【环境与基因植物中硫苷合成的影响研究文献综述4500字】

环境与基因植物中硫苷合成的影响研究文献综述目录TOC\o"1-2"\h\u13727环境与基因植物中硫苷合成的影响浅析 122680摘要 118831一、前言 14210二、国内外文献综述 214373三、结语 412008参考文献 6摘要牛蒡子(FructusArctii)是牛蒡属植物的干燥成熟果实。在我国许多省份分布广泛，自然资源丰富。牛蒡的品质多数都很好。牛蒡（ARC-G）是一种有效的活性成分，具有抗癌、抗癌、血管保护、记忆保护等多种功能。为了促进牛蒡子素在临床上的应用，近年来的研究方向多数集中在牛蒡子素的结构转化以提高其活性。本文章以牛蒡子苷元做为研究原料，通过化学改性，合成了牛蒡子苷元的一系列衍生物,对其溶解度、制备工艺、体内外药理活性进行了研究，综述了高回收率、高水溶性、强药理活性的ARG的药效学和药动学研究进展。关键词牛蒡子苷元衍生物合成工艺体内抗肿瘤体外活性一、前言牛蒡子，或称大力子（Arctiumlappa）原产于菊科的干果和成熟果实，如牛蒡叶和牛蒡。它有很长的药用历史。自2010年被列入中国药典，具有清风清热、解毒消肿的作用。牛蒡子中的木脂素是其主要的活性成分。牛蒡子素（Arctigenin，简称ARG）是一种重要的苯丙交酯内酯类化合物，主要存在于牛蒡子中。牛蒡子苷可以从牛蒡子苷的葡萄糖中分解出来。具有抗肿瘤、抗病毒、保护肾脏、保护神经等作用。目前，关于牛蒡子苷元的抗肿瘤活性的研究很多，同时牛蒡子苷元的结构转化也在不断的研究中。牛蒡子素（ARG）是牛蒡属植物牛蒡子中的一种天然木脂素。据多项研究报道，它具有多种生物活性，如抗肿瘤、抗炎、抗病毒等。尽管ARG在体外具有多种药理活性，但由于ARG不溶于人体而无法被人体吸收，限制了其临床应用。因此，利用化学或生物方法将牛蒡子苷元修饰成具有较好溶解性和较高生物利用度的衍生物是非常重要的。以甘氨酸、邻丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸为保护基，合成了5种精氨酸的氨基酸衍生物，并检查了去除这些保护组的效果。结果表明，氨基酸衍生物比ARG具有更好的溶解性和亚硝酸盐去除能力。本研究为提高该药物的水溶性提出了一定的方案，也为以牛蒡子苷元作为新药的开发利用提供了参考。二、国内外文献综述Kudou等人[1]不仅在牛蒡子苷元的3位上合成了衍生物,而且在牛蒡子苷元的3、3′和4′位上高效、灵活地合成了多种衍生物。Shen等人[2]将乙氧基、异丙氧基、2-甲氧基乙氧基和（3,4-二甲氧基苄基）氧基引入4-羟基。然而，这些难溶性药物在水中的溶解度没有明显改善。这些报道也没有讨论这些药物是否通过水解成原料而发挥生物功能。这些药物也不能通过主动转运进入细胞。已知氨基酸前体药物对改善某些药物的水溶性非常有用。[3]氨基酸在小肠中的吸收过程涉及能量耗散的主动转运。[4]例如，Zhang等人[5]设计并合成了薯蓣皂苷元衍生物，并研究了其抗肿瘤活性。这些实验表明大多数化合物都具有一定的活性。这些研究还表明，与水飞蓟宾结合的氨基酸前药可改善水溶性。[6]Biasutto等人[7]和Mulholland等人[8]使用槲皮素作为原料制备氨基酸衍生物以提高生物利用度。然而，这些化合物是由反应合成的主要药物的醇羟基和氨基酸的羧基。上述化合物的合成涉及到醇羟基的酯化反应，产率较低，且产物不稳定。氨基酸能主动转运到人体内，牛蒡子苷元的酚羟基能与适当的官能团进一步桥联。[9]在这里，我们在实验条件下利用氨基酸的酚羟基和羧基诱导酯反应。由于酚羟基和苯环共轭物的存在，苯酚的酯化反应比脂肪醇的酯化反应更困难。众所周知，亚硝酸盐作为防腐剂在食品工业中应用已久。[10]不可忽视的是，亚硝酸盐与仲胺、叔胺或氨基化合物发生反应，形成强致癌的亚硝酸盐胺化合物，导致消化系统癌症、慢性毒性和致畸风险。[11]此外，血液中进入亚硝酸盐可将血红蛋白转化为另一种形式——高铁血红蛋白，妨碍人体氧气输送系统。[12]食品中亚硝酸盐超标严重威胁公众健康。因此，体内亚硝酸盐的去除对肿瘤的预防具有重要意义。肝细胞癌（Hepatocellularcarcinoma，HCC）是临床上最常见的恶性肿瘤之一，每年有成千上万的人因此死亡。虽然这些肿瘤现在可以通过手术和药物治疗，但肝癌仍然很难治愈。化疗是治疗肿瘤的有效方法之一。然而，长期化疗也有许多副作用，会对病人的身体造成伤害。化疗被用来杀死生长迅速的癌细胞。