【環(huán)境與基因植物中硫苷合成的影響研究文獻(xiàn)綜述4500字】

環(huán)境與基因植物中硫苷合成的影響研究文獻(xiàn)綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u13727環(huán)境與基因植物中硫苷合成的影響淺析 122680摘要 118831一、前言 14210二、國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述 214373三、結(jié)語(yǔ) 412008參考文獻(xiàn) 6摘要牛蒡子(FructusArctii)是牛蒡?qū)僦参锏母稍锍墒旃麑?shí)。在我國(guó)許多省份分布廣泛，自然資源豐富。牛蒡的品質(zhì)多數(shù)都很好。牛蒡（ARC-G）是一種有效的活性成分，具有抗癌、抗癌、血管保護(hù)、記憶保護(hù)等多種功能。為了促進(jìn)牛蒡子素在臨床上的應(yīng)用，近年來(lái)的研究方向多數(shù)集中在牛蒡子素的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化以提高其活性。本文章以牛蒡子苷元做為研究原料，通過(guò)化學(xué)改性，合成了牛蒡子苷元的一系列衍生物,對(duì)其溶解度、制備工藝、體內(nèi)外藥理活性進(jìn)行了研究，綜述了高回收率、高水溶性、強(qiáng)藥理活性的ARG的藥效學(xué)和藥動(dòng)學(xué)研究進(jìn)展。關(guān)鍵詞牛蒡子苷元衍生物合成工藝體內(nèi)抗腫瘤體外活性一、前言牛蒡子，或稱大力子（Arctiumlappa）原產(chǎn)于菊科的干果和成熟果實(shí)，如牛蒡葉和牛蒡。它有很長(zhǎng)的藥用歷史。自2010年被列入中國(guó)藥典，具有清風(fēng)清熱、解毒消腫的作用。牛蒡子中的木脂素是其主要的活性成分。牛蒡子素（Arctigenin，簡(jiǎn)稱ARG）是一種重要的苯丙交酯內(nèi)酯類化合物，主要存在于牛蒡子中。牛蒡子苷可以從牛蒡子苷的葡萄糖中分解出來(lái)。具有抗腫瘤、抗病毒、保護(hù)腎臟、保護(hù)神經(jīng)等作用。目前，關(guān)于牛蒡子苷元的抗腫瘤活性的研究很多，同時(shí)牛蒡子苷元的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化也在不斷的研究中。牛蒡子素（ARG）是牛蒡?qū)僦参锱］蜃又械囊环N天然木脂素。據(jù)多項(xiàng)研究報(bào)道，它具有多種生物活性，如抗腫瘤、抗炎、抗病毒等。盡管ARG在體外具有多種藥理活性，但由于ARG不溶于人體而無(wú)法被人體吸收，限制了其臨床應(yīng)用。因此，利用化學(xué)或生物方法將牛蒡子苷元修飾成具有較好溶解性和較高生物利用度的衍生物是非常重要的。以甘氨酸、鄰丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸為保護(hù)基，合成了5種精氨酸的氨基酸衍生物，并檢查了去除這些保護(hù)組的效果。結(jié)果表明，氨基酸衍生物比ARG具有更好的溶解性和亞硝酸鹽去除能力。本研究為提高該藥物的水溶性提出了一定的方案，也為以牛蒡子苷元作為新藥的開(kāi)發(fā)利用提供了參考。二、國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述Kudou等人[1]不僅在牛蒡子苷元的3位上合成了衍生物,而且在牛蒡子苷元的3、3′和4′位上高效、靈活地合成了多種衍生物。Shen等人[2]將乙氧基、異丙氧基、2-甲氧基乙氧基和（3,4-二甲氧基芐基）氧基引入4-羥基。然而，這些難溶性藥物在水中的溶解度沒(méi)有明顯改善。這些報(bào)道也沒(méi)有討論這些藥物是否通過(guò)水解成原料而發(fā)揮生物功能。這些藥物也不能通過(guò)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞。已知氨基酸前體藥物對(duì)改善某些藥物的水溶性非常有用。[3]氨基酸在小腸中的吸收過(guò)程涉及能量耗散的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。[4]例如，Zhang等人[5]設(shè)計(jì)并合成了薯蕷皂苷元衍生物，并研究了其抗腫瘤活性。這些實(shí)驗(yàn)表明大多數(shù)化合物都具有一定的活性。這些研究還表明，與水飛薊賓結(jié)合的氨基酸前藥可改善水溶性。[6]Biasutto等人[7]和Mulholland等人[8]使用槲皮素作為原料制備氨基酸衍生物以提高生物利用度。然而，這些化合物是由反應(yīng)合成的主要藥物的醇羥基和氨基酸的羧基。上述化合物的合成涉及到醇羥基的酯化反應(yīng)，產(chǎn)率較低，且產(chǎn)物不穩(wěn)定。