中药资源的化学成分

关于中药资源的化学成分第一节中药资源活性物质的生物合成

根据药用活性物质的生物合成途径，将生物中具有生物活性的主要化学物质分为：脂肪酸和聚酮，芳香组氨基酸和苯丙素类，萜类和甾体，生物碱，肽和蛋白质及其他氨基酸类衍生物，以及糖类。生物代谢与药用活性成分的生物合成

代谢途径：生物体内有机化合物转化和交换的生物化学过程所涉及的途径。第2页,共54页，2024年2月25日，星期天初生代谢：除个别种类外，生物之间在修饰和合成糖类、蛋白质、脂类以及核酸物质的代谢途径上基本相同，这些代谢过程代表了所有生物体最基本的共性过程，统称为初生代谢。涉及的化合物成为初生代谢物。次生代谢：不同生物体之间存在着非共性的生物化学过程，其合成、降解和转化的化学物质不同，所形成的化合物为自然界中有限分布的化合物，他们仅在特定的生物体或生物群中合成，称这类生物化学过程为次生代谢。所形成的化合物称为次生代谢物。第3页,共54页，2024年2月25日，星期天

绿色植物初生代谢过程包括光合作用、呼吸作用，核酸和蛋白质合成以及脂肪的合成和分解等生理活动。光合作用——为次生代谢奠定物质基础和能量；呼吸作用——形成的中间化合物为次生代谢的生物合成提供必要原料，并形成多条次生代谢途径。第4页,共54页，2024年2月25日，星期天糖类苷类醌类化合物苯丙素类黄酮类萜类和挥发油三萜类生物碱甾体类鞣质类中药化学成分第二节药用植物化学成分简介第5页,共54页，2024年2月25日，星期天1.糖类(sugars)中药中普遍存在，为多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物，可分为单糖、低聚糖、多聚糖；第6页,共54页，2024年2月25日，星期天2.苷类(glycosides)糖或糖的衍生物与非糖通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。第7页,共54页，2024年2月25日，星期天苷类(glycosides)第8页,共54页，2024年2月25日，星期天3.醌类化合物(quinoids）一类分子中具有醌式结构的化合物。分子中多有酚羟基，有一定的酸性。第9页,共54页，2024年2月25日，星期天3.醌类化合物第10页,共54页，2024年2月25日，星期天4.苯丙素类（phenylpropanoids）是一类分子中以苯丙基为基本骨架的化合物。其中香豆素和木脂素为典型化合物。第11页,共54页，2024年2月25日，星期天香豆素结构第12页,共54页，2024年2月25日，星期天木脂素结构木脂素裂环和降碳木脂素新木脂素降碳新木脂素第13页,共54页，2024年2月25日，星期天5.黄酮类（flavonoids）泛指两个苯环通过三个C原子互相连接而成的一系列化合物。C6-C3-C6第14页,共54页，2024年2月25日，星期天不同类型的黄酮及其关系第15页,共54页，2024年2月25日，星期天6.萜类和挥发油凡由甲戊二羟酸衍生、具有基本母核的分子式符合(C5H8)n通式的衍生物为萜类化合物(1)萜类（terpenoids）第16页,共54页，2024年2月25日，星期天萜类第17页,共54页，2024年2月25日，星期天挥发油又称精油，是一类可随水蒸气蒸馏而蒸馏、与水不相混溶的油状液体物质。(2)挥发油（essentialoils）第18页,共54页，2024年2月25日，星期天7.三萜类（triterpenoids）是一类基本骨架由30个碳原子组成的萜类化合物。第19页,共54页，2024年2月25日，星期天8.甾体类（steroides）是一类具有环戊烷骈多氢菲的甾体母核的化合物。第20页,共54页，2024年2月25日，星期天9.生物碱（alkaloids）是一类存在于生物体类含氮的有机物，具有碱的性质，能与酸成盐。第21页,共54页，2024年2月25日，星期天生物碱第22页,共54页，2024年2月25日，星期天生物碱类结构类型真生物碱即具有从氨基酸或生物胺衍生来的含N杂环母核，生物胺由氨基酸脱羧产生。原生物碱由氨基酸派生的，但N原子不在环内，而在侧链上。可能是真生物碱的前体。仿生物碱不是来源于氨基酸，而是由萜烯类、C21或C27甾体、脂肪酸、烟酸或嘌呤等衍生而来。第23页,共54页，2024年2月25日，星期天10.鞣质（tannins）又称单宁或鞣酸，是一类复杂的多元酚类化合物的总称，可与蛋白质结合形成致密、柔韧、不易腐败又难于透水的化合物。老鹳草素(geraniin)第24页,共54页，2024年2月25日，星期天11.其它成分有机酸氨基酸和蛋白质有机含硫化合物矿物质第25页,共54页，2024年2月25日，星期天第三节药用动物化学成分简介一、胆酸和脂肪酸类二、黏多糖类三、蛋白质及肽类和非肽含氮类化合物四、酶类和甾体激素五、其他化合物第26页,共54页，2024年2月25日，星期天第四节矿质元素与药用矿物一、矿质元素对人体的作用二、矿质元素在生物体内的分布三、药用矿物组成钙盐类钠盐类铁及化合物类铜及其化合物类第27页,共54页，2024年2月25日，星期天第五节药用植物亲缘学

