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摘要： 综合利用现代色谱分离技术得到薰鲁香中3个单萜类化合物,通过MS、一维NMR谱、二维NMR谱和文献比对鉴定M-3、M-4分别为bicyclo[3.1.1]hept-2-ene-2-carboxylic acid,4-hydroxy-6,6-dimethyl,bicyclo[3.1.1]hept-2-ene-2-carboxaldehyde,4-hydroxy-6,6-dimethyl;根据化合物M-1的NMR谱发现其结构较为新颖,然而由于M-1易变质,在分离纯化后未能完成鉴定,建议在实验过程中应及时处理实验数据,注意样品避光或低温保存.
关键词: 薰鲁香 ；单萜 ；核磁共振 ；数据分析
摘要： 本研究基于网络药理学技术并结合细胞实验探究薰鲁香挥发油治疗炎症的关键靶点和作用机制.通过气相色谱-质谱联用技术、中药系统药理学(TCMSP)数据库和查阅文献获取薰鲁香挥发油的化学成分和相关靶点,构建“成分-靶点-通路”网络分析薰鲁香挥发油抗炎的潜在靶点和通路,并绘制蛋白质相互作用(PPI)网络.分子对接结果表明部分薰鲁香挥发油活性成分与核心靶点之间具有较强的结合活性,预测上述化合物为抗炎的物质基础.综合运用柱色谱及现代波谱技术,从薰鲁香挥发油中分离并鉴定2个量丰的单萜化合物6,6-dimethyl-4-methylidenebicyclo[3.1.1]heptane-2α,3β-diol和6,6-dimethyl-4-hydroxy[3.1.1]hept-2-ene-2-carboxylic acid,在LPS刺激细胞炎症模型中表现出与阳性对照地塞米松相当的活性.
关键词: 网络药理学 ；分子对接 ；薰鲁香挥发油 ；单萜
【会议论文】 • 邵华
会议时间： 2019-09-19
摘要： 新疆位于我国西北部干旱半干旱区,面积占中国国土总面积六分之一,周边与俄罗斯、哈萨克斯坦等八国接壤,地理位置特殊,蕴含独特的植物资源宝库。新疆常年干旱少雨的荒漠生境造就了其芳香植物的独特性和多样性,具有重要的科研及实用价值。我们对产自新疆的几种蒿属植物包括白茎绢蒿,中亚苦蒿,大籽蒿,新疆绢蒿,伊犁绢蒿等植物的挥发油以水蒸气蒸馏法进行了提取,对其化学成分通过GC/MS进行了解析,发现其主要成分为芳樟醇、樟脑、侧柏酮、桉叶油素、月桂烯等单萜及倍半萜类化合物。对各种植物的VOCs的生长抑制活性检测表明,其VOCs可显著抑制受试植物种子萌发及幼苗生长。对各种植物挥发油的除草活性进行了检测,发现多数挥发油能够在较低浓度下(5～10μl/ml)完全抑制受试植物种子萌发和幼苗生长。对照GC/MS分析结果,以其主成分标准品进行除草活性检测,发现多种主成分的活性远远低于挥发油,说明挥发油中含量较低的其它组分起到了重要的活性作用。以制备薄层层析法对部分植物挥发油的主效除草成分进行了初步分离,然后以硅胶柱层析、凝胶柱层析及半制备HPLC法对活性部位进行进一步的分离纯化,经NMR分析后解析其化学结构,从中鉴定出芳樟醇等主效活性成分。此外,对各植物挥发油的抑菌活性进行检测,发现多种挥发油对大肠杆菌、白色念珠菌、链格孢、镰刀菌等细菌和真菌具有明显的生长抑制作用;对其杀蚜虫活性的检验结果显示,部分植物的挥发油可在10μl/ml浓度下作用24小时后杀死蚜虫。综上所述,新疆多种蒿属植物可产生具有除草、抑菌、杀蚜虫活性的化合物,不仅有助于其在干旱区特殊生境中占据生长优势,而且表明其具有开发为生物农药的潜力。
关键词: 新疆蒿属植物 ；挥发油 ；除草活性 ；抑菌活性 ；杀蚜虫活性
被引量
2
摘要： 植物引种是一种能够提高林业生产以及经济水平的高效低成本手段,引种植物大多对本地生境表现出较好的适应性,因此其对引种地生态学环境的影响非常重要。北美香柏（Thuja occidentalis Linn.）因枝叶具有香气而得名,且树冠整齐优美,是不可多得的园林景观植物。该植物原产北美,我国多地对北美香柏成功引种,例如沈阳和昆明。其中沈阳自上世纪80年代开始引进北美香柏,于2001年开始大量插扦繁育。北美香柏对多种生境表现出适应性,前期对沈阳市的北美香柏栽培园观察发现,北美香柏周围少有其他植物生长及病虫害发生,手触碰叶片部位就能闻到芳香气味,同时在初春以及冬季芳香性的挥发性物质（VOCs）会自然释放。推测北美香柏能够释放化学物质对邻近植物产生影响,因此本论文对北美香柏的次生代谢产物及生态学功能进行了研究。本论文通过植物化学的提取分离技术,从北美香柏枝叶中分离非挥发性次生代谢产物11个,通过NMR和MS鉴定了结构,类型主要为二萜、紫罗兰酮和酚类。