艾草等10种精油植物单萜合成酶生物信息学分析

[目的]分析比较10种富含精油植物mono-TPS核苷酸和氨基酸序列。[方法]通过生物信息学相关软件和网站比对和分析10种mono-TPS基因及蛋白序列,对其结构、理化性质、磷酸化位点、亲/疏水性、跨膜结构域、亚细胞定位、二级结构、功能域、三级结构及进化关系进行预测和分析。[结果]10种精油植物mono-TPS氨基酸序列结构与理化性质基本一致,具有亲水性,多不稳定,不含跨膜结构域;可能定位在质膜、线粒体内膜、细胞核或线粒体基质中;二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主要构件,序列中包括底物结合区、镁离子结合位点和天冬氨酸富集区,具有典型的植物萜类环化酶活性结构域,是Isoprenoid-Biosyn-C1超级家族成员之一,是一种类异戊二烯生物合成酶。通过进化树分析单萜合成酶,艾草与玉米进化程度相似。[结论]该研究结果可为精油植物单萜化合物的研究提供理论基础。

响应面优化博爱赤松茸多糖提取工艺及其抑菌和抗氧化活性研究

优化博爱赤松茸多糖超声辅助提取工艺,并研究其抑菌和抗氧化活性。以多糖得率为评价指标,在单因素实验基础上,采用3因素3水平的Box-Benhnken设计优化赤松茸多糖超声辅助提取工艺;分别采用二倍稀释法和平板涂布法测定博爱赤松茸多糖提取物的最小抑菌浓度(Minium inhibitionconcentration,MIC)和最小杀菌浓度(Minimum bactericidal concentration,MBC);分别采用ABTS法和FRAP法测定博爱赤松茸多糖的抗氧化能力。结果表明:博爱赤松茸多糖超声辅助最佳提取工艺为超声温度62℃、料液比1:30(g/mL)、超声时间62 min,在此条件下,博爱赤松茸多糖的平均得率为13.25%,与理论预测值(13.35%)相对误差为0.75%。在供试的5种常见致病菌中,博爱赤松茸多糖提取物仅对鼠伤寒沙门氏菌具有较强的抑制作用,其MIC和MBC分别为6.25 mg/mL和12.5 mg/mL。博爱赤松茸多糖提取物具有较强的清除ABTS+自由基的能力和还原Fe3+的能力,且在一定质量浓度范围内呈量效关系,但均弱于相同质量浓度下的阳性对照VC。优化后的博爱赤松茸多糖超声辅助提取工艺稳定可行,且其提取物具有较强抗氧化活性和抑菌活性,但其抑菌作用具有选择性。

基于不同提取方法的汉麻茎叶精油全组分鉴定及比较研究

以汉麻茎叶为原料,分别采用水蒸馏提取法、亚临界萃取法以及超临界萃取法来获得汉麻精油,比较不同提取方法下获得的精油全组分的差异性、特征性。采用气相色谱-质谱法(GC-MS)对精油全组分进行鉴定分析,并通过NIST质谱库和人工解析对所提取成分进行鉴别分析和相似度的检索,最后根据峰面积归一化法得出这三种提取方式下汉麻精油各组分的相对含量。三种提取方法下所得精油组分差异性明显,共计鉴定出154个成分,且含有13个共有成分,相似度均在80%以上。其中水蒸馏提取法共鉴定出89种,含量最高组分是大麻二酚(19.69%);亚临界萃取法鉴定出62种,含量最高组分是邻苯二甲酸二正辛酯(17.56%);超临界萃取法鉴定出59种,含量最高组分是油酸(22.50%)。三种方法所得精油组分种类和含量均有不同程度的差异:水蒸馏法获得的精油组分种类最多,多为烷烃、烯烃、醇类、醛类、倍半萜类等小分子化合物,而亚临界法和超临界法在一定程度上具有相似性,二者共有40个共有成分,多为酸类,醇类,酯类,酚类等高沸点化合物或大分子化合物,但含量差异明显。