上世纪60年代，药用植物化学分类学的兴起→化学成分与植物亲缘关系的研究→药用植物化学成分在植物界中的分布规律的探索如：黄酮、萜类、生物碱在被子、裸子和蕨类植物间存在着明显的差异。第28页,共54页，2024年2月25日，星期天黄酮被子植物含大量黄酮，但双黄酮少见裸子植物黄酮含量高，且主要为双黄酮蕨类植物黄酮结构简单。生物碱多心皮类主要是苄基异喹啉类生物碱、三萜皂苷、二萜生物碱，主要有抗炎、抗菌、镇痛作用。百合科的生物碱主要为秋水仙碱，主要是抗肿瘤。托品类生物碱主要分布在茄科植物的天仙子亚族和曼陀罗族，主要是解痉、平喘作用。一、背景第29页,共54页，2024年2月25日，星期天国内外许多类群植物的化学成分的分布规律已有研究中国药用植物中可大致归纳出一些具重要生物活性成分（生物碱、黄酮类、萜类、香豆精等）的分布规律问题：植物系统化学成分药理作用传统疗效指导药用植物研发？怎样有机结合第30页,共54页，2024年2月25日，星期天研究植物亲缘关系-化学成分-疗效（药理活性及传统疗效）间的相关性二、概念第31页,共54页，2024年2月25日，星期天（一）目的研究各植物类群的化学成分，包括初生代谢及次生代谢产物，确定其结构，并应考虑其含量。探讨植物化学成分在植物界的存在和分布规律，分析他们在分类学和系统学的意义。了解植物化学成分的生理作用，合成、转化、积累动态及于个体发育和系统发育的关系。在以往科学研究的基础上，综合各方面的信息，从植物化学的角度探讨物种形成、种下变异和植物界的系统演化。三、目的及应用

第32页,共54页，2024年2月25日，星期天1.扩大药用植物资源1)美登碱2)紫杉醇（Taxol）全球11个红豆杉品种，紫杉醇含量一般在0.004--0.01%之间，而曼地亚红豆杉的紫杉醇含量则高达0.03--0.06%（二）应用美登木Maytanusovatus巴昌纳美登木M.buchananii波特卫矛Putterlickiaverrucosa美登碱Maytansine1X10-5-2X10-5%7X10-5%1.2X10-3%第33页,共54页，2024年2月25日，星期天2.寻找进口药国产资源第34页,共54页，2024年2月25日，星期天3.中草药的质量控制、鉴别和扩大药源第35页,共54页，2024年2月25日，星期天第36页,共54页，2024年2月25日，星期天4.帮助预测中草药中的化学成分或有效成分以及协助成分的鉴定或结果测定如瑞香科芫花属均含有瑞香素和瑞香苷祖师麻（Daphnegiraldii）欧亚芫花（D.mezereum）长白瑞香（D.koreana碳－甲基化黄酮局限分布于杜鹃花科、松科松属和水龙骨科贯众属第37页,共54页，2024年2月25日，星期天5.在整理总结中草药的经验和指导新药寻找方面的应用欧山楂

Crataegusmonogyna，C.laevigata

用于心血管病症总状升麻

Cimicifugaracemosa

更年期症状丹酚酸类化合物，对心血管类疾病有很好作用，但集中分布于唇形科和紫草科中第38页,共54页，2024年2月25日，星期天原始类群中的重要药用植物类群多心皮类（毛茛科，五味子科），唇形科，百合科（狭义）收集、整理现代研究信息及文献资料明确各植物类群中特征化学成分群和疗效群上述研究重点的综合研究化学、药理、分子系统学及信息分析技术探索重要药用植物类群的亲缘关系-化学成分-疗效间的相关性及内在规律四、方法手段第39页,共54页，2024年2月25日，星期天在中国有30属约220种植物可供药用，其中黄连、附子、升麻、川木通等是有悠久历史的中药。毛茛科分类系统的2种观点按蓇葖果或瘦果分2亚科，即广义的金莲花亚科和毛茛亚科，以下再分为5族；Tamura和Takhtajan主张分为5到6个亚科，本研究以此系统为基础进行论述。该科植物的主要特点就是具有多心皮等原始形状。生物碱、毛茛苷、皂苷是其主要化学特征和分类依据1毛茛科：五、重要药用植物类群的亲缘学研究及举例第40页,共54页，2024年2月25日，星期天将有关本草的植物化学、疗效等信息数据与植物亲缘关系进行综合的研究分析，发现本科的化学成分可以划分为几大类型：苄基异喹啉类生物碱，毛茛苷类，三萜皂苷，二萜生物碱等。毛茛苷和木兰碱同时存在于铁线莲属Clematis,铁筷子属

