现代社会中,越来越多的人们患上焦虑症、抑郁症以及失眠症等精神类疾病。这些疾病严重地影响了人们的生活质量,由于其发病机制尚未阐明,且现有精神类药物普遍具有较高的毒副作用,寻找低毒性的新型精神类药物对于精神类疾病的治疗具有重要意义。随着科学技术的发展,人们对药物的研发逐渐转变为基于作用靶点与机制的探究模式。天然产物作为新药研发的重要来源,明确活性成分的靶点与作用机制已成为天然产物研究的核心内容。与化学药物相比,天然产物普遍具有较低的毒性,且挥发油类的天然产物易于透过血脑屏障,克服了许多化学药物难以进入大脑的缺陷,这些特性对于新型精神类药物研发具有重要价值。桂皮醛作为天然产物肉桂挥发油的主要活性成分,在精神疾病动物模型中显示出镇静、抗焦虑等活性。然而,其发挥镇静作用的具体靶点和分子机制尚未阐明。因此,本论文以桂皮醛为研究对象,对其镇静作用的机制进行了深入研究。首先利用非靶向代谢组学分析了桂皮醛对于食蟹猴体内代谢的影响,通过血浆样本的主成分分析,发现给药桂皮醛后食蟹猴体内产生的代谢物与空白组相比出现了差异。对差异代谢物进行筛选,在正、负离子模式下共得到了包括L-谷氨酰胺、γ-氨基丁酸（GABA）、L-天冬酰胺以及尿苷等在内的26个显著性差异代谢物。对差异代谢物进行层次聚类和KEGG通路富集分析,选取相关性最强的GABA能突触代谢通路中的代谢流进行进一步分析,发现给药桂皮醛后L-谷氨酰胺、GABA的含量显著增加,琥珀酸的含量显著降低,GABA/谷氨酸比值显著降低,推断桂皮醛可能通过增加GABA的合成来发挥镇静作用。围绕GABA能突触途径展开了后续研究,通过氨基酸衍生化实验,发现桂皮醛对斑马鱼脑内GABA、谷氨酸和谷氨酰胺三种关键氨基酸表达的影响与代谢组学结果一致。利用斑马鱼行为学分析实验,发现桂皮醛可以显著降低野生型斑马鱼的运动距离、速率等指标,由于谷氨酸脱羧酶（GAD）67基因敲低型斑马鱼体内谷氨酸不能正常脱羧生成GABA,桂皮醛对GAD67基因敲低型斑马鱼行为学指标的影响显著减弱,说明桂皮醛是通过增加GABA能突触代谢途径中GABA的合成发挥镇静作用。随后,采用化学生物学技术合成了炔基化桂皮醛探针,通过靶点垂钓和蛋白质谱检测,鉴定出α-烯醇化酶（ENO1）是桂皮醛潜在的镇静靶点,并通过Western Blot进行了靶点蛋白的验证。炔基化桂皮醛探针可以通过点击反应与叠氮荧光标签结合,进而可以标识探针的位置,利用探针与ENO1蛋白在斑马鱼脑组织切片的免疫荧光共定位实验,发现桂皮醛主要与小脑颗粒层的ENO1蛋白发生结合。接下来通过分子对接和蛋白质谱检测,发现桂皮醛可以与ENO1蛋白的40位丝氨酸形成共价结合。对野生型和40位丝氨酸点突变型ENO1蛋白进行表达纯化,通过酶活检测和热转变分析说明桂皮醛是通过结构中的α,β-不饱和醛基团与ENO1蛋白中40位丝氨酸的羟基发生迈克尔加成反应,形成了共价结合,从而不可逆得抑制了ENO1的酶活。在此基础上,通过斑马鱼行为学分析实验比对给药桂皮醛与GABA对ENO1基因敲低型斑马鱼行为的影响,阐明桂皮醛是通过靶向ENO1并抑制其酶活,诱导GABA表达量的升高,从而发挥镇静功效的作用机制。综上所述,本研究以桂皮醛的镇静作用为基础,发现了桂皮醛可以靶向小脑颗粒层,诱导内源性GABA的表达,并进一步阐明了其发挥功效的关键靶点、与靶点蛋白之间的作用模式和生物学机制。为桂皮醛作为新型镇静药物的后续开发与应用提供了理论依据。