淫羊藿中异戊烯基黄酮的鉴别和含量测定的综合实验设计

为加深学生对传统中药淫羊藿的药效成分异戊烯基黄酮的认识,设计了综合化学实验.将淫羊藿粉末经乙醇热回流提取,蒸馏浓缩得到总浸膏,再将总浸膏溶于水,依次用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取,得到石油醚相、乙酸乙酯相和正丁醇相.将三相的有机物分别用薄层色谱展开,在紫外灯下观察254 nm和365 nm荧光颜色和强度,同时用硫酸、氯化铁显色,表明各相均含有黄酮.以淫羊藿苷为标品,通过作标准曲线结合紫外光谱对其各相的异戊烯基黄酮含量进行平行测定,同时考察了方法的重复性和样品的稳定性.

异戊烯基黄酮类化合物药理作用研究进展

异戊烯基黄酮类化合物是黄酮类物质的一个重要分支,其结构多样,具有多种潜在的生物活性,包括抗肿瘤、抗炎、神经保护、抗菌、抗氧化、抗糖尿病、雌激素、酶抑制等,且较多集中在抗肿瘤、抗菌、抗炎、抗氧化等活性,其中大部分的研究集中在体外研究,体内动物实验及临床研究较少。已有报道的异戊烯基黄酮大部分来自桑科和豆科,异戊烯基的存在增加了化合物对生物膜的亲和力以及对靶蛋白的作用,具有很高的药物化学研究价值。本文就异戊烯基黄酮类化合物的药理作用进行了系统综述,以期为此类化合物的潜在机制及临床研究提供依据,推动该类成分的合理药用开发。

天然产物8-异戊烯基-7,3′,4′-三羟基黄烷酮的全合成研究

8-异戊烯基-7,3′,4′-三羟基黄烷酮是一种新分离的天然产物,但在植物中含量低且分离困难,因此以廉价的2,4-二羟基苯乙酮和3,4-二羟基苯甲醛为原料,经过C-异戊烯基化、酚羟基保护、羟醛缩合、环化和去保护基等步骤,以21%的总收率第一次全合成了天然产物8-异戊烯基-7,3′,4′-三羟基黄烷酮。所有新化合物的结构都经过^(1)H NMR、IR和HR-MS确认。

植物中异戊烯基取代的酚类化合物及其分布

异戊烯基取代的酚类化合物由UbiA家族的异戊烯基转移酶(prenyltransferase)催化异戊烯基转移到芳香族化合物母核上,其亲脂性较无异戊烯基取代的化合物明显增强,并提高了与生物膜的亲和力,从而形成了各种具有重要生物学功能的活性分子,在植物防御和人体健康方面具有重要作用。本综述总结了538种异戊烯基酚类化合物的取代基类别和取代位点等,为发掘植物中新型异戊烯基转移酶,以及受体和供体的选择提供参考,以期有更多异戊烯基转移酶可应用于合成生物学来生产具有重要活性的异戊烯基酚类化合物。该文对国内外报道的378种类黄酮,80种香豆素类,27种醌类,32种二苯乙烯类,16种对羟基苯甲酸类,5种苯丙酸类共计538种异戊烯基取代的酚类化合物的取代基类别、取代位置以及在植物中的分布进行总结,发现异戊烯基酚类化合物主要分布在28个科中,且以C5和C10取代基为主。该文还综述了已鉴定功能的30余种植物芳香族异戊烯基转移酶。