黄芩饮片、标准汤剂、中间体、配方颗粒的HPLC指纹图谱相关性研究

建立黄芩饮片、标准汤剂、中间体、配方颗粒的HPLC指纹图谱,并对其相关性进行评价。采用HPLC法,色谱柱为Agilent Eclipse XDB C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm);甲醇:0.05%磷酸水作为流动相;流速1.0 m L/min;检测波长275 nm;柱温35℃;进样体积10μL。黄芩10批饮片、标准汤剂、中间体及配方颗粒指纹图谱均呈现9个共有特征峰,呈良好的相关性,在9个共有峰中指认出黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素3个成分。黄芩饮片、标准汤剂、中间体、配方颗粒的主要化学成分组成基本相同,建立的HPLC指纹图谱方法可用于黄芩配方颗粒的生产全过程的质量控制。

连翘叶不同提取物的急性毒性试验研究

对连翘叶水提取物和乙醇提取物的急性毒性进行初步研究。采用最大给药量测定法,小鼠灌胃给药测定连翘叶水提取物和乙醇提取物的半数致死量(LD50)或最大给药量,研究其安全性。连翘叶水提取物和乙醇提取物的毒性都很小,未测得LD50,水提取物和乙醇提取物最大给药量分别为48和42 g/kg体质量,在此剂量下小鼠无明显异常表现,内脏器官无异常,体质量与对照组无明显差异。结果表明:连翘叶无明显毒性,经口给药可安全用于兽医临床。

伸筋草经皮给药对小鼠抗炎镇痛作用及机制研究

目的:探究伸筋草经皮给药后抗炎镇痛作用及其对小鼠血浆中TNF-ɑ、IL-1β、IL-6细胞因子水平的影响,探讨其作用机制。方法:伸筋草采用乙醇回流提取,测定提取物总黄酮含量,制备凝胶膏。小鼠随机分为模型组、青鹏软膏组和伸筋草高、低剂量组。小鼠脱毛后连续经皮给药10 d,采用蛋清致小鼠足跖肿胀、二甲苯致小鼠耳肿胀、甲醛致痛、醋酸扭体等模型测定伸筋草抗炎镇痛效果,应用ELISA法测定血浆中细胞因子TNF-ɑ、IL-1β、IL-6的水平。结果:与模型组比较,伸筋草低剂量组可明显抑制蛋清致炎后1、2、8 h小鼠足跖肿胀度(P<0.05或P<0.01),伸筋草高剂量组可明显抑制蛋清致炎后1 h小鼠足跖肿胀度(P<0.01);高、低剂量伸筋草均可明显抑制二甲苯致炎后小鼠耳肿胀度(P<0.01),且明显减少甲醛致痛后05 min小鼠舔足及缩足累积时间(P<0.05或P<0.01);伸筋草低剂量组小鼠扭体次数也明显减少(P<0.01);伸筋草高、低剂量组小鼠血浆IL-1β水平明显下降(P<0.05),伸筋草高剂量组小鼠血浆IL-6水平明显下降(P<0.05)。结论:伸筋草经皮给药具有较好的抗炎镇痛作用,其作用机制可能与抑制体内IL-1β与IL-6表达有关。

淫羊藿总黄酮的碱提工艺研究

以淫羊藿苷和总黄酮的含量为指标,考察了提取溶剂及用量、提取时间、次数以及浓缩比例和酸用量对淫羊藿黄酮类成分提取的影响,确定了淫羊藿总黄酮碱提酸沉的最佳提取条件为:用10倍量的0.1%NaOH溶液加热煮沸2次,每次1 h,滤液浓缩至料液比1∶4后用盐酸调节pH为2,沉淀放置36 h后,真空过滤或离心分离干燥即得高含量提取物。该提取工艺提取率高,稳定性好,操作简便,适合工业化生产。

