《Bioorganic Chemistry》：Integrated screening and identification of potent lactate dehydrogenase inhibitors from Abrus cantoniensis and Abrus mollis via affinity ultrafiltration and molecular simulations
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卢宇伟|李全新|罗文文|黄光庆|梁彩书|李莉|范兰兰中国广西壮族自治区南宁市530200，广西中医药大学药学院摘要Abrus cantoniensis Hance (Ac)和Abrus mollis Hance (Am)因具有护肝作用及改善脂质代谢紊乱的疗效，长期被用于传统医学中
卢宇伟|李全新|罗文文|黄光庆|梁彩书|李莉|范兰兰
中国广西壮族自治区南宁市530200，广西中医药大学药学院
摘要
Abrus cantoniensis Hance (Ac)和Abrus mollis Hance (Am)因具有护肝作用及改善脂质代谢紊乱的疗效，长期被用于传统医学中。然而，它们的活性成分至今尚未被充分研究，且这两种植物在形态上十分相似，容易导致误认。鉴于乳酸脱氢酶在糖酵解过程中的关键作用以及其在代谢紊乱中的过度激活现象，本研究旨在从Ac和Am中筛选、鉴定并验证能够与LDH结合的配体。体外测试了整株植物及其不同部位的LDH抑制活性，随后通过亲和超滤-液相色谱-质谱技术筛选潜在抑制剂。进一步通过分子动力学模拟和酶学检测来阐明这些配体的结合模式、结构稳定性以及IC50值。研究结果表明，Ac和Am的提取物均具有相似强度的LDH抑制作用，其中叶部提取物为最有效的活性成分，最终鉴定出13种潜在的LDH抑制剂。其中，山扁豆苷（IC50 = 228.27 ± 15.60 μM）和异山扁豆苷（IC50 = 188.52 ± 8.62 μM）表现出较强的抑制活性，后者甚至强于阳性对照物（IC50 = 395.03 ± 43.91 μM）。这项研究成功发现了Ac和Am中的LDH抑制剂，为它们在传统医学中的应用提供了科学依据，也为基于天然产物开发新型LDH靶向疗法奠定了基础。
引言
Abrus cantoniensis Hance（Ac），在中文中被称为鸡骨草，是一种多年生豆科植物，主要分布于中国南方和泰国。传统上，其干燥的全株被用于民族医药中，以缓解黄疸、清热解毒、养肝等功效[1]。作为一种兼具药用价值和食用价值的植物，鸡骨草常被用于饮食调理，尤其是夏季的草药茶和养生汤剂中[2]。现代植物化学研究表明，鸡骨草含有多种生物活性成分，如黄酮类、三萜类和生物碱，例如山扁豆苷、大豆皂苷I和阿布林等。这些成分使其具有抗肝炎[3]、调节血脂[4]、抗炎[5]和抗肿瘤[6]等多种药理作用。
Abrus mollis Hance（Am），通常称为毛鸡骨草，与鸡骨草属于同一属。其干燥的全草（去荚后）也被列入当地药品标准。临床上，它被用于治疗急慢性肝炎以及肝硬化引起的腹水[7]、[8]。由于两者在形态上相似，化学成分也有所重叠，因此在市场上经常被互相替代或混合使用[9]、[10]。虽然这两种植物都能改善脂质代谢紊乱，但具体起作用的活性成分仍不明确。因此，确定能够作用于代谢途径的活性成分对于验证其临床应用以及开发新的草药疗法具有重要意义。