氨基酸能主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)到人體內(nèi)，牛蒡子苷元的酚羥基能與適當(dāng)?shù)墓倌軋F(tuán)進(jìn)一步橋聯(lián)。[9]在這里，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)條件下利用氨基酸的酚羥基和羧基誘導(dǎo)酯反應(yīng)。由于酚羥基和苯環(huán)共軛物的存在，苯酚的酯化反應(yīng)比脂肪醇的酯化反應(yīng)更困難。眾所周知，亞硝酸鹽作為防腐劑在食品工業(yè)中應(yīng)用已久。[10]不可忽視的是，亞硝酸鹽與仲胺、叔胺或氨基化合物發(fā)生反應(yīng)，形成強(qiáng)致癌的亞硝酸鹽胺化合物，導(dǎo)致消化系統(tǒng)癌癥、慢性毒性和致畸風(fēng)險(xiǎn)。[11]此外，血液中進(jìn)入亞硝酸鹽可將血紅蛋白轉(zhuǎn)化為另一種形式——高鐵血紅蛋白，妨礙人體氧氣輸送系統(tǒng)。[12]食品中亞硝酸鹽超標(biāo)嚴(yán)重威脅公眾健康。因此，體內(nèi)亞硝酸鹽的去除對(duì)腫瘤的預(yù)防具有重要意義。肝細(xì)胞癌（Hepatocellularcarcinoma，HCC）是臨床上最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，每年有成千上萬(wàn)的人因此死亡。雖然這些腫瘤現(xiàn)在可以通過(guò)手術(shù)和藥物治療，但肝癌仍然很難治愈?；熓侵委熌[瘤的有效方法之一。然而，長(zhǎng)期化療也有許多副作用，會(huì)對(duì)病人的身體造成傷害。化療被用來(lái)殺死生長(zhǎng)迅速的癌細(xì)胞。但是，因?yàn)樗幬锏淖饔迷谌?，它也影響正常，健康的?xì)胞。這是副作用的主要原因。近年來(lái)，越來(lái)越多的天然藥物被發(fā)現(xiàn)具有良好的抗癌效果和低毒性。圖1氨基酸衍生物ARG1-10的合成可以建立牛蒡子苷元氨基酸酯的合成工藝，并確定牛蒡苷元-叔丁氧基羰基（BOC）-L-氨基酸酯的合成可改進(jìn)如下：通過(guò)改變反應(yīng)比（牛蒡苷元-BOC-L-氨基酸-1乙基-（3-（3-二甲氨基）對(duì)丙基）-二甲酰胺鹽酸鹽（EDCI）-4-二甲氨基吡啶（DMAP）=2:4:4:1），提高質(zhì)量反應(yīng)物（g）和溶劑（mL）的比例（1:10），使用溶劑乙腈在冰水洗澡中保持反應(yīng)溫度，且藉由使用1–2小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間。此方法較其他方法具有優(yōu)點(diǎn)，包括較高的產(chǎn)率和簡(jiǎn)單的方案。該方法既科學(xué)又合理，有望為今后氨基酸酯化反應(yīng)的發(fā)展方向做出貢獻(xiàn)。最后，確定了ARG1、ARG2、ARG3、ARG4和ARG5。然后，進(jìn)行了BOC脫保護(hù)實(shí)驗(yàn)。準(zhǔn)確稱取樣品（0.2g），然后加入4ml無(wú)水乙酸乙酯溶液中溶解。用無(wú)水乙酸乙酯將干氯化氫氣體均勻地分散在瓶中，在冰水浴中反應(yīng)1h，檢測(cè)TCL。最后，生成了脫保護(hù)化合物ARG6、ARG7、ARG8、ARG9和ARG10。ARG1-10的合成結(jié)構(gòu)如圖1所示。根據(jù)最好的工程條件，合成了10種牛蒡子子種子BOC-L氨基酸酯衍生物。在合成過(guò)程中，TLC檢測(cè)了反應(yīng)，反應(yīng)比較順利，工藝比較簡(jiǎn)單。大部分化合物的生產(chǎn)率較高。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，ARG8、ARG10在合成過(guò)程中，副產(chǎn)品較多，難以分離，生產(chǎn)率較低，是柱色譜分離過(guò)程中100-200木糖膠、SephadxLH20、用C18的半相硅膠制作材料，采用100-200木質(zhì)硅膠柱色譜法或SephoradexLH20焦糖色譜法，目標(biāo)化合物無(wú)法與反應(yīng)完全的牛蒡子磷園分離，最終確定使用。C18盤(pán)面硅膠樹(shù)脂填料采用柱層分離，工藝形狀良好，流動(dòng)狀態(tài)為甲醇：水、乙腈：水混合溶劑被清除，確定使用乙腈。水（55：45）混合溶劑洗滌，分離效果好，生產(chǎn)率較高。通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的10種牛蒡子成體BOC-L氨基酸酯衍生物，經(jīng)質(zhì)譜、H譜、C譜鑒定為：ARG甘氨酸酯（ARG1）、ARG丙氨酸酯（ARG2）、ARG纈氨酸酯（ARG3）、ARG亮氨酸酯（ARG4）、ARG異亮氨酸酯（ARG5）、ARG蛋氨酸酯（ARG6）、ARG色氨酸酯（ARG7）、ARG脯氨酸酯（ARG8）、ARG苯丙氨酸酯（ARG9）、ARG蘇氨酸酯（ARG10）。