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珍珠菜属植物三萜类化合物研究进展

2020-06-03 来源:爱站旅游
导读珍珠菜属植物三萜类化合物研究进展
热带亚热带植物学报2007,15(2):175-182JournalofTropicalandSubtropicalBotany

珍珠菜属植物三萜类化合物研究进展

黄新安1*,杨仁洲2

(1.广州中医药大学热带医学研究所,广州510405;2.中国科学院华南植物园,广州510650)

摘要:对珍珠菜属(Lysimachia)植物中已报道的三萜类化合物化学结构和生物活性研究进行了综述。本属中的三萜皂

,28-环氧-齐墩果烷型(Ⅰ型)和苷均以齐墩果烷型五环三萜为苷元基本骨架,根据皂苷元结构,可将皂苷分为13β12-烯-齐墩果烷型(Ⅱ型),同时论述了Ⅰ型和Ⅱ型皂苷元化学结构转换。

关键词:珍珠菜属;三萜皂苷;三萜中图分类号:Q946.8

文献标识码:A

文章编号:1005-3395(2007)02-0175-08

ProgressintheTriterpenoidsfromtheGenusLysimachiaL.

HUANGXin-an1*,YANGRen-zhou2

(1.TropicalMedicineInstitute,GuangzhouUniversityofTraditionalChineseMedicine,Guangzhou510405,China;

2.SouthChinaBotanicalGarden,theChineseAcademyofSciences,Guangzhou510650,China)

ThechemicalstructuresandpharmacologyoftriterpenoidcompoundsinthegenusLysimachiaL.areAbstract:

reviewed.Triterpenoidsaponinsinthisgenus,characterizedbytheoleanane-derivedsapogenols,canbeclassified

12

intotwoprimarytypesof13β,28-oxide(Ⅰ)andΔ-17-CH2OH(Ⅱ).ThechemicaltransformationsoftypesⅠandⅡsapogenolsarealsodescribed.

Lysimachia;Triterpenoidsaponins;TriterpenesKeywords:

珍珠菜属(LysimachiaL.)隶属于报春花科

(Primulaceae),全属约有180种植物,我国约有132种,其中80%为我国特有种[1-2]。本属植物在民间多作为活血化瘀药使用,有资料记载的地方用药、民间用药共约59种,其中灵香草(L.foenum-graecumHance)作为传统香料历史悠久,过路黄(常用中药四川金钱草L.christinaeHance)作为利尿、排石药使用较广,石山细梗香草[L.capillipesvar.cavaleriei(Lévl.)Hand.-Mazz.]可用于治疗肝炎和肝癌[3-4]。过

[5]

路黄被载入2005版《中华人民共和国药典》。

本属植物中的黄酮类化合物较多[6-19],这与其活血化瘀功效相符合。早期有学者认为黄酮类化合物对珍珠菜属内植物的化学分类有帮助,但随着研究的深入,发现黄酮类化合物在属内无明显的规律,

收稿日期:2006-09-15

接受日期:2007-01-19

难以用于属内化学分类[13]。近几年在本属植物中不

断发现新的三萜类化合物,由于三萜皂苷这一大类化合物具有免疫调节、抗肿瘤、抗病毒和抗真菌等作用[20],对其研究为开发和利用本属植物提供研究基础;另外,珍珠菜属中的三萜皂苷与紫金牛科(Mysinaceae)中的大部分皂苷属同一类型[21-22],为植物化学分类学研究珍珠菜属与紫金牛科的亲缘关系提供了借鉴。因此,本文对珍珠菜属植物的三萜皂苷和游离的三萜化合物的结构及相关的生物活性进行了综述。

1三萜皂苷的结构及原苷元的制备

从珍珠菜属植物中发现的三萜皂苷的苷元均

基金项目:国家自然科学基金(30500052)资助

*通讯作者Correspondingauthor176热带亚热带植物学报第15卷

为齐墩果烷型,根据苷元结构,可将皂苷分为13β,28-环氧-齐墩果烷型(Ⅰ型)和12-烯-齐墩果烷型(Ⅱ型)(图1)。Ⅰ型苷元的结构变化主要来源于其16、22、28、29和30位的不同取代情况,Ⅱ型苷元结构丰富,这主要由于其结构变化的位点较多,如16、21、22、23、27、28、29和30位都有可能发生氧化、取代,图2中列出了部分取代基的结构。目前,已发现的珍珠菜属植物三萜皂苷的糖基包括-L-吡喃阿拉伯糖(Ara)、-D-吡喃葡萄糖(Glc)、βα

-D-吡喃木糖(Xyl)、-L-吡喃鼠李糖(Rha)、β-D-βα吡喃葡萄糖醛酸(GlcA)或α-D-呋喃核糖(Rib)。苷元3位易形成糖苷键,此外,Ⅰ型苷元的22位和Ⅱ型苷元的22、28位也可形成糖苷键,-D-核糖(Rib)α基与苷元23位也可形成糖苷键,这种情况在本属