大戟科植物鲨烯环氧酶核苷酸及其编码氨基酸序列生物信息学分析

鲨烯环氧酶(squalene epoxidase,SQE)是在三萜和甾醇类化合物生物合成通路中的关键酶.主要采用生物信息学方法对17种大戟科植物的SQE核苷酸及其编码氨基酸序列的序列结构、理化特性方面以及空间结构进行了初步预测和分析,并构建SQE蛋白家族的系统进化树.结果表明,17种大戟科植物的SQE氨基酸序列结构与理化性质具有一定差异,多为碱性的疏水性蛋白;多数不具有信号肽,没有导肽分裂位点,却具有导肽,具有0~5个数量不等的跨膜结构域;亚细胞定位预测可能定位在内质网膜、质膜、类囊体膜和线粒体内膜上. SQE二级结构中最主要的结构元件是α螺旋和无规则卷曲,保守区都含有一个PLN02985 superfamily保守结构域,属于鲨烯单加氧酶超家族.分析结果可为SQE的酶学特性及三萜类化合物生物合成的分子机制研究提供理论基础.

五加科植物鲨烯合酶核苷酸及其编码氨基酸序列的生物信息学分析

鲨烯合酶(squalene synthase,EC2.5.1.21,简称SQS)是三萜类化合物生物合成通路的关键酶之一。采用生物信息学方法对13种五加科植物的SQS核苷酸及其编码氨基酸序列的结构、理化性质、磷酸化位点、亲/疏水性、信号肽、导肽、跨膜结构域、亚细胞定位、二级结构、功能域、三级结构及进化关系进行初步预测和分析,并构建SQS蛋白家族的系统进化树。结果表明,13种五加科植物的SQS氨基酸序列结构与理化性质基本一致,均表现出亲水性,没有信号肽,具有跨膜结构域;亚细胞定位分析显示,除 Panax sokpayensis 定位于内质网膜上,其余均定位于质膜上。α螺旋和无规则卷曲为SQS二级结构中最主要的结构元件,保守区包括底物结合区、镁离子结合位点、活性位点残基盖、催化残基和2个天冬氨酸富集区,具有典型的多聚异戊二烯基合成酶活性结构域和鲨烯/八氢番茄红素合成酶活性结构域。分析结果可为SQS的酶学特性及三萜类化合物生物合成的分子机制研究提供理论基础。

山银花总三萜超声辅助提取工艺优化及其抗菌抗氧化活性研究

采用响应面法优化山银花总三萜提取工艺,并研究其抑菌和抗氧化活性。以总三萜得率为评价指标,在考察单因素试验的基础上,根据响应曲面分析法优化山银花总三萜提取工艺,并分别采用倍比稀释法和清除自由基法研究山银花总三萜提取物对10种常见致病菌的抑菌作用及抗氧化活性。结果表明:山银花总三萜最佳提取工艺条件为:乙醇浓度60%、料液比1∶26(g/mL)、超声温度63℃、超声时间60 min。在此工艺条件下,山银花总三萜的得率为3.37%±0.02%,与模型预测值3.36%基本一致。山银花总三萜提取物对供试菌株均有不同程度的抑制,且对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、化脓性链球菌和肺炎链球菌抑制作用最强,最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)均在12.5 mg/mL以下;且对DPPH和ABTS自由基具有较好的清除作用,清除效果与总三萜浓度呈剂量-效应关系。优化后的山银花总三萜超声辅助提取工艺稳定可行,且其具有较强的广谱抗菌作用和良好的抗氧化活性。

