三种药用植物的次生代谢产物及其生物活性研究

	三种药用植物的次生代谢产物及其生物活性研究; Investigation on the secondary metabolites of three medicinal plants and their biological activities
	郭凯
导师	黎胜红
学位专业	药物化学
关键词	米团花绿孔雀夜蛾少花粉条儿菜新疆假龙胆次生代谢产物
摘要	本论文共由4章组成。第1章详细论述了采自云南临沧的民间药用植物米团花（Leucosceptrum canum）叶中的次生代谢产物及其生物活性，以及绿孔雀夜蛾（Nacna malachitis）幼虫取食米团花叶后的代谢产物。第2章详细论述了传统药用植物少花粉条儿菜（Aletris pauciflora）全草中的次生代谢产物。第3章详细论述了维医常用药材新疆假龙胆（Gentianella turkestanorum）全草中的次生代谢产物。第4章全面综述了植物中二倍半萜类化合物的研究进展。本论文利用各种色谱分离技术结合现代波谱学方法，从米团花、少花粉条儿菜和新疆假龙胆中共分离鉴定化合物228个，结构类型涉及二倍半萜、二萜、三萜、甾体和口山酮等，其中新化合物55个，包含两个新颖断裂骨架的假龙胆烷二倍半萜。此外，从绿孔雀夜蛾幼虫取食米团花叶后的排泄物中共分离鉴定化合物19个，主要为二倍半萜和二萜化合物，其中新化合物4个，包含两个新颖断裂骨架的松香烷二萜。第1章云南临沧产米团花的次生代谢产物及其生物活性研究米团花（L. canum）是唇形科（Lamiaceae）单种属植物，大灌木至小乔木，分布于喜马拉雅山脉东部、中南半岛北部以及中国西南部。云南民间用其叶和树皮治疗发热、胃痛、外伤出血、黄水疮等病症。不同产地米团花的次生代谢产物结构类型变化很大。本论文对云南临沧产米团花叶中的次生代谢产物进行了系统的研究，从中共分离鉴定化合物99个，包含二倍半萜类45个（新化合物21个）、松香烷二萜类30个（新化合物18个）和其他类型化合物24个（包含1个新的三萜）。细胞毒活性测试结果表明，化合物gl-1、gl-61~65、gl-68及gl-70具有一定的体外肿瘤细胞生长抑制活性，IC50在8.11–71.29 μM之间。抗炎活性测试结果表明，化合物gl-63、gl-64和gl-69在体外对白细胞介素-2（IL-2）的分泌有明显的抑制作用，IC50在11.77–29.62 μM之间。本研究中发现的二倍半萜中既包括云南德宏产米团花中分离得到的米团花烷（leucosceptrane）型二倍半萜，又含有尼泊尔产米团花中所发现的leuco- sesterterpenane型二倍半萜，这表明不同产地的米团花在次生代谢产物的组成上具有一定的共同之处，同时在特征性化合物的结构和含量上也存在明显的差异。另外从米团花叶中也发现了大量结构多样的松香烷二萜，其骨架类型涉及9,10-断裂、18(4→3)-迁移、3,4-断裂-18(4→3)-迁移、4,5-断裂-18(4→3)-迁移、16-降、15,16,17-三降、正常的松香烷二萜。因此可推测在米团花叶中，除本课题组已报道的二倍半萜外，松香烷二萜也可能为该植物的防御提供帮助。米团花叶中含有大量具有拒食活性的二倍半萜以及细胞毒活性的松香烷二萜化合物，因此很少被昆虫取食或病原菌侵染。然而，本研究野外观察发现，绿孔雀夜蛾（N. malachitis）的幼虫偏爱并特异性地取食米团花叶。我们对绿孔雀夜蛾幼虫取食米团花叶后排泄物中的化学成分进行了研究，从中分离鉴定化合物19个，包含二倍半萜类10个（新化合物1个）、松香烷二萜类3个（新化合物3个）和其他类型化合物6个。二倍半萜类化合物在经过绿孔雀夜蛾幼虫代谢后的结构并没有发生明显变化，说明这种米团花专食性昆虫尚不能对米团花叶中的主要防御物质二倍半萜类化合物进行代谢或解毒。