植物中较为少见。在苷元3位上形成糖苷键的糖基

主要有β-D-葡萄糖基、-D-葡萄糖醛酸基和α-L-β阿拉伯糖基,在其它位置形成糖苷键的主要为β-D-葡萄糖基。表1和2列出了已报道的三萜皂苷。

除表1和2中所述的结构外,还有几种取代基位置及取代方式较少见的结构,如细梗香草中发现的细梗香草皂苷J(capilliposideJ),结构上与Ⅱ型相近,但苷元13位被氧化[27];细梗香草皂苷L(capilliposideL)[35]为Ⅱ型结构,与细梗香草皂苷K(capilliposideK)不同之处在于苷元的15,16位形成氧环,15位氧化的这类结构并不常见;本属三萜皂苷的16位羟基大多为α取代,但也存在如珍珠菜苷(lysimachoside)中的β型取代[36](图3)。

对于Ⅰ型和Ⅱ型皂苷元之间的联系,早在20世

Ⅰ型

图1珍珠菜属植物中三萜皂苷的苷元结构

Ⅱ型

Fig.1ChemicalstructuresoftriterpenoidaglyconesfromthegenusLysimachia

angeloyloxy(angelate)benzoyloxycaproyloxyisovaleroyloxy

图2珍珠菜属三萜皂苷中的取代基结构

Fig.2SubstituentsinthesaponinsfromthegenusLysimachia

capilliposideJR1=Glc-(1→2)-Ara-

capilliposideL

R2=Xyl-(1→2)-Glc-(1→4)-[Glc-(1→2)]-Ara-

图3CapilliposideJ、L和lysimachoside的结构

Fig.3ChemicalstructuresofcapilliposidesJ,Landlysimachosidelysimachoside

第2期黄新安等:珍珠菜属植物三萜类化合物研究进展177

纪六、七十年代就有学者进行了研究。Kitagawa等

用强酸水解从滨海珍珠菜(L.mauritianaLam.)、矮桃(L.clethroidesDuby)和小茄(L.japonicaThunb.)中提取的粗皂苷,从滨海珍珠菜中得到dihydrop-riverogeninA,从后两种植物中得到primulageninA和dihydropriverogeninA;而用温和的酸水解,则从

滨海珍珠菜中获得priverogeninB,从矮桃中得到原

报春花素A(protoprimulagenninA)和aegicerin,从小茄中得到原报春花素A。在强酸水解条件下,原报春花素A可转化为primulageninA,priverogeninB可转变成dihydropriverogeninA,cyclamiretinA可转换成cyclamiretinD(图4)。Kitagawa等的研

表1珍珠菜属植物中Ⅰ型三萜皂苷

Table1Saponins(TypeⅠ)fromthegenusLysimachia

细梗香草(L.capillipes)、聚花过路黄(L.congestiflora)、黄连花Can、Cap、Con、Dav、Thy、Foe、Mic和Par分别表示泽珍珠菜(L.candida)、(L.davurica)、球尾花(L.thyrsiflora)、灵香草(L.foenum-graecum)、小果香草(L.microcarpa)和落地梅(重楼排草)(L.paridiformis)。Can、Cap、Con、Dav、Thy、Foe、MicandParrepresentL.candida,L.capillipes,L.congestiflora,L.davurica,L.thyrsiflora,L.foenum-graecum,L.microcarpa,L.paridiformis,respectively.表2同。ThesameasinTable2.

178

表2

热带亚热带植物学报

珍珠菜属植物中Ⅱ型三萜皂苷

第15卷

Table2Saponins(TypeⅡ)fromthegenusLysimachia

第2期黄新安等:珍珠菜属植物三萜类化合物研究进展179

protoprimulageninA

cyclamiretinApriverogeninBprimulageninA

cyclamiretinD

dihydropriverogeninA

图4珍珠菜属植物中的三萜皂苷原苷元及次生苷元

Fig.4ThegenuineandderivedsapogenolsfromthegenusLysimachia

aegicerin

究结果表明:priverogeninB、原报春花素A和

aegicerin、原报春花素A分别为滨海珍珠菜、矮桃和小茄中的原苷元;部分植物如日本报春(Primula同时存在原报春花素A和japonicaGray)中,

dihydropriverogeninA,其中后者为主要成分[43]。除上述植物外,目前,还从泽珍珠菜(L.candida)中分离到含原报春花素A苷元的lysikokianoside和含primulageninA苷元的单条草苷(candidoside)[32],从黄连花(L.davurica)中分离到皂元为primulageninA的黄连花皂苷J[30]。细梗香草(L.capillipes)中已分离到含primulageninA苷元的单条草苷[24],以及含dihydropriverogeninA的细梗香草皂苷K[35]。由此可见,珍珠菜属不同植物间,含有的Ⅰ或Ⅱ型皂苷含量也不同。