酶是重要的生物催化剂，其功能异常往往与病理状态的产生密切相关。乳酸脱氢酶是糖酵解途径中的限速酶，它以NAD+作为辅酶，催化丙酮酸可逆地转化为L-乳酸，从而维持细胞的能量平衡[11]。LDH的异常激活与多种疾病相关，包括慢性炎症、肿瘤进展以及代谢综合征，而且直接参与了脂质代谢紊乱的发生和发展[12]、[13]。因此，LDH成为了一个极具潜力的治疗靶点。尽管像NHI-2这样的合成抑制剂可以调节炎症反应，但由于会引发促炎细胞因子（如IL-6）的产生以及细胞凋亡等不良反应，其临床应用受到限制[14]。而棉酚这类多酚类双醛类天然抑制剂也存在特异性不足的问题，还会引起心悸、疲劳、食欲不振、腹泻、水肿和头晕等副作用[15]。这些局限性凸显出迫切需要更安全的植物源替代品来预防和治疗与LDH相关的疾病。
为了从复杂的传统药材中高效识别出活性配体，亲和超滤结合液相色谱-质谱技术已成为一种广泛使用的分析方法。这种高通量技术具有极高的特异性，且所需样品量极少，非常适合快速筛选植物提取物中的生物活性分子[16]、[17]。
迄今为止，关于鸡骨草和毛鸡骨草的LDH抑制活性尚未有相关研究。为填补这一研究空白，本研究采用基于UF-LC-MS的整合策略，系统地探索这两种植物中的潜在LDH抑制剂。首先在体外验证了整株植物提取物的LDH抑制活性，随后比较了根、茎和叶提取物的效果，以确定最具活性的部位。在确定叶部为最有效的活性部分后，进一步利用UF-LC-MS技术快速筛选并鉴定潜在的LDH配体。此外，还通过分子对接和分子动力学模拟来阐明这些候选配体的结合模式和结构稳定性，最后通过体外酶学检测对结果进行验证。本研究为从复杂提取物中快速准确地发现LDH抑制剂提供了有效方法，也为合理利用鸡骨草和毛鸡骨草开发针对LDH的疗法奠定了基础。
章节摘录
材料与试剂
Abrus cantoniensis Hance（Ac）和Abrus mollis Hance（Am）是从中国广西的玉林银丰国际中药材港购买的。这两种药材都经过了范兰兰教授的鉴定，相应的凭证标本（Ac：0741；Am：0742）已存放在广西中医药大学药学院。LDH购自美国密苏里州圣路易斯的Sigma-Aldrich公司。棉酚则购自上海麦克林生化科技有限公司（上海，
鸡骨草和毛鸡骨草对LDH的抑制作用
我们从Abrus cantoniensis（Ac）和Abrus mollis（Am）中提取了水提物。鸡骨草的整株（AcW）、根（AcR）、茎（AcS）和叶（AcL）的提取率分别为10.032%、7.904%、8.156%和11.868%，而毛鸡骨草的整株（AmW）、根（AmR）、茎（AmS）和叶（AmL）的提取率分别为11.312%、7.724%、7.452%和13.024%（见表1）。
体外酶学检测用于评估这些提取物的LDH抑制活性
结论
本研究表明，Abrus cantoniensis和Abrus mollis都具有较强的LDH抑制活性，且叶部是这两种植物中最具活性的部分。通过基于UF-LC-MS的整合策略，我们共鉴定出了13种潜在的LDH抑制剂。进一步通过分子对接、分子动力学模拟和体外酶学检测，确定山扁豆苷和异山扁豆苷是导致LDH抑制作用的主要活性成分。虽然这
CRediT作者贡献说明
卢宇伟：写作——审稿与编辑，写作——初稿撰写，研究工作，数据分析，概念设计。李全新：写作——审稿与编辑，写作——初稿撰写，研究工作，数据分析，概念设计。罗文文：实验验证，软件应用，研究工作，数据整理。黄光庆：写作——审稿与编辑，方法设计。梁彩书：实验验证，软件应用。李莉：项目监督，资源协调，资金申请。范兰兰：写作——审稿与编辑，项目监督，
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了以下项目的资助： 国家自然科学基金 ， 广西科技重大专项 （项目编号： ）， 广西中医药传承创新团队 ， 广西中医药大学—柳药集团青年科技创新能力提升项目 ， 广西研究生教育创新计划 。此外，本研究还获得了
