、产权的情形。如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。 工作单位声明：本单位对该完成人被推荐无异议。单位（盖章）年 月 日7姓 名 朱玮 排 名 2 身份证号出生年月 出 生 地 民 族性 别 男 政治面貌 群众 技术职称 助理研究员行政职务 无 文化程度 研究生 最高学位 博士所学专业 生物医学工程 现从事专业 植物蛋白质组学毕业学校 毕业时间电子信箱 办公电话 移动电话工作单位 浙江大学二级单位 生物医学工程与仪器科学学院通讯地址 杭州市天目山路 148 号西六 406 邮政编码 310027完成单位 浙江大学 联系电话 88273823通讯地址 杭州市天目山路 148 号西六 406 邮政编
23、码 310027曾获科技奖励情况 无参加本项目起止时间 起始：2012.09 截止：2015.12对本项目主要科学发现的贡献（限 300 字）本人在主要科学发现 2 和 3 中，主要贡献为参与了长春花和十大功劳活性酶诱导的差异蛋白质组学实验和数据分析，参与了十大功劳和红豆杉叶绿体基因组测定的部分工作，主要参与发表的论文如下：Organ-specific analysis of Mahonia using gel-free/label-free proteomic technique.（第 1） ，Binary stress induces an increase in indole alkal
24、oid biosynthesis in Catharanthus roseus（第 1） ，Proteomics analysis of Mahonia bealei leaves with induction of alkaloids via combinatorial peptide ligand libraries（共同一作） ，The complete chloroplast genome sequence of Mahonia bealei (Berberidaceae) reveals a significant expansion of the inverted repeat a
25、nd phylogenetic relationship with other angiosperms.（第 3） ，The complete chloroplast genome sequence of Taxus chinensis var. mairei (Taxaceae): loss of an inverted repeat region and comparative analysis with related species.（第 5）声明：本人完全同意完成人排名，严格按照浙江省科学技术奖励办法及相应规定，省科学技术厅对推荐工作的具体要求，如实提供了本推荐书及其相关材料，且不存
26、在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科技成果保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。推荐书中主要创新内容、列入计数的知识产权和发表的论文为本项目独有，且未在已获国家、省科技奖励项目或本年度其它推荐项目中使用。如有不符，本人愿意承担相关责任。签名：年 月 日完成单位声明：本单位确认该完成任务情况表内容真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。 工作单位声明：本单位对该完成人被推荐无异议。单位（盖章）年 月 日8姓 名 杨丙贤 排 名 3 身份证号出生年月 出 生 地 民 族性
27、别 男 政治面貌 中共党员 技术职称 助理研究员行政职务 无 文化程度 研究生 最高学位 博士所学专业 生物医学工程 现从事专业 分子生物学毕业学校 毕业时间电子信箱 办公电 话 移动电话工作单位 浙江大学二级单位 生物医学工程与仪器科学学院通讯地址 杭州市天目山路 148 号西六 406 邮政编码 310027完成单位 浙江大学 联系电话 88273823通讯地址 杭州市天目山路 148 号西六 406 邮政编码 310027曾获科技奖励情况 无参加本项目起止时间 起始：2011.01 截止：2015.12对本项目主要科学发现的贡献（限 300 字）本人在主要科学发现 2 和 3 中，主要贡
28、献为参与了长春花和十大功劳活性酶诱导研究中荧光定量 PCR对关键基因的表达量测定及酶活研究，同时参与了十大功劳和红豆杉叶绿体基因组测定的部分工作，主要参与发表的论文如下：Binary stress induces an increase in indole alkaloid biosynthesis in Catharanthus roseus（第 2） ，Proteomics analysis of Mahonia bealei leaves with induction of alkaloids via combinatorial peptide ligand libraries（第 4）
29、 ，The complete chloroplast genome sequence of Mahonia bealei (Berberidaceae) reveals a significant expansion of the inverted repeat and phylogenetic relationship with other angiosperms.（第 2） ，The complete chloroplast genome sequence of Taxus chinensis var. mairei (Taxaceae): loss of an inverted repe