通过高效液相色谱（HPLC）法对枝叶中的化学成分与根际土壤的化学成分进行对比,发现枝叶中的主要物质W-7存在于根际土壤中,之后通过高效液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）发现该化合物在根际土壤中的含量为8.43±5.44μg/g,由此说明W-7能够被植物释放到土壤中。进一步对W-7进行了植物毒活性、抗菌活性、以及线虫毒杀生物活性测试。植物毒活性测试发现,W-7对不同品种水稻的地下与地上部分的生长都表现为低浓度促进高浓度抑制的活性,当W-7浓度为100μg/mL时,对日本晴株高表现出28.00%的抑制活性;对新稻5918的株高抑制活性为35.58%;对金粮88的株高抑制活性最强,抑制率为36.08%。W-7还对十字花科植物油菜的地上部分的显示生长抑制活性,当W-7浓度为100μg/mL时,对油菜株高的抑制率为55.79%。同时W-7能抑制拟南芥的种子萌发,抑制中浓度(EC50)为153.87μg/mL;显微观察发现,W-7对拟南芥根部细胞的生长具有破坏作用。抗菌活性测试发现,W-7还具有抗真菌的活性,对玉米常见病菌玉米小斑病菌(EC50 38.40±3.33μg/mL)和玉米弯孢叶霉菌(EC50 24.65±12.12μg/mL)具有显著的生长抑制活性。W-7对病原真菌白色念珠菌具有一定的生长抑制活性(EC50281.80±37.2μg/mL)。线虫毒杀活性测试发现,W-7对秀丽隐杆线虫的毒杀作用不明显。通过顶空收集法,对北美香柏的VOCs进行了收集。利用水蒸气蒸馏法对沈阳和昆明北美香柏枝叶的精油进行了提取,发现沈阳栽培的北美香柏的产油率为0.61±0.03%;昆明产油率0.41±0.06%。GC-MS分析发现,精油和VOCs中的主要挥发性成分都为萜类化合物,包括fenchone、（-）-α-thujone、（+）-β-thujone、（-）-terpinen-4-ol、rimuene、（+）-hibaene等,其中单萜化合物（-）-α-thujone含量最高,其在沈阳栽培的北美香柏产精油（SY-EOs）、昆明产精油（KM-EOs）和沈阳产VOCs中的含量分别高达57.44%、69.22%和60.34%。为进一步确定主要挥发性物质的结构,进一步通过化学分离手段对沈阳产精油的化学物质进行分离,通过核磁共振波谱与质谱等方法确定（-）-α-thujone和（+）-hibaene的结构。之后利用GC-MS进一步对（-）-α-thujone在沈阳产北美香柏根际土壤中的含量进行分析,发现该化合物在根际邻近土壤（0.5 m）中的含量为0.18±0.17μg/g,由此说明植物的挥发性物质可以释放到土壤中。之后将沈阳产精油和（-）-α-thujone进行了植物毒、细胞毒、抗菌、昆虫拒食、昆虫生长抑制活性测试。植物毒活性测试发现,沈阳产精油和（-）-α-thujone对拟南芥种子萌发具有强抑制活性,EC50分别为3.81±0.55和1.22±0.07μg/mL。沈阳产精油和（-）-α-thujone对蒲公英种子萌发也具有显著抑制活性,EC50分别为61.86±14.22和73.91±31.13μg/mL。另外,沈阳产精油能抑制蒲公英根的生长,对根长的EC50为106.10±2.75μg/mL;（-）-α-thujone也能抑制蒲公英根的生长,对根长的EC50为140.17±2 9.65μg/mL。细胞毒活性测试发现,沈阳产精油对人体肺腺癌癌细胞(IC50 4.35±0.17μg/mL)、人体肝癌细胞(IC50 1.19±0.01μg/mL)以及乳腺癌细胞(IC50 2.88±0.29μg/mL)具有强的细胞毒活性。抗菌活性测试发现,沈阳产精油对玉米常见病菌禾谷镰刀菌、玉米弯孢叶霉菌以及玉米小斑病菌具有生长抑制活性,EC50分别为284.96±25.85、171.58±91.42和270.26±53.49μg/mL;沈阳产精油还对白色念珠菌的生长也具有抑制活性,EC50为286.76±67.32μg/mL。综上所述,北美香柏枝叶中的主要挥发性（-）-α-thujone和非挥发性W-7次生代谢产物能够被植物释放到根际土壤中,与此同时（-）-α-thujone和W-7显示了较强的植物毒和抗真菌活性,由此说明这些物质为北美香柏提供了防御邻近植物和植物病原菌侵染的功能。但挥发性成分（-）-α-thujone在土壤中含量较低,只能够在根际0.5 m的范围内检测到含量;非挥发性成分W-7在根际土壤中的含量也相对较低,说明合理控制北美香柏的栽培密度对于栽培地的其它植物影响较小。
关键词: 北美香柏 ；次生代谢产物 ；VOCs ；植物毒 ；抗菌
被引量
1