代谢改造大肠杆菌合成8-异戊烯基山奈酚

8-异戊烯基山奈酚(8-prenylkaempferol,8-pk)是一种黄酮类化合物,具有抗炎、抗癌等药理活性。目前8-pk的生物合成主要通过植物来源的异戊烯基转移酶(prenyltransferases,PTs)催化山奈酚(kaempferol,Kae)实现。然而植物源的PTs自身含有的信号肽会极大阻碍其在原核生物中异源表达和高效催化,且催化途径中前体物质二甲基烯丙基焦磷酸盐(dimethylallyl pyrophosphate,DMAPP)的供给不足严重限制了8-pk的生物合成产量。该研究以大肠杆菌(Escherichia coli)为底盘细胞,通过强化前体DMAPP供应和截短异戊烯基转移酶信号肽实现了8-pk的高效合成。首先,在E.coli BL21(DE3)中游离表达了淫羊藿来源的异戊烯基转移酶(EkF8DT),并引入异戊烯醇利用途径提升了EkF8DT的前体DMAPP的供应,8-pk产量达到2.14 mg/L。随后,通过AlphaFold2预测了EkF8DT的结构,将EkF8DT N端截短60个氨基酸时8-pk产量最高,达到6.46 mg/L。通过将EkF8DT的N端融合蛋白质标签以及优化发酵条件产量达到24.28 mg/L,最终在5 L发酵罐中8-pk产量达到44.33 mg/L,这是目前报道的较高水平。该研究为8-pk等类黄酮异戊烯基化的高效生物合成提供了策略。

基于异戊烯基焦磷酸异构酶的改造及表达优化提高异戊二烯产量

异戊二烯是最简单的萜烯类化合物,是橡胶、食品、医药和化妆品工业的重要原料。在微生物中构建甲羟戊酸(mevalonate,MVA)代谢途径是目前生产异戊二烯及其衍生萜烯的有效途径,但关键酶的活性和表达水平会限制异戊二烯的合成。针对关键酶-异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase,IDI)的活性低等问题,该研究从酶工程、启动子工程和核糖体结合位点(ribosome binding site,RBS)工程3个方面对IDI的表达进行了优化。首先在大肠杆菌中建立了异戊二烯生产体系,挑选肺炎链球菌来源的IDI进行蛋白质建模和结构分析,计算得到了活性热点Met146并对其进行点突变。经过改造得到1株突变体Met146His,其将异戊二烯的产量提升至820.46 mg/L。接着针对该突变株进行启动子优化和RBS优化,最终得到的优化菌株将异戊二烯的产量提升至862.79 mg/L,是出发菌株的2.58倍。结果证明,对于IDI进行酶分子改造和表达优化以提高酶活性并调控表达水平,是提高异戊二烯产量的有效策略。IDI的优化也可以应用于异戊二烯的下游产物,如倍半萜和二萜等的生物合成。

苦参异戊烯基黄酮类化合物的化学,活性及其生物合成研究进展

综述苦参 (SophoraflavecensAiton .)异戊烯基黄酮类化合物的化学 ,活性及其生物合成研究进展。

天然5,7-二羟基-3-异戊烯基黄酮与5-羟基-3-异戊烯基黄酮的全合成

以2,4,6-三羟基苯乙酮和2,6-二羟基苯乙酮为原料,分别通过甲基保护酚羟基、苯甲酰氯酰化、Bake-Venkataraman重排、异戊烯基化、酸催化关环及EtSLi脱去甲基等6步反应,以高收率完成了天然5,7-二羟基-3-异戊烯基黄酮(1a,收率80.6%)和5-羟基-3-异戊烯基黄酮(1b,收率84.9%)的全合成,所有化合物均经1H NMR和13C NMR表征确定.通过密度泛函理论方法对目标产物(1a和1b)的生物活性进行了预测.结果表明,3位异戊烯基侧链的存在能大大增强化合物相应的生物活性,而且是化合物生物活性增强必需的取代基.另外,目标产物1a的生物活性高于产物1b,归因于黄酮类化合物分子中A环上的7-OH属增效基团,起到增强生物活性的作用,化合物1a分子中A环上有7-OH,而化合物1b分子中则无该基团.本合成方法对其它3-烃基黄酮类天然化合物的合成具有潜在的适用性,所预测的生物活性结果为3-烃基黄酮类化合物的构效关系研究奠定了基础.