其中化合物產(chǎn)率超過(guò)80%的有5種，但是數(shù)據(jù)表明ARG8、ARG10生產(chǎn)率較低。三、結(jié)語(yǔ)綜上所述，實(shí)驗(yàn)合成了一系列牛蒡子苷元氨基酸衍生物。此外，研究還發(fā)現(xiàn)這些衍生物的水溶性和生物利用度都有所提高。首先，選擇了合適的催化劑。結(jié)果表明，二環(huán)己基碳二亞胺（DCC）和DMAP具有良好的催化性能，且DMAP的催化活性高于DCC。溫度升高對(duì)催化活性無(wú)影響，牛蒡子苷元轉(zhuǎn)化率基本穩(wěn)定。以DCC為催化劑，生成了難以從牛蒡苷元氨基酸衍生物中分離的白色沉淀副產(chǎn)物N，N′二環(huán)己基脲（DCU）。加入DMAP后，反應(yīng)不僅在低溫下迅速酯化，而且提高了反應(yīng)率，分離純化也比較容易，因此在實(shí)驗(yàn)中可以選擇DMAP作為催化劑。然后實(shí)驗(yàn)也考慮了反應(yīng)物的比例。酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)。增加反應(yīng)物的比率的話，會(huì)對(duì)反應(yīng)物做出反應(yīng)。牛蒡子因?yàn)閮r(jià)格昂貴，在實(shí)驗(yàn)中過(guò)度使用了BOC-L-氨基酸。為了節(jié)約原料，降低成本，使用1比2的摩爾比很重要。還發(fā)現(xiàn)當(dāng)EDCI和BOC-L-氨基酸的用量相等時(shí)，反應(yīng)的產(chǎn)率最好。不難看出，DMAP與牛蒡子苷元的摩爾比為1-10，可提高酯化產(chǎn)品的合成速度，此外，當(dāng)摩爾比在1-2之間時(shí)，反應(yīng)是飽和狀態(tài)，不增加酯化程度。因此，對(duì)DMAP和牛蒡子苷元的摩爾比為0.5。在研究的前期實(shí)驗(yàn)中，觀察到試劑的添加順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有顯著影響。該方法具有工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。此外，研究發(fā)現(xiàn)衍生物在水中的溶解度也有所提高?？疾炝怂铣傻呐］蜃榆赵被嵫苌飳?duì)亞硝酸鹽的清除作用，發(fā)現(xiàn)其對(duì)亞硝酸鹽的去除能力明顯優(yōu)于牛蒡子苷元。還進(jìn)行了體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，以研究牛蒡子苷元及其氨基酸衍生物的抗腫瘤潛能，以及對(duì)荷瘤小鼠的免疫反應(yīng)。同時(shí)檢測(cè)細(xì)胞因子TNF-α和IL-2水平，結(jié)果表明ARG8和ARG10能顯著提高血清TNF-α和IL-2水平。這些結(jié)果表明，ARG8和ARG10在體內(nèi)外均具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性，并能提高荷瘤小鼠的免疫應(yīng)答。綜上所述，牛蒡子苷元衍生物具有顯著的體內(nèi)外藥理活性，作為亞硝酸鹽清除劑和抗腫瘤藥物具有潛在的應(yīng)用前景。為提高植物活性成分的生物利用度提供了一種可行的方法。參考文獻(xiàn)[1]ChaeSH,KimPS,ChoJY,etal.Isolationandidentifica-tionofinhibitorycompoundsonTNF-AproductionfromMagnoliaefargesii[J].ArchPharmRes,1998,21(1):67-69.[2]ChoMK,ParkJW,JangYP,etal.Lipopolysaccharide-in-duciblenitricoxidesynthaseexpressionbydibenzylbutyro-lactonelignansthroughinhibitionofI-JBAphosphorylationandofp65nucleartranslocationinmacrophages[J].IntImmunopharmacol,2002,67(6):1738-1745.[3]ChoMK,JiangYP,KimYC,etal.Arctigenin,aphenyl-propanoiddibenzylbutyrolactonelignan,inhibitsMAPkinasesandAP-1activationviapotentMKKinhibition:theroleinTNF-alphainhibition[J].IntImmunopharmacol,2004,4(10-11):1419-1429.