摘要： 小麦(Triticum aestivum L.)和大麦(Hordeum vulgare L.)是主要的粮食作物,当它们遭受虫害时,会释放萜类物质趋避害虫或吸引害虫天敌和寄生蜂,包括单萜化合物芳樟醇,倍半萜化合物石竹烯、柠檬烯、佛手柑油烯等,这些挥发性的萜类物质参与到植物的间接防御过程中。另外,萜类化合物还可作为植保素发挥直接防御作用提高植物的抗性。尽管小麦和大麦中已鉴定了部分萜类合酶,但仍然存在大量萜类合酶未被鉴定功能,可能参与到植物的防御反应中。本研究通过筛选已公布的数据并查阅相关文献,对数据库中注释功能的小麦倍半萜合酶TaPS以及大麦二萜合酶HvKSL4进行功能鉴定。首先在大肠杆菌中运用微生物代谢工程技术进行重组表达,并通过GC-MS检测、质谱图比对和NMR分析确定这两个酶的催化功能。同时,根据产物的物理性质及响应胁迫时TaPS的基因表达模式分析,对它在植物间接防御过程中的作用进行了研究,取得以下结果:1.本研究证明TaPS是一个倍半萜合酶。GC-MS检测发现,TaPS能催化trans-FPP生成倍半萜类化合物β-patchoulene(β-广藿香烯),由此,将该萜类合酶命名为TaPS。2.对TaPS基因的表达模式进行分析,发现TaPS在小麦根、茎、叶中均有表达,但是表达量较低。此外,TaPS在各种胁迫下的表达情况显示,丙甲菌素浸泡、禾谷镰刀菌孢子接种以及甜菜夜蛾幼虫侵食都能够显著诱导小麦叶片中TaPS基因的表达,这表明其主要参与到生物胁迫的响应中。3.TaPS产物β-广藿香烯能在小麦叶片中被诱导产生。GC-MS检测到丙甲菌素浸泡后的小麦叶片萃取物中β-广藿香烯被诱导积累,而未受处理的对照组由于生物量少,没有检测到该化合物,结果符合之前的基因表达模式,这也是首次在小麦叶片中发现β-广藿香烯的存在。同时,丙甲菌素在前人的研究中常被用于模拟昆虫取食,所以推测TaPS可能参与到植物抗虫害的防御反应中。4.过表达TaPS的拟南芥株系能够产生β-广藿香烯趋避甜菜夜蛾幼虫侵食。将TaPS基因转入拟南芥中,GC-MS检测的结果显示在转基因拟南芥中有β-广藿香烯存在,而野生型拟南芥中没有。此外,与野生型相比,转基因拟南芥株系OE-TaPS#2和OE-TaPS#5对甜菜夜蛾幼虫具有显著的拒食作用。最后,作者进一步观察统计了β-广藿香烯对甜菜夜蛾幼虫的潜在毒性作用,但并未发现显著的生长抑制效果。5.TaPS催化机理探究。根据同源建模和底物对接的结果,发现在TaPS催化腔中,该基因392位上的氨基酸残基Ile和393位上的Cys与最终产物β-广藿香烯紧密结合,通过与相近的倍半萜合酶比对,将这两个氨基酸分别突变为广藿香醇合酶在等效位置上的氨基酸残基:Cys和Gly,GC-MS检测发现TaPS:I392C和TaPS:C393G催化trans-FPP生成羟基化的倍半萜化合物,表明TaPS中的这两个氨基酸残基参与到中间体的质子化和稳定性以及最后产物的形成,在催化过程中发挥重要作用。6.HvKSL4是一个二萜合酶。将大麦中克隆出的HvKSL4与GGPP合酶以及CPP合酶在大肠杆菌中进行共表达,GC-MS检测发现其催化syn-CPP生成多个二萜,已鉴定出其中三个为syn-stemar-13-ene,syn-stemod-13(17)-ene以及synstemod-12-ene,这三个化合物都是生成二萜植保素的前体物质;另外,HvKSL4还能催化normal CPP生成一个唯一的分子量为272的二萜类化合物,通过对产物分离纯化,用NMR分析其结构,鉴定出该产物为一个新型结构的二萜。结论:小麦中倍半萜合酶TaPS催化β-广藿香烯的形成,该基因在丙甲菌素模拟昆虫取食时被强烈诱导,其产物β-广藿香烯首次在小麦中被鉴定发现,并且转基因拟南芥植株能够释放β-广藿香烯趋避甜菜夜蛾幼虫侵食,表明TaPS参与到植物的间接防御反应中。大麦中的二萜合酶HvKSL4具有功能多样性,能催化不同构型的CPP生成一系列二萜化合物,这些二萜化合物经过下游的氧化修饰生成具有生物活性的二萜植保素,参与到植物的直接防御反应中。上述结果进一步阐明了麦类作物中萜类化合物的生物合成途径,为我们在抗性品种的培育中以直接和间接防御反应相结合的方法防治病虫侵害提供理论基础。
关键词: 麦类作物 ；萜类化合物 ；胁迫响应 ；β-广藿香烯 ；拒食作用