波罗蜜根中异戊烯基酚性成分研究

目的:研究波罗蜜Artocarpus heterophyllus Lam.根中的酚性成分。方法:运用ODS、MCI CHP-20P、Sephadex LH-20等柱色谱和高效液相色谱技术从波罗蜜根中分离化合物,并根据理化性质和NMR、MS波谱数据鉴定化合物结构。结果:从波罗蜜根的乙醇提取物中分离得到了10个含异戊烯基取代的酚性化合物,分别鉴定为:cudrastilbene(1)、artocarbene(2)、3′,5′,2,4-tetrahydroxy-4-(3-methyl-2-butenyl)stilbene(3)、demethylmoracinⅠ(4)、moracin C(5)、artoindonesianin B-1(6)、wittifuran W(7)、5′-hydroxycudraflavone A(8)、artochamin B(9)、8-(γ,γ-dimethylallyl)-5,2′,4′-trihydroxy-7-methoxyflavone(10)。结论:其中,化合物1、4、5、7为首次从波罗蜜属植物中分离得到,化合物6、8、9为首次从该植物中分离得到。

植物中的异戊烯基转移酶

介绍了近年来植物中异戊烯基转移酶(又称异戊烯基二磷酸合酶,IPPS)的研究进展,着重讨论IPPS的链长决定机制,同时分析了有待解决的问题。

8-异戊烯基柚皮素的全合成方法研究

以2,4,6-三羟基苯乙酮和对羟基苯甲醛为原料,经过异戊烯基化、羟基保护、羟醛缩合、环化、去保护基等5步反应,以19.6%的总收率成功合成了8-异戊烯基柚皮素(8-Prenylnaringenin)。优化了关键中间体(5)的合成条件,收率达到47%。结构经1 H NMR、13C NMR和MS(ESI)表征。

大麻药中两个新异戊烯基黄酮的高速逆流色谱分离制备

应用高速逆流色谱分离制备大麻药的化学成分,以石油醚∶乙酸乙酯∶乙醇∶水(1∶1.2∶1.2∶1,V/V)为两相溶剂系统,上相为固定相,下相为流动相,流速2.0 mL/min,主机转速800 r/min,分离温度30℃,检测波长280 nm。以此分离条件经一步洗脱从400 mg大麻药粗提物中制备得到95.3 mg和84.5 mg的两个单体化合物,经理化反应和光谱分析分别鉴定为(2S)-5,2′,6′-三羟基-8-异戊烯基-6,7-(3-异戊烯基-2,2-二甲基-1-酮-环己二烯)-二氢黄酮(1)和(2S)-5,2′,6′-三羟基-8-异戊烯基-6,7-(3-异戊烯基-2,2-二甲基吡喃)-3′,4′-(2,2-二甲基-1-酮-环己二烯)-二氢黄酮(2)。所得的化合物1和2均为新化合物。

8-异戊烯基山柰酚研究进展

8-异戊烯基山柰酚是常见的异戊烯基取代黄酮。近年来关于其化学研究、制备方法、药理活性研究均取得了重要进展。药理研究发现其具有广泛的药理活性,包括抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗骨质疏松、抗老年痴呆、降血糖、心血管保护、雌激素样作用等,为8-异戊烯基山柰酚的临床应用提供了丰富的研究资料。为了更好地对8-异戊烯基山柰酚的研究开发提供参考,本文基于前期研究的文献资料,综述了8-异戊烯基山柰酚的性质、波谱学数据、植物分布、制备方法、生物活性等方面的研究进展,并对8-异戊烯基山柰酚研究的发展方向作了展望。