珍珠菜属植物三萜皂苷原苷元可通过二相酸水解或高碘酸钠氧化法(温和氧化水解)来获得。二相酸水解法是在酸水解反应液中加入有机相,如苯、甲苯等,反应过程中苷元生成后转入有机相,避免了与酸的进一步接触,从而获得原苷元[44];高碘酸钠氧化法是将高碘酸钠(NaIO4)液缓慢加入到冰浴的皂苷液中,在暗光、室温条件下搅拌反应8h,静置过夜,向反应液中加入正丁醇和水,减压除去反应液中用来溶解皂苷的甲醇,取正丁醇萃取相,向其中加入碘化钾(IK)液以分解未反应的NaIO4,产生的I2用硫代硫酸钠(Na2S2O3)液消除,接着减压除去得高碘酸钠氧化产物,在N2保护下,将此n-BuOH,

氧化产物在3%KOH-EtOH液中回流1.5h,稀释反

应液,调整pH值到3,用正丁醇萃取反应液,水洗正丁醇萃取相至中性,减压下除去正丁醇即获得含有原苷元的混合物,通过柱色谱分离获得原苷元[43]。

2游离的三萜类化合物

珍珠菜属植物中除含有多种三萜类皂苷外,还存在游离的三萜类化合物。与三萜皂苷只含有单一的齐墩果烷型苷元不同,游离的三萜结构类型较多样化,根据三萜骨架环的数目,可分为四环和五环三萜。目前,从本属分离到的四环三萜为星宿菜(L.fortuneiMaxim)中的环阿尔廷酮(cycloartenone)[45];五环三萜包括矮桃(L.clethroide)中的羽扇豆醇(lupeol)[8]和黄连花(L.davurica)中的齐墩果酸(oleanolicacid)和β-香树脂醇(β-amyrin)[46](图5)。

3药理作用

三萜皂苷由于其表面活性作用,往往具有细胞毒和体外抗肿瘤作用,如capilliposideB和D对卵巢癌肿瘤株A-2780的半抑制浓度(IC50)分别为0.1和0.2μgml-1[23-24];FoenumosideA、B、C和D具有较强的细胞毒活性[39]。除细胞毒外,部分皂苷具有酶抑制活性,如foenumosideE可抑制环氧化酶-1(COX-1)和12-脂氧合酶(12-LOX)的活性[39];Lysikokianoside对白血病HL-60细胞中由PMA诱

180热带亚热带植物学报第15卷

cycloartenonelupeol

oleanolicacid-amyrinβ

图5珍珠菜属植物中游离的三萜苷元

Fig.5ChemicalstructuresoftriterpenoidsfromthegenusLysimachia

导的磷脂酶D的IC50值为3μmol/L,对fMLP刺激

的磷脂酶D的IC50值为8μmol/L[47]。此外,Foenumo-sideE还能降低小鼠腹腔淋巴细胞产生白三烯B4(LTB4)的水平[39];Lysikokianoside有灭螺活性,对蜗牛的致死浓度为2ppm[48];重楼排草皂苷具有兴奋子宫作用[33]。

对游离三萜的活性研究表明:羽扇豆醇具有抗肿瘤作用,对肝癌细胞株Bel-7402的IC50为26.0μmol/L[49];在其3位葡萄糖基化后,对肺腺癌细胞株A-549、大肠癌细胞株DLD-1和黑素瘤细胞B16-F1的细胞毒性增强[50];HataK等研究表明羽扇豆醇对黑素瘤细胞B162F2的作用是使细胞静止,而非细胞毒作用[51];羽扇豆醇还是胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶竞争性抑制剂,对两者的Ki值分别为22和8mmol/L[52]。齐墩果酸具有抑菌[53]、抗病毒、消炎、免疫双向调解、抑制血小板凝集、降血脂、降糖、保肝和护肾作用[54]。Aegicerin具有广谱抗分支杆菌活性[55]。

性等。对珍珠菜属植物中原苷元及其糖衍生物,和次级苷元及其糖衍生物进行化学和药理的系统研究,将有可能获得用于疾病预防和控制的有效药物或其先导化合物;同时,也为本属植物的属内分类、本属与紫金牛科在化学亲缘关系的研究提供借鉴。

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4结语

珍珠菜属除黄酮类化合物外,还含有大量的齐

墩果烷型三萜皂苷。由于本属植物在我国分布广泛,资源丰富,且大多为我国特有种,为该类皂苷研究提供了便利。根据苷元结构特征及其相互转化关系,在分离过程中可采取一定的实验方法以防止次级皂苷的生成,另一方面,也可根据植物中含有13β,28-环氧结构的皂苷,预测该植物中可能含有的相应次级皂苷,从而为研究提供参考。对本属植物中三萜皂苷的临床和药理研究报道并不多,这是由于三萜皂苷大多具有溶血作用,限制了其用于临床,因此,仍需要继续筛选具有抗肿瘤活性且对人体毒性较小的活性皂苷。除研究皂苷的抗肿瘤活性外,还需要发掘其更多的生物活性,如抗菌、抑酶活

第2期黄新安等:珍珠菜属植物三萜类化合物研究进展181

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