Helleborus，驴蹄草属Caltha。第41页,共54页，2024年2月25日，星期天升麻属，类叶升麻属，铁破锣属，黄三七属形成一个自然类群以三萜皂苷为主要成分，其他成分很少，未发现木兰碱和毛茛苷支持成立升麻亚科的观点。毛茛族和银莲花族有一定联系化学特征非常相似，不含/少含苄基异喹啉生物碱(铁线莲属有微量存在);有氰苷(毛茛属有些不含，鼠尾巴属，铁线莲属，银莲花属可能不含)均含皂苷耧斗菜亚科可能是各亚科亲缘过渡类群含有皂苷成分与毛茛亚科联系含苄基异喹啉生物碱和双苄基异喹啉生物碱和原小檗碱唐松草亚科和黄连亚科以生物碱为主的类群（唐松草亚科以苄基异喹啉和双苄基异喹啉生物碱为主，黄连亚科以原小檗碱类为主）唐松草亚科中也含三萜皂苷部分，表明与其他类群的亲缘联系。第42页,共54页，2024年2月25日，星期天通过探索多心皮类毛茛科的植物亲缘关系、化学成分与疗效间存在的联系性，完成了毛茛科药用亲缘学的研究。从药用亲缘学的角度来观察，赞同Tamura的主张，将毛茛科划分为6个亚科，金莲花亚科Helleboroideae毛茛亚科Ranunculoideae升麻亚科Cimicifugoideae扁果草亚科Isopyroideae唐松草亚科Thalictroideae黄连亚科Coptidoideae支持成立升麻亚科的观点。第43页,共54页，2024年2月25日，星期天毛茛科植物大多数有清热解毒，抗菌消炎的功效，但它们的起效成分可能不一样。毛茛苷及其原白头翁素类内酯、三萜皂苷、苄基异喹啉生物碱、原小檗碱都有抗菌的作用。许多皂苷成分具有抗肿瘤活性，具有这类成分的植物大多具有消肿止痛功效，用于治疗痈肿疮毒；该类植物是寻找抗癌活性成分的重要资源。升麻亚科具有散风解毒、透疹等方面作用，药理作用主要有雌激素作用，显示了与其他类群的差距。翠雀族富含独特的二萜生物碱，在疗效方面主要为止痛、祛风湿作用。唐松草亚科和黄连亚科富含苄基异喹啉生物碱，是寻找抗菌、抗病毒、抗癌活性成分主要资源；唐松草植物含的双苄基异喹啉，具有清热凉血的功效，在药理学上表现为具有降血压和治疗心血管疾病。第44页,共54页，2024年2月25日，星期天在“毛茛目的系统发育和分类系统”的研究中，我们选取毛茛目7科99属植物，利用四个DNA片段（rbcL、matK、trnL-F和26SrDNA）和65个广义形态学性状重建毛茛目的系统发育关系，使用最大简约法和贝叶斯法，在属的水平上构建了毛茛目的系统发育关系。根据所建立的高置信度的系统发育框架，重新界定了毛茛目及科内亚科或族,为毛茛科的美花草属Callianthemum建立了一新族Callianthemeae。该研究成果对我们理解毛茛目进化的大格局和进化的脉络，以及理解整个被子植物，特别是真双子叶植物的多样性和花部式样的演化规律有重要意义。毛茛目亲缘学的形态学（广义）和分子系统学证据第45页,共54页，2024年2月25日，星期天乌头属二萜生物碱的化学分类及其分布讨论了国产乌头属植物亲缘关系、化学成分和疗效及毒性之间的相关性，亦即药用亲缘学的初步研究。特征性二萜生物碱及其分类价值二萜生物碱的生源关系及其分类学意义二萜生物碱的毒性和疗效2乌头属乌头属是被子植物中分类上十分困难的类群，至今没有一个比较完善的属下分类系统。我们总结了前人对该属的植物化学研究结果，从植物化学和药用植物亲缘学方面探讨了该属的一些系统学问题第46页,共54页，2024年2月25日，星期天二萜生物碱是一类结构复杂而又颇具分类价值的特征性化合物。迄今，报告的天然产二萜生物碱己逾900个，其中80％以上分自毛茛科乌头属、翠雀属和飞燕草属植物中第47页,共54页，2024年2月25日，星期天

二萜生物碱的生源关系及其分类学意义第48页,共54页，2024年2月25日，星期天

特征性二萜生物碱及其分类价值第