酸催化1,3-环二酮的选择性C-,O-异戊烯基化反应

5-色烯酮类衍生物广泛分布于自然界中,特别是各种天然药材中.例如,传统药材桃金娘和大麻的活性成分都含有这类骨架.因此,发展高效的策略来合成5-色烯酮一直受到科研工作者的关注.传统的方法主要是以1,3-环己二酮与异戊烯基溴或卤代苄溴为原料,经过取代和分子内环化两步反应合成得到.最近,1,3-环己二酮与不饱和分子的形式[3+3]环加成反应,由于其独特的原子和步骤经济性,已被用于构建色烯酮骨架.但这类不饱和分子仅限于α,β-不饱和醛与炔丙基醇.因此,发展新的、简单易得的合成子仍具有很大的吸引力.本文采用廉价易得的工业化学品异戊二烯作为简单高效的合成子,用于构建5-色烯酮骨架.首先,以5-苯基-1,3-环己二酮和异戊二烯为模板底物,通过对固体酸催化剂、溶剂及反应温度等筛选发现,在固体酸Nafion(10 wt%)催化下,以DCE为溶剂,110 oC反应24 h,5-苯基-1,3-环己二酮会经过C-异戊烯基化和分子内环化的串联过程,一步生成[3+3]产物5-色烯酮,分离收率达到82%.该反应具有高的区域和化学选择性,以及原子经济性.若以异戊烯基醇为原料,在最优条件下,也可以顺利得到5-色烯酮产物.令人意外的是,当温度降低到70 oC时,除了主产物5-色烯酮,还可以检测到少量O-异戊烯基化产物.由于1,3-环己二酮的直接O-异戊烯基化反应至今未有报道,我们对该选择性进行了优化.通过对酸催化剂种类、溶剂和温度等调控发现,以Lewis酸Al Cl3为催化剂,在DCE中,70 oC反应24 h,5-苯基-1,3-环己二酮可以只发生O-异戊烯基化反应,具有专一的选择性.随后,对两种催化体系分别进行了底物普适性考察.在固体酸Nafion催化体系下,未取代和5-取代的1,3-环己二酮都能很好地参与反应.4,4-二甲基-1,3-环己二酮由于其非对称的结构,可以得到两种环化产物.2,2,4,4-四甲基-1,3,5-环己三酮(syncarpic acid)是很多天然产物分子的前体,其也可以和异戊二烯发生环化反应,所得产物结构得到了单晶衍射的确定.此外,该反应还适用于1,3-环戊二酮、1,3-环庚二酮以及巴比妥酸等底物.对于Al Cl3催化体系,五元、六元和七元环状二酮都能顺利地发生O-异戊烯基化反应.特别是,在该体系中,非对称的4,4-二甲基-1,3-环己二酮也只得到一种O-异戊烯基化产物,具有优异的区域选择性.最后,在两种催化体系下,1,3-环己二酮的C-和O-异戊烯基化反应能够很容易放大到克级规模,并且所得到的两类产物在Li HMDS/Ts Cl作用下会发生芳构化过程,得到异戊烯基化的间苯二酚,该结构也是很多具有药理活性分子的核心单元.因此,通过对催化剂种类和异戊烯基源的调节,首次实现了1,3-环二酮的选择性C-、O-异戊烯基化反应.在固体酸Nafion催化下,1,3-环己二酮和异戊二烯经过C-异戊烯基化和分子内环化的串联过程,生成[3+3]产物5-色烯酮.而以异戊烯基醇为原料时,在Al Cl3催化下,1,3-环己二酮可以专一地进行O-异戊烯基化反应.这种利用廉价易得的原材料合成具有高附加值的结构骨架在有机合成及工业生产中具有潜在的应用价值.

玉米异戊烯基焦磷酸异构酶基因的克隆及其功能分析

以玉米嫩叶为材料,采用RT-PCR技术克隆了植物萜类物质前体生物合成过程最后一个关键酶——异戊烯基焦磷酸异构酶(IPI)基因的全长cDNA,命名为ZmIPI(GenBank登录号为AY738148),该基因cDNA全长为1 382 bp,包含1 104 bp的开放阅读框,编码367个氨基酸残基.颜色互补分析表明ZmIPI能推动工程菌XL1-Blue+pTrcZmIPI+pAC-BETA超量表达β-胡萝卜素,证实ZmIPI具有典型的IPI基因的功能.

8-异戊烯基柑橘素促进体外培养成骨细胞成熟矿化的研究

研究8-异戊烯基柑橘素对体外培养大鼠颅骨成骨细胞(rat skull osteoblasts,ROB)的分化成熟及生物矿化的影响.取新生大鼠颅骨多次酶消化法得到成骨细胞,培养于含10%FBS的MEM培养液中,3天后首次换液,待细胞铺满皿底传代培养.以碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)为检测指标,96孔板梯度筛选作用最佳浓度,在最佳浓度作用并成骨性诱导培养的第3、6、9、12天测ALP活性、钙盐沉积量;第12天进行ALP和钙化结节组织化学染色及计数;成骨性诱导后不同时间点提取Total RNA,RT real-time PCR法检测成纤维细胞生长因子(bFGF)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、成骨相关转录因子Osterix、Runx-2和骨形态发生蛋白-2(BMP-2)的基因表达情况;成骨性诱导的第4、8、12天裂解获得细胞总蛋白,蛋白质印迹法检测人Ⅰ型胶原蛋白(COL-Ⅰ)的蛋白质表达量.研究结果表明:1×10-6 mol/L能显著促进成骨细胞的成熟分化,表现为提高ROB的ALP活性、促进钙盐沉积、增加钙化结节数量;提高bFGF、IGF-1、Osterix、Runx-2和BMP-2 mRNA表达水平;促进COL-Ⅰ的合成.由此可知终浓度为1×10-6 mol/L 8-异戊烯基柑橘素能显著促进ROB的分化成熟及生物矿化,证明8-异戊烯基柑橘素能促进成骨细胞的分化成熟及生物矿化,作为促进骨修复和抗骨质疏松的有效成分具有较大的药用价值.