摘要： 中药有效成分的研究是中药开发与应用的关键环节,对中药有效成分进行结构修饰或改造是开发高效安全新药的有效途径之一。右旋龙脑是一种结构简单的双环单萜化合物,研究表明,右旋龙脑具有抗炎杀菌、镇痛、抗氧化等广泛的药理活性。然而右旋龙脑作为单味药使用时,其溶解性差、挥发性强以及生物利用度低大大影响了临床使用的效果。为了改善右旋龙脑的水溶性及稳定性,本研究通过对右旋龙脑上羟基的结构修饰,设计合成了两种基于右旋龙脑的新型聚合物。通过多种分析技术对两种右旋龙脑衍生物的结构进行表征;采用单因素分析和正交实验优化了聚合物的反应条件;测试了基于右旋龙脑的两亲性嵌段聚合物胶束的载药性能;对两种右旋龙脑衍生物进行抑菌活性测试,为右旋龙脑以及其他中药有效单体成分的新药开发提供参考。1.通过缩醛反应,以右旋龙脑和二乙二醇单乙烯基醚为原料、二氯甲烷为溶剂、对甲苯磺酸为催化剂,成功合成了具有亲水性能的右旋龙脑聚合物。应用核磁共振氢谱（1H NMR）、红外光谱（IR）、渗透凝胶色谱（GPC）等分析手段分析聚合物的结构;通过热重分析仪（TGA）测定右旋龙脑、二乙二醇单乙烯基醚及聚合物的分解温度;以反应温度、反应时间和催化剂用量为考察因素,采用正交优化进一步优化反应条件,确定右旋龙脑聚合物的最佳合成条件。2.通过开环聚合反应,以右旋龙脑亲水性聚合物和己内酯为原料、甲苯为溶剂、辛酸亚锡为催化剂,成功合成了具有酸敏感功能的两亲性嵌段聚合物。应用核磁共振氢谱、红外光谱、渗透凝胶色谱等分析手段分析嵌段聚合物的结构;应用扫描电镜（SEM）等分析手段观察两亲性嵌段聚合物胶束的形貌;通过动态光散射（DLS）、渗透凝胶色谱等分析手段证实嵌段聚合物的酸降解;以尼罗红为药物模型,测定聚合物胶束的载药性能。3.通过试管二倍稀释法测定不同分子量的亲水性聚合物和两亲性嵌段聚合物的抑菌活性;通过测定OD值的变化分析聚合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长状态;通过原子吸收光谱以及扫描电镜判断聚合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌细胞膜的破坏情况。
关键词: 右旋龙脑 ；衍生物 ；聚合物 ；酸敏感 ；抑菌活性
被引量
4
摘要： 三尖杉属(Cephalotaxus Sieb. et Zucc. ex Endl)属于裸子植物(Gymnospermae)三尖杉科(Cephalotaxaceae)。本科仅1属9种，分布于亚洲东部至南亚次大陆，以我国分布最为集中，有7种3变种。三尖杉属植物茎皮、枝、叶、根、种子中含有多种抗肿瘤活性较好的生物碱成分，其中三尖杉酯碱(harringtononine)和高三尖杉酯碱(homoharringtononine)对人体非淋巴系统白血病有显著的疗效，为我国首创推荐应用于临床的抗白血病新药。
迄今，三尖杉属9种植物，其中8种已经有文献报道其化学成分及其活性研究，但贡山三尖杉由于其地理分布局限，物种资源珍贵，国内外并无文献报道其化学成分研究，因此本课题组于2010年开始对贡山三尖杉进行系统化学成分研究，丰富该属的化学成分及生物活性信息。
贡山三尖杉(Cephalotaxus lanceolata K. M. Feng)为裸子植物(Gymnospermae)三尖杉科(Cephalotaxaceae)常绿乔木，生长于我国云南北部贡山县独龙江上游沿岸海拔1900米的阔叶林中，药用其种子和枝叶，民间用于驱虫消积、润肺止咳，治疗白血病、恶性淋巴肉瘤等。
本课题以采自云南省怒江州贡山县高黎贡山的贡山三尖杉为研究对象，从其中分离得到60个化合物，运用光谱分析技术UV, IR, EI-MS, ESI-MS,1DNMR,2D NMR等鉴定了其中53个化合物，生物碱14个，其中3个新化合物，1个新的天然产物；单萜化合物4个；倍半萜11个，其中1个新化合物，2个新的天然产物；二萜12个，其中7个新化合物，黄酮2个，木脂素2个，其他类成分8个，其中1个新化合物；分别为：
1.贡山三尖杉碱A (1)*
2.贡山三尖杉碱B (2)*
3.贡山三尖杉碱C (3)*
4.贡山三尖杉碱D (4)**
5.三尖杉碱(5)
6.表三尖杉碱(6)
7. Cephalotaxine-N-oxide (7)
8. Cephalotaxine β-N-oxide (8)
9.氧桥三尖杉碱(9)
10.三尖杉酮碱(10)
11.三尖杉酰胺(11)
12.4-羟基三尖杉碱(12)
13.三尖杉酯碱(13)
14.高三尖杉酯碱(14)
15.(2E)-6-Hydroxy-2,6-dimethylocta-2,7-dienoic acid (15)△
16.6-Hydroxy-2,6-dimethyloct-7-enoic acid (16)△
17. Oleuropeic acid (17)△
18.1,2-Propanediol (18)△
19.9-Hydroxy-4,7-megastigmadien-3-one (19)△
20.贡山三尖杉倍半萜A*
21. Corchoionol C (21)△
22.9,10-Dihydroxy-4,7-megastigmadien-3-one (22)△