[4]VlietinckAJ,DeBruyneT,ApersS,etal.Plant-de-rivedleadingcompoundsforchemotherapyofhumanimmun-odeficiencyvirus(HIV)infection[J].PlantaMed,1998,64(2):97-109.[5]FujihashiT,HaraH,SakataT,etal.Anti-humanimmun-odeficiencyvirus(HIV)activitiesofhalogenatedgomisinJderivatives,newnonnucleosideinhibitorsofHIVtype1reversetranscriptase[J].AntimicrobAgentsChemother,1995,39(9):2000-2007.[6]高陽(yáng),董雪,康廷國(guó),等.牛蒡子苷元體外抗流感病毒活性[J].中草藥,2002,33(8):724-726.[7]楊子峰,劉妮,黃碧松,等.牛蒡子苷元體內(nèi)抗甲Ⅰ型流感病毒作用的研究[J].中藥材,2005,28(11):1012-1014.[8]HiroseM,YamaguchiT,LinC,etal.EffectsofarctiinofPhIP-inducedmammary,colonandpancreaticcarcinogenesisinfemaleSprague-DawleyratsandMeIQx-inducedhepato-carcinogenesisinmaleF344rats[J].CancerLett,2000,155(1):79-88.[9]AwaleS,LuJ,KalauniSK,etal.IdentificationofarctigeninanantitumoragenthavinglpartofSaussureamedusa[J].CancerLett,2000,158(1):53-59.[11]HuangDM,GuhJH,ChuehSC,etal.ModulationofantiadhesionmoleculeMUC-1isassociatedwitharctiin-inducedgrowthinhibitioninPC-3cells[J].Prostate,2004,59(3):260-267.[12]MoritaniS,NomuraM,TakedaY,etal.CytotoxiccomponentsofFructusBardanae(goboshi)[J].BiolPharmBull,1996,19(11):1515-1517.[13]KimSH,JangYP,SungSH,etal.HepatoprotectivedibenzylbutyrolactonelignansofTorreyanuciferaagainstCCl4-inducedtoxicityinprimaryculturedrathepatocytes[J].BiolPharmBull,2003,26(8):1202-1205.[14]HiranoT,GotohM,OkaK,etal.NaturalflavonoidsandlignansarepotentcytostaticagentsagainsthumanleukemicHL-60cells[J].LifeSci,1994,55(13):1061-1069.[15]JangYP,KimSR,KimYC,etal.NeuroprtectivedibenzylbutyrolactonelignansofTorreyanucifera[J].PlantaMed,2001,67(5):470-472.[16]趙志全,徐真真,胡江波等.牛蒡子苷元微乳腸溶軟膠囊制劑[P].CN:CN102836140A,2012.[17]江云霞,田紅翠,張靖悅等.牛蒡苷元納米乳在大鼠體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)研究[J].中國(guó)藥學(xué)雜志,2014,49(8):679-682.[18]趙德華.牛蒡子苷原料藥質(zhì)量研究及其自微乳的體內(nèi)外評(píng)價(jià)[D].重慶:重慶醫(yī)科大學(xué),2014.[19]MeredithD,TempleCS,GuhaN,etal.ModifiedaminoacidsandpeptidesassubstratesfortheintestinalpeptidetransporterPepT1[J].EurJBiochem,2000,267(12):3723-3728.[20]NielsenCU,AndersenR,BrodinB,etal.Dipeptidemodelprodrugsfortheintestinaloligopeptidetransporter:affinityforandtransportviahPepT1inthehumanintestinalCaco-2cellline[J].JControlRelease,2001,76(1-2):129-138.