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三叶木通果皮化学成分及生物活性研究

王晶

三叶木通果皮化学成分及生物活性研究

王晶1
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作者信息

  • 1. 中国科学院大学
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摘要

三叶木通(Akebia Trifoliata)为木通科木通属植物,在中国具有广泛的分布,其茎、果实、种子均可入药。除此之外,三叶木通果实还是一种营养价值非常高的野生水果,极具商业开发潜力。目前,三叶木通作为一种重要的经济和药用植物,已在我国不少地区有较大面积的种植栽培。三叶木通果皮是三叶木通果实重量的主要构成部分,是三叶木通果实富集和贮藏功能性活性成分的重要组织部位,而目前有关三叶木通果皮化学成分及生物活性的研究却较少。本论文主要对三叶木通果皮的化学成分及生物活性展开了研究,以期为三叶木通果实更有效的综合开发利用提供基础。 首先,本论文对三叶木通果皮的化学成分进行了系统研究。具体采用95%工业酒精对三叶木通果皮进行初提取,继而以不同极性的有机溶剂石油醚、乙酸乙酯、正丁醇进行萃取分部,然后综合运用正相硅胶柱层析、反相硅胶柱层析、凝胶柱层析、薄层层析、高效液相制备等多种分离纯化技术手段,共分离得到110个单体化合物。通过现代波谱学技术(1 D-NMR、2D-NMR、ESIMS、HR-ESI-MS、UV)及对照文献,目前已鉴定了其中107个化合物的结构,包括33个新化合物。具体新化合物类型包括8个齐墩果烷型三萜酸及皂苷(1~3,40,54,61~63),1个multiflorane型三萜酸(15),7个乌苏烷型三萜酸及皂苷(24,39,65~69),12个降齐墩果烷型三萜酸及皂苷(16~17,31~34,36~37,48~50,64),4个羽扇豆烷型三萜酸及皂苷(43,51,55,56),以及1个酚苷类新化合物(75),这其中,化合物37为新骨架的A环裂解3,23,29-三降齐墩果烷型三萜。另外在所分离化合物中还包括两个新的天然产物14和35。在已知化合物中,有38个化合物(8,10,12~14,18,25~29,35,38,45,52,53,60,76~78,80~81,83~89,91~93,95,96,98~100,106,107)为自木通属植物中首次分离获得,另有11个化合物(41,42,44,46,47,58,70,72,79,90,94)为自三叶木通中首次发现。 其次,本论文对从三叶木通中分离得到的部分化合物进行了抗细菌活性、细胞毒活性、抑制α-葡萄糖苷酶活性和抗氧化活性等研究。抗细菌活性实验发现,化合物4,6,19,21,25,27,29,31,41呈现出对革兰氏阳性细菌明显抑制活性(MIC≦100μg/mL),其中化合物6,19,25,27,29对MRSA具有非常显著的抑制活性(MIC分别为6.25,25,25,6.25,12.5μg/mL),而所有测试化合物对测试的革兰氏阴性菌都没有抑制活性。细胞毒活性实验显示,化合物4,20,21,25,31对肺癌细胞(A549)、肝癌细胞(HepG2)、宫颈癌细胞(HeLa)生长抑制具有中强抑制活性(IC50≦20μM),化合物6,27对HepG2、HeLa也显示出较强活性(IC50≦15μM)。另外三萜皂苷类化合物41对肺癌细胞(NCI-H460)、肝癌细胞(HepG2)、中枢神经系统肿瘤细胞(SF-268)、乳腺癌细胞(MCF-7)生长抑制具有显著的细胞毒活性(IC50≦10μM)。α-葡萄糖苷酶活性实验显示,所测试三萜酸类化合物对α-葡萄糖苷酶具有较为显著抑制活性,在筛选的35个三萜苷元类化合物中有31个化合物表现出对α-糖苷酶的抑制活性,其中30个化合物的活性高于阳性对照阿卡波糖,显示它们作为潜在α-糖苷酶抑制剂在开发用于预防和治疗糖尿病方面可望具有重要前景。 进而,我们对自三叶木通果皮中分离获得的一含量相对丰富的三萜化合物的三元组合物进行了化学结构的修饰与改造,通过分离纯化共从反应产物中共分离得到6个化合物,其中5个为新化合物(AR-B,ARC,AR-D,AR-E,AR-F)。同时论文还对这6个化合物的细胞毒活性和抑制α-葡萄糖苷酶活性进行了测试。在细胞毒活性实验中,发现AR-C对肺癌细胞(A549)、肝癌细胞(Hep-G2)、宫颈癌细胞(HeLa)具有较明显的生长抑制作用(IC50≦20μM),化合物AR-B,AR-D,AR-F对宫颈癌细胞(HeLa)生长也具有抑制较为明显的细胞毒活性(IC50分别为14.34±1.91,12.99±1.59,9.29±0.08μM)。在抑制α-葡萄糖苷酶活性测试中,发现AR-B,AR-C,AR-F对α-葡萄糖苷酶具有比反应底物显著增强的抑制活性(IC50分别为15.15±0.10,14.64±0.40,7.00±0.14μM)。 再者,我们对部分酚酸类化合物84~94的抗氧化活性也进行了研究,结果显示化合物84~94在抗氧化活性方面活性比较突出。特别是以化合物87,88,94测出活性均比阳性对照品维生素E(Trolox)和维生素C(Ascorbic acid)的活性都强。 本研究实现了对三叶木通果皮化学成分较系统的分析解析,并揭示部分化合物具有较显著的抗人体病原菌、抗肿瘤细胞毒、抗氧化和α-葡萄糖苷酶抑制等活性。通过对自三叶木通果皮中分离获得的一相对含量相对较丰富的三萜化合物的三元组合物进行化学结构修饰与改造,不仅得到更多具结构和活性多样性的新三萜类化合物,并为我们解析相关三萜类化合物的结构-生物活性构效关系提供了更多的实验数据支持。本研究结果对于推进三叶木通果实更具科学、有效性的综合开发利用具有重要的理论和现实意义。

关键词

三叶木通果皮/化学成分/生物活性/结构修饰

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授予学位

博士

学科专业

生物化学与分子生物学

导师

谭建文

学位年度

2014

学位授予单位

中国科学院大学

语种

中文

中图分类号

R2
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