黄花白及和白及的化学成分与生物活性研究
李金玉
导师周俊
学位专业药物化学
关键词黄花白及 白及 多糖结构 细胞毒活性 免疫活性
摘要白及属(Bletilla)植物是温带地生型兰科(Orchidaceae)植物中最具有经济价值的类群之一,具有收敛止血、消肿生肌之功效,近年来白及多糖在医学生物材料领域的应用引起了极大的关注。本论文由四章组成,第一章综述了白及属植物的化学成分及活性研究进展。第二章论述了黄花白及(B. ochracea)的化学成分及生物活性研究。第三章论述白及(B. striata)化学成分及质量标准及工艺研究。从这两种植物中通过多种色谱技术和波普分析等手段分离鉴定了74个化合物,新化合物15个。第四章对白及多糖的结构特征和免疫活性研究。从白及假鳞茎部位分离得到四种均一多糖,并对这四种多糖进行了免疫活性评价。第1章 白及属的化学成分及药理活性研究进展本章对1973年至今白及属(Bletilla)植物中的化学成分及生物活性进行归纳总结,为白及属的研究和开发提供理论基础。第2章 黄花白及的化学成分和生物活性研究本课题前期对兰科植物石斛属和天麻属植物开展系统的化学成和生物活性研究,白及属为兰科植物其民间药用历史悠久,而前人对该属的研究大多集中在正品白及研究,对于同属其它种研究很少,而西南地区黄花白及和小白及栽培广泛当作白及用。基于此,我们对采自云南昭通的黄花白及(B. ochracea)开展了系统的化学成分及生物活性研究,从其假鳞茎部位8.0 kg中分离鉴定化合物60个化合物,包括新化合物15个。化合物类型包括联苄类,菲类,异丁基苹果酸葡萄糖氧基苄酯类、木脂素等。其中新化合物1-5为多个对羟基苄基取代的联苄,化合物28为二氢菲苯并呋喃与联苄二聚物,这种二聚物在天然产物比较少,也是首次从该属植物中得到骨架类型。对黄花白及中分离得到的大部分联苄和菲类化合物进行了抗炎、抗肿瘤细胞毒、3T3-L1前脂肪细胞增殖抑制活性,和含量较高的化合物52对戊巴比妥钠阈下催眠剂量小鼠镇静安神活性和凝血活性筛选,及对另一个量大化合物27进行美白、抗衰老活性筛选。其中,10个化合物对LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞内NO生成表现出抑制活性;27个化合物表现出细胞毒活性(7个活性显著),其中化合物5和28对 HL-60的细胞毒活性IC50分别为0.79和0.24 μM;5个联苄化合物对3T3-L1前脂肪细胞增殖有抑制活性,其中21的抑制效果最好IC50 37.67 μM;militarine(52)表现出对小鼠有镇静安神活性和体外凝血活性;除了以上活性之外,还发现batatasin III (27)对HFDa细胞具有显著促进胶原蛋白分泌的活性,这些活性结果进一步拓展了黄花白及的应用领域。第3章 白及化学成分及质量标准和工艺研究为了对比分析黄花白及和白及两种植物的化学成分,期望能解决该属的资源。同时,2015年版的《中国药典》中,只限于对白及原植物品种、药材性状和简单的理化鉴别,并没有对白及药材的质量检测标准和含量测定提供明确的规定。因此对采于湖北的白及(B. striata)展开了化学成分和质量标准研究,从其假鳞茎部位(3.5 Kg)中分离鉴定了14个化合物,化合物的类型为联苄,菲类和甘油酯类等。研究发现,白及和黄花白及的化学成分构成近似。基于对白及和黄花白及的化学成分研究,可以推断出,两种植物的化学成分极其相似,黄花白及可以替代白及使用。建立了白及中militarine的含量测定方法,并对四种白及药材进行质量评价,发现不同地区及生长年限的白及该化合物的含量不同,militarine的含量可作为评价白及质量标准的一个指标。对batatasin III工艺研究,采用L9 ( 34 )正交表进行正交试验,并确定其最佳提取工艺。第4章 白及多糖的结构特征及免疫活性研究以白及的块茎为原料,热水提取、乙醇沉淀得到粗多糖BPS。BPS运用DEAE-52纤维素离子交换柱层析、DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换柱层析、Sephadex G-75葡聚糖凝胶柱层析以及Sephacryl S-200丙烯葡聚糖凝胶柱等反复分离纯化得到四个不同分子量的白及多糖组分,BPS I、BPS II、BPS III和BPS Ⅳ。采用HGPLC、PMP单糖衍生化、红外、紫外、旋光、甲基化分析以及核磁等方法,对其物理性状以及一维结构进行研究分析,结果表明BPS I-Ⅳ的平均分子量分别为195、42.4、22.1、6.6 KDa,糖含量分别为95.4%、94.2%、93.1%和92.5%。这四种多糖都是和葡萄糖的组成中性杂多糖,其甘露糖和葡萄糖的摩尔比例分别为3.14:1、3.08:1、2.84、2.14:1。BPS I、BPS II和BPS III只含有β吡喃型糖苷键的葡萄糖和甘露糖,BPS Ⅳ同时含有α和β构型的葡萄糖和甘露糖糖。BPS I还含有10.13%的乙酰基在甘露糖残基O-2或O-3位,主链是由1,4-β-D-Man和1,4-β-D-Glc以摩尔比例3:1构成重复单元;BPS II和BPS III含有7.54%摩尔比例的乙酰基,主链由1,4-β-D-Man、1,4-β-D-Glc和1,4,6-β-D-Man的组成重复单元;BPS Ⅳ主链是1,4-β-D-Man、1,4-β-D-Glc、1,2-β-D-Man、1,4-α-D-Man 和1,4-α-D-Glc构成的重复单元。对这四种单糖进行了免疫活性探测,以小鼠单核巨噬细胞RAW264.7为模型评价了BPS I、BPS II、BPS III和BPS Ⅳ在不同浓度梯度(50、100、200 μg/mL)对RAW264.7巨噬细胞的细胞存活率、吞噬水平、分泌NO、及细胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β的分泌水平的影响来评价其免疫活性。研究结果发现,BPS I-Ⅳ在50~200 μg/mL,能极显著促进RAW264.7巨噬细胞增殖;显著促进RAW 264.7细胞吞噬中性红水平,其吞噬中性红水平比LPS阳性药物组高;能极显著促进RAW264.7细胞分泌NO水平,呈现一定的剂量效应关系,且分NO泌能力比较BPS IV>BPS II>BPS I> BPS III;能显著促进RAW264.7细胞对TNF-α、IL-6和IL-1β细胞因子的分泌能力,呈现一定的剂量效应;白及多糖BPS I-Ⅳ在一定的浓度范围内,能显著促进巨噬细胞的吞噬水平,促进RAW264.7细胞NO和细胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β的分泌能力,显示出较好的免疫调节活性。
2019-06
学位授予单位中国科学院昆明植物研究所
学位名称博士
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/74020
专题昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式
GB/T 7714
李金玉. 黄花白及和白及的化学成分与生物活性研究[D]. 中国科学院昆明植物研究所,2019.
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李金玉-201518010642032-(9211KB)学位论文 限制开放CC BY-NC-ND请求全文
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