超声波提取炒王不留行总三萜的工艺优化及其抑菌活性研究

优化炒王不留行总三萜提取工艺,并分析其抑菌活性。在单因素实验的基础上,选取乙醇浓度、液料比、超声温度和超声时间为自变量,总三萜得率为响应值,采用4因素3水平的响应曲面分析法优化炒王不留行总三萜提取工艺;并采用倍比稀释法研究炒王不留行总三萜提取物对10种常见致病菌的抑菌作用。结果表明,超声波辅助提取炒王不留行总三萜最佳提取工艺条件为:乙醇浓度65%,料液比1∶25 (g/mL),超声温度63℃,超声时间40 min。在此工艺条件下,炒王不留行总三萜的得率为1.24%±0.003%,与模型预测值1.28%之间具有良好的拟合性。炒王不留行总三萜提取物对所选10种常见致病菌均有一定的抑制作用,尤其是对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌和肺炎链球菌抑制作用最强,其最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)均在1.25～5 mg/mL之间。该提取方法稳定、高效,可用于炒王不留行中总三萜的提取,同时提取物具有较强的广谱抗菌作用。

葛叶总黄酮的提取工艺优化及抗菌抗氧化能力研究

[目的]优化葛叶总黄酮提取工艺,并分析其抑菌抗氧化活性。[方法]以黄酮类化合物的提取量为响应值,在单因素试验的基础上,以乙醇浓度、液料比、超声温度、超声时间为因素,采用响应面法优化葛叶总黄酮的超声提取工艺。采用二倍稀释法测定葛叶总黄酮对7种常见致病菌的最低抑菌浓度(MIC),以考察其抗菌活性,并通过测定OH-、DPPH和ABTS自由基的清除活性来考察其抗氧化活性。[结果]葛叶总黄酮的最佳提取工艺为乙醇浓度85%,液料比48∶1(mL∶g),超声温度73℃,超声时间90 min,验证试验结果表明黄酮提取量为26.38 mg/g,接近理论值;抗菌活性研究结果表明,葛叶总黄酮的最小抑菌浓度为4~32 mg/mL,表明葛叶总黄酮具有较强的广谱抗菌作用;OH-、DPPH和ABTS自由基清除试验IC 50分别为1.78、1.58和0.86 mg/mL,表明葛叶总黄酮具有较强的抗氧化活性。[结论]该研究可为葛叶黄酮资源的开发利用提供科学依据。

黄芪多糖对自发性高血压大鼠心功能和心肌纤维化的影响及其机制研究

目的:研究黄芪多糖对自发性高血压大鼠(SHR)心功能和心肌纤维化的影响及其机制。方法:将50只SHR随机分为模型组、卡托普利组(阳性药物,30 mg/kg)和黄芪多糖高、中、低剂量组(100、50、25 mg/kg),每组10只;另选10只京都大鼠作为正常组。各给药组大鼠ip相应药物,正常组和模型组大鼠ip等体积蒸馏水,每天1次,连续12周。记录大鼠左室收缩压(LVSP)、左室舒张末压(LVEDP)、左室内压最大上升速率(+dp/dt_(max))、左室内压最大下降速率(-dp/dt_(max));测定大鼠心脏质量指数(HMI)、左心室质量指数(LVMI);检测大鼠心肌组织羟脯氨酸含量以及转化生长因子β1(TGF-β1)、过氧化物酶体增生物激活受体γ(PPAR-γ)mRNA及其蛋白的表达。结果:与正常组比较,模型组大鼠LVSP、+dp/dt_(max)、-dp/dt_(max)降低,LVEDP、HMI、LVMI升高;心肌组织羟脯氨酸含量、TGF-β1 mRNA及其蛋白表达增加,PPAR-γmRNA及其蛋白表达减少(P<0.01)。与模型组比较,黄芪多糖高剂量组和卡托普利片组大鼠上述指标均明显改善(P<0.05或P<0.01);黄芪多糖中剂量组大鼠除LVEDP、PPAR-γmRNA外其余各指标均明显改善(P<0.05或P<0.01);黄芪多糖低剂量组大鼠仅-dp/dt_(max)明显升高、TGF-β1 mRNA表达明显降低(P<0.05),其余各指标差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:黄芪多糖可改善SHR心功能和心肌纤维化,其机制可能与下调心肌组织TGF-β1表达、上调PPAR-γ表达有关。