[21]DragzalesinskaM,KulbackaJ,SaczkoJ,etal.Estersofbetulinandbetulinicacidwithaminoacidshaveimprovedwatersolubilityandareselectivelycytotoxictowardcancercells[J].Bioorganic&MedicinalChemistryLetters,2009,19(16):4814-4817.[22]LinJungchuang,CherngJawming,HungManshan,etal.InhibitoryeffectsofsomederivativesofglycyrrhizicacidagainstEpstein-Barrvirusinfection:Structure–activityrelationships[J].AntiviralResearch,2008,79(1):6-11.[23]SchwarzS,CsukR.Synthesisandantitumouractivityofglycyrrhetinicacidderivatives[J].Bioorganic&MedicinalChemistryLetters,2010,18(21):7458-7474.[24]LiJF,ZhaoY,CaiMM,etal.Synthesisandevaluationofanovelseriesofheterocyclicoleanolicacidderivativeswithanti-osteoclastformationactivity[J].EuropeanJournalofMedicinalChemistry,2009,44(7):2796-2806.[25]LiuJihua,LiuJinping,DanLU,etal.Thesynthesisof20(S)-protopanaxadiolaminoacidderivatives[J].ChineseJournalofModernAppliedPharmacy,2010,27(10):916-920.[26]FinlandFannaco.EdSci,1973,28(110):831.[27]G.K.Dhoot,S.V.Perry.Distributionofpolymorphicformsoftroponincomponentsandtropomyosininskeletalmuscle[J].Nature,1979,278(5706):714-718.[28]LiF,MaagH,AlfredsonT.Prodrugsofnucleosideanaloguesforimprovedoralabsorptionandtissuetargeting[J].JoumalofPharmaceuticalSciences,2008,97(3):1109-1134.[29]TsumeY,VigBS,SunJ,etal.EnhancedabsorptionandgrowthinhibitionwithaminoacidmonoesterprodrugsoffloxuridinebytargetinghPEPT1transporters[J].Molecules,2008,13(7):1441-1454.[30]ReusserP.Oralvalganciclovir:anewoptionfortreatmentofcytomegalovirusinfectionanddiseaseinimmunocompromisedhosts[J].ExpertOpinionInvestigationalDrugs,2001,10(9):1745-1753.[31]VollmannK,QurishiR,HockemeyerJ,etal.Synthesisandpropertiesofanewwater-solubleprodrugoftheadenosineA2AreceptorantagonistMSX-2[J].Molecules,2008,13(2):348-359.[32]SugaharaS,KajikiM,KuriyamaH,etal.Paclitaxeldeliverysystems:theuseofaminoacidlinkersintheconjugationofpaclitaxelwithcarboxymethyldextrantocreateprodrugs[J].BiolPharmBull,2002,25(5):632-641.[33]周渭渭,劉振國(guó),單淇,等.牛蒡子中牛蒡子苷元的分離及結(jié)構(gòu)表征[J].藥物評(píng)價(jià)研究,2010,33(4):279-283.[34]呂智.牛蒡子資源調(diào)查及牛蒡子苷元制備工藝研究[D].大連:遼寧中醫(yī)藥大學(xué),2009.[35]KudouN,TaniguchiA,SugimotoK.,MatsuyaY,KawasakiM,ToyookaN,Miyos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