23.5,12-Epoxy-9-hydroxy-7-megastigmen-3-one (23)△
24. Drummondol (24)△
25.贡山三尖杉倍半萜B**
26.贡山三尖杉倍半萜C**
27.地芰普内酯(27)△
28.(3S,5R,8S)-5,8-Epoxy-6-megastigmene-3,9-diol (28)△
29. Clovandiol (29)△
30.贡山三尖杉二萜A (30)*
31.覆瓦南美杉醇(31)△
32.14-Dien-18-oic acid (32)△
33.脱氢枞酸(33)△
34.15-羟基去氢松香酸(34)△
35.贡山三尖杉二萜B (35)*
36.贡山三尖杉二萜C (36)*
37.贡山三尖杉二萜D (37)*
38.贡山三尖杉二萜E (38)*
39.贡山三尖杉二萜F (39)*
40.海南粗榧内酯(40)
41.贡山三尖杉内酯(41)*
42. Taiwanhomoflavone-B (42)
43. Taiwanhomoflavone-A (43)
44.(7'S,8'R)-Dihydrodehydrodiconiferyl alcohol (44)△
45.异落叶松脂素(45)△
46. Lanceolatol (46)*
47.反式对羟基桂皮酸(47)△
48. Junipediol A (48)
49. Junipediol B (49)
50.对羟基苯甲酸(50)△
51.4-羟基-3-甲氧基苯甲酸(51)△
52. β-胡萝卜苷(52)△
53. β-谷甾醇(53)
注：带*标注的为新化合物；带**标注的为新的天然产物；带△标注的为首次从该属植物中分离得到。
其中1、2、4、20、30、35、36、37、38、39、41、46为12个新化合物，3、25、26为3个新的天然产物，15、16、17、18、19、21、22、23、24、25、26、27、28、29、31、32、33、34、44、45、47、50、51、52为该属植物中首分得的化合物，所有化合物均为该种植物首次分离得到。
药理活性筛选：依据文献报道的三尖杉属生物碱具有显著的抗肿瘤活性,我们采用四氮唑盐(Methyl-Thiazol-Tetrozolium, MTT)还原法对贡山三尖杉药材的总生物碱部位和化合物进行了细胞毒活性的筛选,选用的细胞株有A549(人肺癌细胞)、HCT-116(人结肠癌细胞)、SK-BR-3(人乳腺癌细胞)、HepG2(人肝癌细胞)、HL-60(人白血病细胞)。结果显示：具有细胞毒性的成分主要是贡山三尖杉中的生物碱成分,新的生物碱对于人白血病细胞HL-60没有细胞毒活性，其中化合物5对HCT116有较弱的细胞毒活性IC50值为22.65μg/mL，而化合物9对A549有较弱的细胞毒活性IC50值为28.29μg/mL，对HCT116和HepG2有中等的细胞毒活性IC50值为2.61和3.95μg/mL，化合物13对A549, HCT116,HepG2有较强的细胞毒活性IC50值为0.15,0.054,0.38μg/mL，化合物14对A549,HCT116, HepG2有显著的细胞毒活性IC50值为0.085,0.001,0.087μg/mL。以上结果表明，C-3位连有酯链对于三尖杉碱类生物碱的细胞毒活性有着至关重要的意义，并且不同的酯链对于活性也有一定的影响；N上的孤独电子对此类生物碱的活性也扮演了重要角色；另外，C-2和C-11之间连有氧桥有助于提高生物碱的活性；但是此类二聚体生物碱活性不好，即使二聚体结构中含有能提高活性的氧桥也没有细胞毒活性。我们采用流式细胞仪进一步研究三尖杉酯类生物碱(13、14)对HCT116细胞周期的影响，发现此类化合物对HCT116细胞的阻滞作用主要体现在S期，因此其抑制细胞增殖的作用可能与阻滞细胞周期的S期有关。同时，本课题对分离得到二萜化合物进行了体外细胞毒活性筛选，发现化合物40对A549具有一定的细胞毒活性，其IC50为12.84μg/mL，对HCT116和HepG2表现出较强的细胞毒活性，其IC50分别为0.17μg/mL和0.63μg/mL，值得深入研究。初步探讨了8个新的萜类单体化合物对RAW264.7巨噬细胞NO代谢的影响，实验结果表明，化合物35、36、37、38、39在较高剂量时对NO的产生一定的抑制作用。
关键词: 贡山三尖杉 ；三尖杉属 ；生物碱 ；细胞毒活性
被引量
8