响应面优化亚麻荠饼粕多酚提取工艺及其抑菌和抗氧化活性研究

以多酚得率为评价指标,单因素试验结合响应曲面分析法优化亚麻荠饼粕多酚提取工艺参数,并分别采用倍比稀释法、ABTS自由基清除能力测定法及总抗氧化性能测定法评价其体外抑菌和抗氧化活性。结果表明:在乙醇浓度45%、料液比1∶45g/mL、超声温度68℃、超声时间40min的最佳提取条件下,亚麻荠饼粕多酚的得率达3.78%±0.02%,与理论预测值比较接近。亚麻荠饼粕多酚提取物对大肠杆菌、化脓性链球菌和鼠伤寒沙门氏菌具有强烈的抑制作用,MIC和MBC均在6.25mg/mL以下;亚麻荠饼粕多酚提取物具有很强的ABTS自由基清除能力及还原Fe^(3+)的能力。优化后的亚麻荠饼粕多酚超声辅助提取工艺稳定可行,且其提取物具有较强的抑菌活性和抗氧化能力。

天然苦皮藤素和花椒素混配防治枸杞害虫的室内毒力和田间药效

以天然苦皮藤素和花椒素混配新型环保杀虫剂,探索该杀虫剂对枸杞蚜虫和枸杞木虱的室内毒力及田间药效。结果表明,分别以乙醇和甲醇为溶剂提取,获得天然苦皮藤素和花椒素对枸杞蚜虫和枸杞木虱有明显的协同增效作用,二者质量比为2∶1时,增效作用最强;田间试验进一步验证了该杀虫剂对枸杞蚜虫和枸杞木虱有良好的防效。12.0%苦·椒水乳剂稀释500倍液处理后3、7、15 d,对枸杞蚜虫的防效分别高达95.23%、98.07%、98.06%,对枸杞木虱的防效分别高达96.98%、97.73%、98.10%;并且在本试验用药范围内对靶标作物及有益生物安全。与现有的单一制剂相比,除具有明显的杀虫效果外,还可以有效降低施药成本,减缓抗药性的产生,减少制剂残留量。

牛心朴子草总生物碱超声提取工艺及抑菌活性研究

采用响应面法优化牛心朴子草总生物碱(TACKI)超声提取工艺,并研究其抑菌活性。以TACKI得率为研究指标,在单因素试验的基础上,选取乙醇浓度、料液比、提取温度、提取时间4个因素进行Box-Behnken中心组合设计和响应面法分析,研究TACKI的最佳提取工艺条件;并分别采用倍比稀释和生长速率法研究TACKI对10种常见致病细菌和9种植物病原真菌菌丝生长的抑制活性。结果表明,TACKI最佳提取工艺条件为26倍量72%乙醇,53℃超声提取57 min,TACKI平均得率为0.4928%,与模型预测值(0.4931%)一致性好。TACKI可强烈抑制化脓性链球菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌的生长,其最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)均在12.5 mg/mL以下;在供试质量浓度100 mg/L时,TACKI对玉米弯孢病菌、苹果轮纹病菌、水稻稻瘟病菌和烟草赤星病菌菌丝生长均表现出较强的抑制作用,抑制率均在85%以上。优化得到的提取工艺稳定、简单、TACKI得率高,且TACKI具有较强的广谱抗菌作用。