30、at region and comparative analysis with related species.（第 3）声明：本人完全同意完成人排名，严格按照浙江省科学技术奖励办法及相应规定，省科学技术厅对推荐工作的具体要求，如实提供了本推荐书及其相关材料，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科技成果保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。推荐书中主要创新内容、列入计数的知识产权和发表的论文为本项目独有，且未在已获国家、省科技奖励项目或本年度其它推荐项目中使用。如有不符，本人愿意承担相关责任。签名：年 月 日完成单位声明：本单位确认该完成任务情况表内容真实有效，且不存在任何
31、违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。 工作单位声明：本单位对该完成人被推荐无异议。单位（盖章）年 月 日9姓 名 张琳 排 名 4 身份证号出生年月 1974.04 出 生 地 民 族性 别 女 政治面貌 九三学社 技术职称 教授行政职务 无 文化程度 研究生 最高学位 博士所学专业 中药学 现从事专业 中药学毕业学校 毕业时间电子信箱 办公电 话 移动电话工作单位 浙江大学二级单位 生物医学工程与仪器科学学院通讯地址 杭州市天目山路 148 号西六 406 邮政编码 310027完成单位 浙江大学 联
32、系电话 88273823通讯地址 杭州市天目山路 148 号西六 406 邮政编码 310027曾获科技奖励情况 中药六类新药辛萸贴片的临床前研究，浙江省科技进步三等奖，2010，排名 2参加本项目起止时间 起始：2009.01 截止：2015.12对本项目主要科学发现的贡献（限 300 字）本人在主要科学发现 1 中，主要贡献为参与了活性酶诱导仪的开发，并参与了黄花蒿的活性酶诱导研究，参与了专利申请“一种提高新鲜植物次生代谢产物含量的光酶诱导仪（排名 3）和“运用活性酶诱导技术提高黄花蒿中青蒿素含量的方法” （排名 1） 。在主要科学发现 2 和 3 中，主要贡献为参与银杏、金银花、十大功劳
33、、红豆杉等植物的活性酶诱导实验、诱导机制研究以及有效成分的药代动力学分析，在本项目的十篇代表性论文中，三篇为通讯作者，两篇为第一作者，一篇为第二作者，一篇为第三作者。 声明：本人完全同意完成人排名，严格按照浙江省科学技术奖励办法及相应规定，省科学技术厅对推荐工作的具体要求，如实提供了本推荐书及其相关材料，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科技成果保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。推荐书中主要创新内容、列入计数的知识产权和发表的论文为本项目独有，且未在已获国家、省科技奖励项目或本年度其它推荐项目中使用。如有不符，本人愿意承担相关责任。签名：年 月 日完成单位声明：本单位
34、确认该完成任务情况表内容真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。 工作单位声明：本单位对该完成人被推荐无异议。单位（盖章）年 月 日10姓 名 胡兴江 排 名 5 身份证号出生年月 1980.03 出 生 地 民 族性 别 男 政治面貌 中共党员 技术职称 副主任药师行政职务 无 文化程度 研究生 最高学位 硕士所学专业 药物分析 现从事专业 药代动力学毕业学校 毕业时间电子信箱 办公电话 移动电话工作单位 浙江大学二级单位 医学院附属第一医院通讯地址 杭州市庆春路 79 号 邮政编码
35、 310003完成单位 浙江大学 联系电话 88273823通讯地址 杭州市天目山路 148 号西六 406 邮政编码 310027曾获科技奖励情况 无参加本项目起止时间 起始：2013.01 截止：2015.12对本项目主要科学发现的贡献（限 300 字）本人在主要科学发现 3 中，主要贡献为参与了活性酶诱导技术的研发辅助工作，并将之用于药用植物黑种草的研究，对其中的有效成分三萜皂苷进行了药代动力学研究，主要参与发表的论文如下：Development and validation of liquid chromatography-tandem mass spectrometry method
36、 for quantification of a potential anticancer triterpene saponin from seeds of Nigella glandulifera in rat plasma: Application to a pharmacokinetic study（第 1）声明：本人完全同意完成人排名，严格按照浙江省科学技术奖励办法及相应规定，省科学技术厅对推荐工作的具体要求，如实提供了本推荐书及其相关材料，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科技成果保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。推荐书中主要创新内容、列入计数的知识产权和发表的论文为本项目独有，且未在已获国家、省科技奖励项目或本年度其它推荐项目中使用。如有不符，本人愿意承担相关责任。签名：年 月 日完成单位声明：本单位确认该完成任务情况表内容真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。 工作单位声明：本单位对该完成人被推荐无异议。单位（盖章）年 月 日