摘要： 炎症既作为机体的一种防御反应,也是极为普遍的病理反应,许多炎症性疾病常常给机体组织或器官带来严重的病理损伤。因此,控制炎症的进程是许多疾病治疗过程中不可或缺的手段。中药拥有几千年的用药历史,许多典籍记载很多中药在治疗复杂疾病的过程中表现出了良好的治疗效果和适应性。但是,中药的应用太过于经验化,没有统一的标准,这导致很多治疗效果好的中药不被认可,得不到最大程度的应用。玄参科(Scrophulariaceae)腹水草属(Veronicastrum Heist.ex Farbic)植物,为多年生草本,有近20个种,主要分布于亚洲东部和北美,我国有14个种。爬岩红为中药腹水草的一个来源,其味苦,性微寒；归肝、脾、肾经。具有行水、消肿、散瘀、解毒的功效；主治肝硬化腹水,肾炎水肿,跌打损伤,疮肿疔毒,烫伤,毒蛇咬伤,在民间多用于治疗腹水,尤其是日本血吸虫病引起的腹水。但是,目前只有极少关于爬岩红化学成分和药理活性的研究。因此,我们对爬岩红进行了系统的化学成分的分离,并根据其具有消肿、散瘀、解毒的功效,对其各个部位以及其主要的化学成分procumboside A进行了抗炎活性的筛选,以为爬岩红的进一步研究和质量标准的建立提供依据。本课题涵盖内容如下：
1.化学成分研究
爬岩红干燥全草(8.5kg)的80%乙醇提取液,分别用石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇依次萃取,然后采用柱色谱和制备薄层色谱等方法从二氯甲烷、乙酸乙酯和正丁醇部位共分离出52个化合物,应用理化常数测定和光谱(UV, IR, MS,1H-NMR,13C-NMR,2D-NMR)分析技术,鉴定了35个化合物,其中7个为新化合物(3个苯丙素苷,2个单萜,1个香豆素,1个环脂肪酸脂),27个从腹水草属中首次分得,30个从爬岩红中首次分得,其中最大量化合物procumboside A(5g)是从乙酸乙酯部位中分离得到。化合物类型主要有,苯丙素苷类、苯丙素类、黄酮类、单萜类、脂肪酸脂类、甾体类以及小分子酚酸类等化合物。体内抗炎实验表明,乙酸乙酯部位为其有效部位,procumboside A为主要的活性成分,并表现出与阳性药(醋酸地塞米松)活性相当的抗急性炎症的活性。从爬岩红中分得的化合物分别为：
2.抗炎活性研究
对爬岩红总提物、石油醚部位、二氯甲烷部位、乙酸乙酯部位、正丁醇部位和单体化合物procumboside A进行二甲苯致小鼠耳肿胀实验,结果表明,总提物、乙酸乙酯部位和单体化合物procumboside A均有与阳性药活性相当的抗炎活性,能显著抑制二甲苯致小鼠耳廓急性炎症肿胀。
关键词: 爬岩红 ；腹水草属 ；抗炎 ；植物化学 ；结构鉴定
被引量
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摘要： 萜类化合物不仅是天然药物研究的重要领域，也是发现活性成分的重要的源泉。虽然萜类化合物具有相对简单的结构，但是却具有多种多样的生物活性。
天然产物(+)-penicimonoterpene (PMT)是本课题组2011年分离于海藻来源的内生真菌Penicillium chrysogenum QEN-24S的单萜化合物，活性筛选表明(+)-PMT具有抑制白菜黑斑病菌的活性。本文通过四步反应以甲基庚烯酮为起始原料，通过Reformatsky反应构建基本的碳骨架首次全合成消旋的单萜化合物(±)-PMT。该方法具有合成路线简单、条件温和的特点，可同时获得结构多样的系列衍生物。共设计合成了24个衍生物，其中新化合物15个，并通过波谱手段（1H NMR,13C NMR, ESIMS和HRESIMS）进行了化合物的结构确认。对所有合成的目标化合物和衍生物进行了生物活性评价，包括抗细菌活性测试（大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、藤黄微球菌、铜绿假单胞菌、溶藻弧菌、鳗弧菌、迟缓爱德华氏菌、嗜水气单胞菌、副溶血性弧菌和哈氏弧菌），抗真菌活性测试（白菜黑斑病菌、柑橘炭疽病菌、小麦赤霉病菌和小麦全蚀病菌）以及卤虫致死活性测试。部分化合物（T-22-139，T-34-141和T-33-140B）显示出了较好的抗细菌活性，尤其是抗海洋弧菌的活性，其活性优于阳性对照氯霉素，最小抑菌浓度范围为0.25–0.5μg/mL。部分化合物（T-14-108B，T-21-124，T-31-135和T-22-139）也显示出了较好的抗真菌活性。化合物T-14-108B对农业病害真菌小麦赤霉病菌具有较强的抑制活性，优于阳性对照128倍，且毒性较低，为寻找新型的低毒高效的抗农业病害菌的药物提供了依据。卤虫活性测试表明合成化合物毒性较低。对PMT和衍生物进行构效关系分析表明：修饰C-6/7的双键，或烯丙位甲基进行取代，或改变C-1位的羧基能显著提高抑菌活性。
