Anwendung massenspektrometrischer molekularer Netzwerke bei der Untersuchung der Strukturen von Naturprodukten
\nDie Strukturanalyse von Verbindungen ist f\u00fcr die Entdeckung von Naturstoffen von entscheidender Bedeutung, insbesondere um die materielle Grundlage seltener oder wertvoller chinesischer Arzneimittel zu ermitteln. Die Analyse der sehr unterschiedlichen Verbindungsstrukturen erfordert jedoch einen erheblichen Zeit- und Personalaufwand, was eine der gr\u00f6\u00dften Herausforderungen bei der Charakterisierung von Naturstoffen darstellt. Daher wird die molekulare Netzwerktechnologie der Massenspektrometrie f\u00fcr die Strukturforschung von Naturstoffen eingesetzt.<\/p>\n
Die Fl\u00fcssigchromatographie-Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS\/MS) ist eine der am h\u00e4ufigsten verwendeten Analysemethoden in der Metabolomik. Die Interpretation dieser komplexen Daten ist jedoch eine gro\u00dfe Herausforderung in der Naturstoffforschung. In den letzten Jahren hat das Aufkommen neuer Bioinformatik-Methoden wie molekulare Netzwerke neue Ideen und Perspektiven f\u00fcr die Erkennung bekannter Verbindungen in komplexen Matrices er\u00f6ffnet. Das Global Natural Products Social Molecular Networking (GNPS) ist eine offene Datenbank mit Tandem-Massenspektrometriedaten und derzeit die einzige \u00f6ffentliche Plattform, die in der Lage ist, molekulare Netzwerke zu implementieren und durch LC-MS\/MS erzeugte Datens\u00e4tze zu analysieren. Die Visualisierung von molekularen Netzwerken in GNPS stellt jedes Spektrum als einen Knoten dar, und die Anordnung von Spektren zu Spektren stellt die Verbindungen zwischen den Knoten dar. Relevante Molek\u00fclspektren k\u00f6nnen in GNPS online als molekulare Netzwerke visualisiert werden. GNPS besteht aus insgesamt 235850 Spektren und 22644 Verbindungen. GNPS erm\u00f6glicht nicht nur die Identifizierung bekannter Verbindungen, Analoga und die automatische Analyse von Verbindungen in molekularen Netzwerken, sondern auch die Replikation, Verkn\u00fcpfung und Speicherung sekund\u00e4rer Massenspektrometriedaten aus verschiedenen Quellen.<\/p>\n
Molecular Networking (MN) ist eine Plattform f\u00fcr die Organisation und Visualisierung von MS\/MS-Daten. Jedes Massenspektrum wird als Vektor betrachtet und anhand der Kosinus\u00e4hnlichkeit mit allen anderen Massenspektren verglichen. Wenn die \u00c4hnlichkeit zwischen zwei Massenspektren einen Schwellenwert \u00fcberschreitet, werden sie im molekularen Netzwerk miteinander verbunden. Im Jahr 2012 schlug Professor Pieter erstmals die Technologie des molekularen Netzwerks vor. Das molekulare Netzwerk der Massenspektrometrie ist eine Methode, die auf der Tandem-Massenspektrometrie-Analyse (MS\/MS) basiert und sich f\u00fcr die Analyse verschiedener Naturstoffe eignet. Ihr Zweck ist es, bekannte Verbindungen schnell zu identifizieren und verschiedene unbekannte Naturstoffe zu bestimmen. Kurz gesagt, werden bei dieser Methode Tandem-Massenspektrometriedaten gesammelt und ein Netzwerk auf der Grundlage der Fragment\u00e4hnlichkeit aufgebaut. Diese Technologie ist in Bereichen wie Naturstoffe, Metabolomik und Arzneimittelentdeckung weit verbreitet.<\/p>\n
Derzeit haben Trivella et al. und Fox Ramos et al. berichtet, dass sich MN als hocheffektives Werkzeug f\u00fcr die schnelle Identifizierung von Naturstoffen in komplexen Mischungen erwiesen hat und bei der Entdeckung neuer Naturstoffe hilft; Nothias Esposito et al. berichteten, dass MN ein effektives Werkzeug f\u00fcr die Charakterisierung der Erzeugung spezifischer Metaboliten in Pflanzen in der Metabolomik auf der Grundlage der Massenspektrometrie ist; Kang et al. verwendeten MN zur Klassifizierung von Sekund\u00e4rmetaboliten in \u00e4hnlichen Clustern, was in der Naturstoffforschung zum Screening und zur Isolierung von Zielstoffen verwendet wurde; Lei et al. Lei et al. beobachteten mit MN Unterschiede im Gehalt von unverarbeitetem und verarbeitetem Eisenhut; Tian et al. berichteten, dass mit MN die Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung von Tee aus verschiedenen Sorten und Herk\u00fcnften deutlich zu erkennen sind, so dass eine qualitative und quantitative Bewertung von Tee m\u00f6glich ist; durch die Analyse der Arten von Fragment-Ionen und der relativen Ver\u00e4nderungen des Gehalts an Fragment-Ionen kann auf die Ver\u00e4nderungen in der Molekularstruktur von Naturprodukten und die Umwandlung ihrer funktionellen Gruppen geschlossen werden, um festzustellen, ob Naturprodukte erzeugt oder umgewandelt wurden.<\/p>\n
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In den letzten Jahren wurde MN als ein aufstrebendes Instrument zur Vereinfachung der Strukturforschung von Naturprodukten vorgeschlagen und erfolgreich f\u00fcr die Entdeckung, Trennung, Zubereitung, strukturelle Identifizierung und quantitative Analyse chemischer und aktiver Bestandteile von Naturprodukten eingesetzt. MN eignet sich f\u00fcr die Untersuchung der In-vivo-Zusammensetzung und der Metaboliten von Naturprodukten, wodurch deren pharmakologische Wirkstoffbasis und Stoffwechselprozesse besser aufgekl\u00e4rt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Durch die Verwendung von MN zum Vergleich charakteristischer Fragment-Ionen und zur Analyse ihrer Arten und relativen Inhalts\u00e4nderungen k\u00f6nnen wir auf die molekularen Struktur\u00e4nderungen und funktionellen Gruppenumwandlungen von Naturprodukten schlie\u00dfen, die dazu verwendet werden k\u00f6nnen, die Biosynthesewege von Naturprodukten zu ermitteln. Die Literaturrecherche hat jedoch ergeben, dass es nicht viele einschl\u00e4gige Berichte im In- und Ausland gibt, was eine neue Richtung f\u00fcr die Verwendung von MN in der Naturstoffforschung sein k\u00f6nnte.<\/p>\n
Zusammenfassend l\u00e4sst sich sagen, dass MN bisher haupts\u00e4chlich f\u00fcr die strukturelle Identifizierung von Naturstoffen eingesetzt wurde. In Kombination mit anderen Technologien ist es eine effiziente und schnelle Methode f\u00fcr die Strukturforschung von Naturstoffen, insbesondere f\u00fcr die Entdeckung neuer Strukturen und Wirkstoffe. Relativ wenig erforscht sind der Stoffwechsel, die quantitative Analyse und die Biosynthesewege im K\u00f6rper, eine Richtung, auf die sich die Forscher in Zukunft konzentrieren k\u00f6nnen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Application of Mass Spectrometry Molecular Networks in the Study of Natural Product Structures The structural analysis of compounds is crucial for the discovery of natural products, especially for revealing the material basis of rare or precious Chinese medicinal materials. However, the analysis of highly diverse compound structures requires a significant amount of time and manpower, […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n