白背叶中一个新的异戊烯基二氢黄酮

目的对大戟科植物白背叶Mallotusapelta的叶进行化学成分研究。方法原料的乙醇浸出物,用各种柱色谱进行分离和纯化,所得化合物以理化性质和波谱数据进行鉴定。结果分得5个化合物,分别鉴定为蒲公英赛醇(Ⅰ)、β-谷甾醇(Ⅱ)、5,7-二羟基-6-异戊烯基-4′-甲氧基二氢黄酮(Ⅲ)、洋芹素(Ⅳ)、洋芹素-7-O-β-D-葡萄糖苷(Ⅴ)。结论化合物为新化合物,命名为白背叶素(mallotusin),化合物Ⅰ、Ⅲ-Ⅴ为首次从白背叶中分得。关键词:白背叶;蒲公英赛醇;5,7-二羟基-6-异戊烯基-4′-甲氧基二氢黄酮;洋芹素;

核磁共振波谱法快速鉴定异戊烯基异黄酮类化合物

目的通过比较异戊烯基异黄酮类化合物核磁共振谱的特征,归纳核磁共振波谱法快速鉴定该类化合物的规律。方法应用核磁共振波谱法。结果从中药刺桐(ErythrinavariegataL .var .orientalis(L .)Merr.)的茎皮中分离得到8个异戊烯基异黄酮类化合物,即scandenolone( 1)、alpinumisoflavone( 2 )、6 ,8 diprenylgenistein( 3)、osajin( 4 )、isoerysenegalenseinE( 5 )、wighteone( 6 )、labumetin( 7)、lupiwighteone( 8)。

藤黄属植物中笼状多异戊烯基酮类化合物的研究进展

综述了藤黄属植物笼状多异戊烯基酮类化合物的研究概况,总结了该类化合物的结构特点、波谱学特征、生合成途径以及生物活性。

8-异戊烯基柑橘素促进体外骨髓基质干细胞成骨性分化的研究

目的研究8-异戊烯基柑橘素对体外培养大鼠骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)的增殖与成骨性分化的影响。方法取大鼠股骨及胫骨全骨髓,利用全骨髓培养法培养于含体积分数为10%FBS的DMEM-F12培养液中。以碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)为指标,96孔板梯度筛选作用最佳浓度。增殖分析采用MTT法。以1×10-6 mol.L-1的最佳浓度作用并成骨性诱导(1×10-7mmol.L-1地塞米松、10 mmol.L-1β-甘油磷酸钠和50 mg.L-1抗坏血酸)培养的d 4、8、12、16测ALP活性、钙盐沉积量,d 16进行ALP和钙化结节组织化学染色及计数。成骨性诱导后不同时间点提取Total RNA,RT Real-Time PCR法检测bFGF、IGF-1、Osterix、Runx-2、BMP-2及COL-Ⅰ的基因表达情况。结果 8-异戊烯基柑橘素不能促进BMSCs增殖,但8-异戊烯基柑橘素在1×10-6 mol.L-1时能促进其向成骨性分化,表现为提高BMSCs的ALP活性、促进钙盐沉积、增加钙化结节数量、提高bFGF、IGF-1、Osterix、Runx-2、BMP-2及COL-Ⅰ的mRNA表达水平。结论 8-异戊烯基柑橘素可诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化,作为促进骨修复和抗骨质疏松的有效成分具有较大的药用价值。