本研究首次发现两个具有11,12-断裂骨架的松香烷二萜多烯化合物glm-11和glm-12，并推测这两个化合物来源于昆虫代谢过程中对米团花叶中松香烷二萜芳环的直接裂解。这种直接将芳环裂解为不稳定的含末端双键的多烯化合物的酶促代谢过程，可能为绿孔雀夜蛾幼虫对米团花叶中大量存在的毒性芳香松香烷二萜的一种特殊解毒机作用。第2章少花粉条儿菜的次生代谢产物研究少花粉条儿菜（A. pauciflora）是纳茜菜科（Nartheciaceae）粉条儿菜属植物，多年生草本，主要分布于尼泊尔、印度以及中国西南部。全草作为一种传统药材，主要用于支气管炎、百日咳等疾病的治疗。本论文对少花粉条儿菜全草中的次生代谢产物进行了系统的研究，共分离鉴定化合物63个，包含三萜类26个（包括灵芝酸类17个，1个为新化合物）、甾体类15个（螺甾烷类6个）和其他类型化合物22个。灵芝酸类化合物是一类高度氧化的羊毛甾烷型三萜，被报道仅存在于灵芝属 (Ganoderma) 高等真菌中，为其重要活性成分。本研究从较少量的少花粉条菜全草中即分离得到了大量结构多样的灵芝酸类化合物ga-1~17，为首次从灵芝属真菌以外的物种中发现该类活性物质。此外，本研究从少花粉条儿菜全草中还分离得到了一些螺甾烷类化合物ga-27~32，该类化合物也被报道具有多种重要的生物活性。因此，本研究中灵芝酸类和螺甾烷类化合物的发现，有助于揭示少花粉条儿菜的活性化学成分，为该药用植物的开发利用提供了科学依据。第3章新疆假龙胆的次生代谢产物研究新疆假龙胆（G. turkestanorum）是龙胆科（Gentiananceae）假龙胆属植物，一年或两年生草本，主要分布于我国新疆、内蒙古等地。全草入药，是维医常用药材，具有清热解毒、利湿消肿等功效，常用于关节炎的治疗。本论文对新疆假龙胆全草中的次生代谢产物进行了系统的研究，共分离鉴定化合物66个，包含二倍半萜类14个（新化合物12个）、口山酮类12个、三萜类12个和其他类型化合物28个（包含1个新的裂环环烯醚萜类和1个新的紫罗兰酮类）。化合物gt-1和gt-2为具有新颖的10,11-断裂骨架的假龙胆烷型二倍半萜，其绝对构型经单晶X-衍射实验证实。本研究从新疆假龙胆中发现了大量假龙胆烷型（gentianellane）二倍半萜（gt-1~14），表明假龙胆属植物是继鼠尾草属（Salvia）、米团花属（Leucosceptrum）、火把花属（Colquhounia）等植物之后又一类富含二倍半萜的植物，这些新颖二倍半萜是否为维医常用药材新疆假龙胆的部分药效物质，将是下一步活性研究中值得重点关注的问题。第4章植物二倍半萜类化合物的研究进展二倍半萜由5个异戊二烯单元构成，其生物合成前体为香叶基法尼基焦磷酸酯（GFDP），是萜类化合物中数量最少的一个亚类。二倍半萜类广泛存在于陆生真菌、蓝藻细菌、地衣、高等植物、昆虫以及多种海洋生物（尤其是海绵）中，具有抗炎、细胞毒、昆虫拒食、抗菌等多种生物活性。近年来二倍半萜类化合物的新颖结构、生物活性、化学合成以及生物合成已成为目前天然产物领域的研究热点之一。本章以化合物结构骨架为分类依据，对迄今为止从植物中得到的二倍半萜类化合物的化学结构和生物活性进行了文献综述，为揭示该类天然产物在植物中的分布规律及其进一步开发利用提供参考。
	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/151853/74039
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	郭凯. 三种药用植物的次生代谢产物及其生物活性研究, Investigation on the secondary metabolites of three medicinal plants and their biological activities[D]. 中国科学院昆明植物研究所,2019.

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