本文的另一部分工作是罗汉松内酯四降二萜类化合物wentilactones的全合成初步研究。该类化合物分离于海藻内生真菌Aspergillus wentii EN-48。通过烯丙位羟基氯代反应、氰基取代反应、氰基水解反应、羧基的保护、烯丙位氧化反应、氯代反应六步反应完成了烷基化前体的合成。为得到关键的关环前体奠定了基础。
本论文对海洋来源的单萜PMT进行了全合成并设计合成24个系列衍生物，通过活性测试发现部分化合物活性优于阳性对照，尤其是抗海洋弧菌活性，为获得抗海洋弧菌药物提供了一定的依据。本论文对wentilactones系列化合物的全合成进行了初步研究，通过六步反应完成了烷基化前体的合成为得到关键的关环前体奠定了基础。
关键词: 单萜 ；四降二萜 ；全合成 ；生物活性 ；构效关系
摘要： 薰衣草(Lavandula angustifolia Mill)是一种多年生的植物，其属于唇形科薰衣草属。薰衣草精油具有广泛的使用价值和多样的生物活性，特别是其神经方面的活性尤为突出。本研究主要为分离和确定薰衣草精油的化学成分并结合分子对接筛选薰衣草精油中具有良好抗乙酰胆碱脂酶活性的化合物，为后续薰衣草精油中具有抗乙酰胆碱脂酶活性的先导化合物的发现与开发提供科学依据。 1.薰衣草精油的化学成分研究 为了增加GC-MS定性分析薰衣草精油成分的准确度，本研究分别采用装备HP-5ms毛细管柱的GC-QTOF-MS和装备有HP-1和HP-INNOWax柱的GC-MS分析薰衣草精油，共确定了40种薰衣草精油成分，占薰衣草精油总成份的92.08％。薰衣草精油主要由31.53％含氧单萜化合物，43.23％酯类化合物，8.03％单萜化合物，3.61％倍半萜化合物，4.54％含氧倍半萜化合物和少量1.14％其它化合物组成。 2.薰衣草精油抗氧化和抗菌活性研究 为了探究薰衣草精油的生物活性，分别采用DPPH、ABTS法和琼脂孔穴扩散-抑菌圈法评价薰衣草精油的抗氧化和抗菌活性。结果显示采用DPPH和ABTS法测定的IC50值分别为7.24±0.15mg/mL和0.95±0.02mg/mL，薰衣草精油对大肠杆菌，白色念珠菌和金黄色葡萄球菌抑菌圈大小分别为9mm、10mm和11mm。结果表明薰衣草精油具有中等的抗氧化活性和较为均衡抑菌能力，具有开发成广谱抗菌剂的潜力。 3.制备气相色谱流分收集器冷却系统的改进 为了降低制备气相色谱分离薰衣草精油的成本，采用自制冷井冷却系统代替原先的液氮冷却系统，使分离成本由675元/天降至25元/天。该系统不仅显著的降低了成本，而且具有进一步改进的空间。 4.薰衣草精油流分浓缩回收率试验和化学成分的分离 为了选择适当的流分浓缩方式，通过比较减压旋蒸和氮吹两种浓缩方法浓缩薰衣草精油稀释液的回收率发现采用减压旋蒸方法浓缩精油稀释液的回收率高于氮吹，因此决定采用减压旋蒸方法浓缩精油流分。 首先以梯度洗脱方式(正己烷∶乙酸乙酯=100∶0，100∶1，100∶1.5，100∶3，100∶8，100∶15，100∶30，100∶50，0∶100)通过硅胶柱层析法分离薰衣草精油。然后采用改进后的制备气相从合适的流分中分离制备薰衣草精油单体，并采用13C-NMR检测分析结构。通过上述方法总共分离得到18个化合物，其中有6个化合物是无法通过GC-MS联用NIST14数据库确定。 5.薰衣草精油活性化学成分的筛选 为了从薰衣草精油发现具有抗乙酰胆碱脂酶活性的成分，通过软件Autodock4.2计算分析已确定的薰衣草精油成分与乙酰胆碱酯酶的结合能量。结果发现化合物39、40、45和乙酰胆碱酯酶的结合能量最低，分别是-7.02kcal/mol、-6.98kcal/mol和-7.67kcal/mol。虽然它们与乙酰胆碱酯酶的结合能量不如加兰他敏与乙酰胆碱的结合能量(-8.60kcal/mol)，但是具有进一步优化结构改善活性的潜力。
关键词: 薰衣草精油 ；化学成分 ；分子对接筛选 ；生物活性
摘要： 野芝麻(Lamium barbatum)系唇形科野芝麻属植物,产于东北,华北各省区以及陕西,甘肃,湖北,湖南等地。虽然研究者已经对野芝麻属的几种植物(如L. album, L. maculatum等)进行过成分分析,但目前还没有发现对L. barbatum化学成分的报道。在本研究中,我们将野芝麻提取物利用各种色谱等方法进行分离纯化,利用MS、1H-NMR以及13C-NMR进行化学成分鉴定,初步鉴定出6种化合物,其中包括两种蜕皮甾酮类物质与两种环烯醚萜苷,以及两种糖苷。两种蜕皮甾酮为20-羟基蜕皮甾酮(20-hydroxyecdysone)与鹿根甾酮B (rapisterone B),而环烯醚萜甙为lamalbid与山栀苷甲酯(shanzhiside methyl ester),两种糖苷则为乙基-D-呋喃果糖苷(ethyl-D-fructofuranoside)以及乙基-D-吡喃葡萄糖苷(ethyl-D-glucopyranoside)。