天然苦皮藤素与天然黄荆素对菜青虫和茶尺蠖的联合增效作用

生态环境安全和食品安全备受当今社会关注,植物源农药因具有活性成分多样、作用机制独特、不易引起靶标有害生物的抗药性以及对人、畜等非靶标生物安全,能够从源头上保障食品安全和生态环境安全等优点而成为新型环境友好型农药的重要发展方向。把不同作用机制的农药科学合理地复配混用,对防治植物病虫害可起到联合增效、扩大防治范围、减少用药频次、降低成本等作用。因此,拟开发1种以苦皮藤种子和黄荆种子组合物为原料的新型环保杀虫剂,并研究该杀虫剂对菜青虫和茶尺蠖的防治效果。结果表明,以二甲苯为提取溶剂,苦皮藤种子和黄荆种子活性成分组对菜青虫和茶尺蠖有明显的协同增效作用,二者质量比为1∶1时,增效作用最强;田间试验进一步验证该杀虫剂对菜青虫和茶尺蠖有良好的防效。10%苦皮藤·黄荆乳油500倍液药后1~7 d对菜青虫的防效达89.84%及以上,对茶尺蠖药后3 d,400倍液对茶尺蠖的防效达到82.12%,并且以苦皮藤种子和黄荆种子混合物的二甲苯提取物为原药制剂与二者分别提取后组合加工制成的乳油制剂活性无明显差异,说明该工艺先进,既可以保障杀虫制剂效果,又可以简化制剂加工工艺,提高了生产效率。

灵芝子实体多糖发酵工艺条件优化及抗氧化活性

为更好辅助和研究灵芝多糖,并进一步提高灵芝孢子亚门实体细胞壁基质(灵芝子实体)中灵芝多糖的抗氧化活性,选取产朊假丝酵母(Candida utilis)和扣囊复膜孢酵母(Saccharomycopsis fibuligera)作为灵芝混合多糖发酵菌种。以灵芝子实体多糖中的DPPH自由基清除率为响应值,结合单因素试验,并通过Box-Behnken设计的响应面法来进一步优化分析灵芝子实体多糖的发酵工艺。结果表明,最优的液态发酵反应条件:发酵时间60 h、接种菌量3%、pH4、发酵温度26℃。灵芝子实体多糖在此最佳发酵工艺参数下,DPPH自由基清除率为90%。说明了灵芝子实体多糖经过发酵加工后,具有较强的天然抗氧化活性。

金银花总三萜提取工艺及其抗菌抗氧化活性

以金银花为原料,乙醇为溶剂,考察超声辅助提取金银花总三萜的最佳工艺。在单因素(料液比、乙醇浓度、超声时间和超声温度)试验基础上,利用响应面法,研究各因素间相互作用及对三萜提取率的影响,获得最佳提取工艺为料液比1 g∶30 mL、乙醇浓度75%、超声时间50 min、超声温度45℃,验证试验结果显示,三萜提取率为3.71%,与理论值接近;通过微量稀释法检测常见致病菌对金银花总三萜的敏感性,最小抑菌浓度范围在3~24 mg/mL之间,证明金银花三萜具有较强的抗菌作用;DPPH、ABTS自由基清除试验IC50分别为26.1、18.8 mg/mL,说明金银花三萜具有一定的抗氧化活性。本研究为金银花三萜进一步的研究开发提供了科学依据。

特丁基对苯二酚与迷迭香提取物对亚麻荠籽油贮藏稳定性的影响

采用Schaal烘箱法与Rancimat法,以过氧化值(POV)及氧化诱导时间为指标,研究特丁基对苯二酚(TBHQ)与迷迭香提取物对亚麻荠籽油贮藏稳定性的影响,分析两种抗氧化剂对加速氧化前后亚麻荠籽油脂肪酸组成的影响,对比分析两种方法在预测亚麻荠籽油货架期方面的准确性。结果表明:亚麻荠籽油氧化稳定性较差,TBHQ与迷迭香提取物可有效延长亚麻荠籽油的贮藏时间,其中0.02%TBHQ与0.04%迷迭香提取物配合使用效果最佳,20℃下预期贮藏时间延长至608 d以上。加速氧化后亚麻荠籽油中多不饱和脂肪酸(PUFA)减少约59.8%,饱和脂肪酸(SFA)与单不饱和脂肪酸(MUFA)分别增多约101.9%与71.8%,添加不同抗氧化剂后亚麻荠籽油脂肪酸组成与烘箱法预测的货架期呈极显著相关性(P<0.01)。Rancimat法与Schaal烘箱法预测货架期存在较大差异,Schaal烘箱法预测亚麻荠籽油货架期具有更高准确性。