首个!外源天然产物综合性代谢图谱

摘要

外源天然产物在体内和体外均会发生复杂的代谢转化,生成结构多样的代谢产物。由于宿主酶、肠道菌群的参与,以及天然产物自身的结构复杂性,其代谢过程呈现出独特特征。但现有代谢转化信息仍呈碎片化,限制了对其代谢机制的系统性认知。为解决这一问题,本研究构建了专注于外源天然产物代谢的综合性数据库MetabFlow。核心特色为:

❶ 系统整合7,294条经注释的代谢反应,覆盖体内与体外转化,构建了外源天然产物代谢的完整知识图谱;

❷ 独家整合酶催化反应与菌群介导反应,凸显天然产物的独特代谢特征;

❸ 通过构建上下游反应关联,建立结构化代谢网络,阐明外源天然产物在不同代谢途径中的演化规律;

❹ 收录约3,200个未被主流数据库收录的化合物,并提供详细结构信息、注释及完整代谢谱。MetabFlow旨在为天然产物代谢研究、药物研发及相关领域提供支撑。

https://bddg.hznu.edu.cn/metabflow/

taolin@hznu.edu.cn

#外源天然产物 #代谢反应 #代谢网络 #数据库 #酶催化 #肠道菌群

引言

现有代谢数据库的局限性

表1 各类可公开获取的代谢相关数据库对比

本表汇总了可提供代谢数据的各类开放获取数据库(首行为本研究提出的新数据库)。

结果

数据库页面访问与查询

图1 MetabFlow的检索、浏览与下载功能

MetabFlow提供便捷的检索、浏览与下载功能。检索功能支持化合物检索(输入天然产物名称或SMILES)与结构检索(绘制结构并进行结构相似性检索),以获取目标天然产物信息与代谢反应详情;浏览功能支持通过交互式饼图快速定位目标数据,或按代谢途径、化合物分类、酶/菌群介导类型进行系统浏览;下载功能支持用户按需获取所需数据。

图2 天然产物详情页面

(A)所选天然产物的详细基础信息;

(B)天然产物的关联代谢反应列表,用户可查看各反应基础信息,并通过化合物ID或反应ID跳转至对应化合物/反应详情页;

(C)天然产物的代谢网络可视化,阐明该化合物在代谢途径中的上下游关联。MetabFlow根据代谢关系的复杂程度提供2种可视化策略。

图 3 代谢反应详情页面

包含代谢反应基础信息、实验方法信息与参考文献信息

知识库应用案例

图 4 蛇床子素与葫芦素D的应用案例

(A)蛇床子素的代谢反应网络:该3层网络共包含64条代谢反应,蛇床子素作为初始底物,在第1层反应中生成15个直接代谢产物。

(B)葫芦素D的代谢反应网络:该2层网络包含13条代谢反应;葫芦素D既作为上游底物葫芦素B的水解产物参与网络,又作为底物生成5个下游代谢产物。

详细总结

思维导图

数据库对比

参考

Nucleic Acids Res. 2026 Jan 6;54(D1):D607-D616. doi: 10.1093/nar/gkaf1220.

MetabFlow: a comprehensive metabolic map for exogenous natural products

260106MetabFlow.pdf

注:AI辅助创作,如有不当欢迎指出。内容仅供参考,不构成任何建议。

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