萜类化合物在高等植物中具有两条生物合成途径,甲羟戊酸途径(MVA),以及非甲羟戊酸途径(MEP)。通常认为,MVA途径存在于植物细胞的细胞质中,主要合成倍半萜、甾体及三萜等化合物,而MEP途径存在于植物细胞的质体中,主要合成单萜、二萜、环烯醚萜、胡萝卜素、叶绿素侧链以及维生素E等。研究显示,在高等植物合成自身所需的萜类化合物的过程中,这两条途径之间相互关系似乎存在植物种属的依赖性(species dependence),但目前尚无明确结论。在本研究的第二部分中,我们利用MVA途径的关键酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)的特效抑制剂洛伐他汀(lovastatin)处理植物野芝麻,在该植物中MVA途径被抑制时,观察其中单萜化合物环烯醚萜苷(MEP途径产物)与甾体化合物蜕皮甾酮(MVA途径产物)的生物合成情况,从而得出野芝麻中两条生物合成途径在萜类合成中所占的地位。研究结果显示在该植物中,MVA途径不仅可以合成蜕皮甾酮,同样可以合成环烯醚萜苷。而MEP途径在MVA途经受到抑制时,亦可以合成蜕皮甾酮类物质。
关键词: 野芝麻 ；环烯醚萜苷 ；蜕皮甾酮 ；MVA途径 ；MEP途径
被引量
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摘要： 萜类化合物是植物中种类最多的特异性代谢产物，参与了植物生长发育，光合作用，呼吸作用，抗虫抗病，吸引授粉者，植物与植物间的交流等。很多萜类化合物有比较强的气味或者生理活性。因此被广泛应用于药品、食品、化妆品、生物能源等行业。 植物体内GGPPS(Geranylgeranyl diphosphate synthase)和TPS(Terpene synthase)基因家族基因数量的扩增导致了萜类化合物在物种中呈现出多样性，GGPPS基因家族的扩增增加了萜类前体异戊烯基二磷酸的种类，而以异戊烯基二磷酸为底物的TPS基因家族的扩增使萜类化合物的数量陡增。拟南芥有12个GGPPS基因，除GGPPS12没有活性及GGPPS5是假基因外，对其他十个GGPPS基因进行了大肠杆菌互补实验和体外酶活实验，结果表明拟南芥的这十个GGPPS可以分为三类:GGPPS(GGPPS1，2，3，4，11)，GFPPS(GGPPS6，7，9，10)，PPPS(GGPPS8)。从三类中分别选取一个代表:GGPPS7(GFPPS)，GGPPS8(PPPS)和GGPPS11(GGPPS)，进行蛋白结构解析。通过比较关键活性位点上的氨基酸差异，提出了“Three-Foors”模型对拟南芥GGPPS家族产物链长催化机理进行解释，通过定点突变验证了模型的正确性。运用该模型成功预测了在十字花科植物中GFPPS家族的广泛存在，而且发现GFPPS和TPS可以在十字花科植物基因组上形成基因簇。 为了验证GFPPS-TPS基因簇中TPS是否具有二倍半萜酶活，利用改造的大肠杆菌生成GFPP再次导入TPS检测产物是否有二倍半萜的生成。结果证明拟南芥中TPS18，19，25，30能生成结构各异的二倍半萜化合物，其他十字花科植物中的GFPPS-TPS基因簇有些TPS也具有二倍半萜合酶活性。通过发酵纯化以及NMR分析，得到了TPS18，19，25，30产物中主要二倍半萜化合物的骨架，其中TPS18和TPS19的产物是未被报道的新型二倍半萜骨架。亚细胞定位的结果表明拟南芥二倍半萜合酶途径的前体来源于质体的MEP途径，组织表达特异性的结果表明TPS25和TPS30基因主要在根中表达其产物也在根中被检测到。通过筛选TPS25和TPS30的突变体证实了在植物体内TPS25和TPS30确实参与了二倍半萜的合成。系统进化树的证据表明参与二倍半萜合成的TPS在十字花科植物中广泛存在，有些是以GFPPS-TPS基因簇的形式，有些是非GFPPS-TPS基因簇的形式存在。二倍半萜化合物对植物具体的生理功能是下一步的工作重点。 拟南芥的花序可以产生挥发性的单萜和倍半萜类化合物。单萜来源于GPP，GPP合酶在拟南芥中还没有明确报道。前期的实验证明拟南芥的GGPPS12和GGPPS11体外能够形成异源二聚体，通过酵母双杂交和免疫共沉淀的方法发现了拟南芥的GGPPS12可以与GGPPS11形成异源二聚体。体外生化和转基因的证据表明GGPPS11和GGPPS12共同参与拟南芥花序中挥发性单萜的合成。在GGPPS12过表达转基因植物中检测到了倍半萜含量的提高，这表明了质体与胞质之间存在萜类的运输。同源二聚体的GPPS转基因植物实验结果表明其并不参与单萜化合物的合成。
关键词: 植物生物化学 ；二倍半萜 ；单萜 ；代谢途径