但是，因为药物的作用在全身，它也影响正常，健康的细胞。这是副作用的主要原因。近年来，越来越多的天然药物被发现具有良好的抗癌效果和低毒性。图1氨基酸衍生物ARG1-10的合成可以建立牛蒡子苷元氨基酸酯的合成工艺，并确定牛蒡苷元-叔丁氧基羰基（BOC）-L-氨基酸酯的合成可改进如下：通过改变反应比（牛蒡苷元-BOC-L-氨基酸-1乙基-（3-（3-二甲氨基）对丙基）-二甲酰胺盐酸盐（EDCI）-4-二甲氨基吡啶（DMAP）=2:4:4:1），提高质量反应物（g）和溶剂（mL）的比例（1:10），使用溶剂乙腈在冰水洗澡中保持反应温度，且藉由使用1–2小时的反应时间。此方法较其他方法具有优点，包括较高的产率和简单的方案。该方法既科学又合理，有望为今后氨基酸酯化反应的发展方向做出贡献。最后，确定了ARG1、ARG2、ARG3、ARG4和ARG5。然后，进行了BOC脱保护实验。准确称取样品（0.2g），然后加入4ml无水乙酸乙酯溶液中溶解。用无水乙酸乙酯将干氯化氢气体均匀地分散在瓶中，在冰水浴中反应1h，检测TCL。最后，生成了脱保护化合物ARG6、ARG7、ARG8、ARG9和ARG10。ARG1-10的合成结构如图1所示。根据最好的工程条件，合成了10种牛蒡子子种子BOC-L氨基酸酯衍生物。在合成过程中，TLC检测了反应，反应比较顺利，工艺比较简单。大部分化合物的生产率较高。在实验过程中，ARG8、ARG10在合成过程中，副产品较多，难以分离，生产率较低，是柱色谱分离过程中100-200木糖胶、SephadxLH20、用C18的半相硅胶制作材料，采用100-200木质硅胶柱色谱法或SephoradexLH20焦糖色谱法，目标化合物无法与反应完全的牛蒡子磷园分离，最终确定使用。C18盘面硅胶树脂填料采用柱层分离，工艺形状良好，流动状态为甲醇：水、乙腈：水混合溶剂被清除，确定使用乙腈。水（55：45）混合溶剂洗涤，分离效果好，生产率较高。通过实验获得的10种牛蒡子成体BOC-L氨基酸酯衍生物，经质谱、H谱、C谱鉴定为：ARG甘氨酸酯（ARG1）、ARG丙氨酸酯（ARG2）、ARG缬氨酸酯（ARG3）、ARG亮氨酸酯（ARG4）、ARG异亮氨酸酯（ARG5）、ARG蛋氨酸酯（ARG6）、ARG色氨酸酯（ARG7）、ARG脯氨酸酯（ARG8）、ARG苯丙氨酸酯（ARG9）、ARG苏氨酸酯（ARG10）。其中化合物产率超过80%的有5种，但是数据表明ARG8、ARG10生产率较低。三、结语综上所述，实验合成了一系列牛蒡子苷元氨基酸衍生物。此外，研究还发现这些衍生物的水溶性和生物利用度都有所提高。首先，选择了合适的催化剂。结果表明，二环己基碳二亚胺（DCC）和DMAP具有良好的催化性能，且DMAP的催化活性高于DCC。温度升高对催化活性无影响，牛蒡子苷元转化率基本稳定。以DCC为催化剂，生成了难以从牛蒡苷元氨基酸衍生物中分离的白色沉淀副产物N，N′二环己基脲（DCU）。加入DMAP后，反应不仅在低温下迅速酯化，而且提高了反应率，分离纯化也比较容易，因此在实验中可以选择DMAP作为催化剂。然后实验也考虑了反应物的比例。酯化反应为可逆反应。增加反应物的比率的话，会对反应物做出反应。牛蒡子因为价格昂贵，在实验中过度使用了BOC-L-氨基酸。为了节约原料，降低成本，使用1比2的摩尔比很重要。还发现当EDCI和BOC-L-氨基酸的用量相等时，反应的产率最好。不难看出，DMAP与牛蒡子苷元的摩尔比为1-10，可提高酯化产品的合成速度，此外，当摩尔比在1-2之间时，反应是饱和状态，不增加酯化程度。因此，对DMAP和牛蒡子苷元的摩尔比为0.5。在研究的前期实验中，观察到试剂的添加顺序对实验结果没有显著影响。该方法具有工艺简单、产率高等优点。此外，研究发现衍生物在水中的溶解度也有所提高。考察了所合成的牛蒡子苷元氨基酸衍生物对亚硝酸盐的清除作用，发现其对亚硝酸盐的去除能力明显优于牛蒡子苷元。还进行了体内实验，以研究牛蒡子苷元及其氨基酸衍生物的抗肿瘤潜能，以及对荷瘤小鼠的免疫反应。同时检测细胞因子TNF-α和IL-2水平，结果表明ARG8和ARG10能显著提高血清TNF-α和IL-2水平。这些结果表明，ARG8和ARG10在体内外均具有较强的抗肿瘤活性，并能提高荷瘤小鼠的免疫应答。综上所述，牛蒡子苷元衍生物具有显著的体内外药理活性，作为亚硝酸盐清除剂和抗肿瘤药物具有潜在的应用前景。为提高植物活性成分的生物利用度提供了一种可行的方法。参考文献[1]ChaeSH,KimPS,ChoJY,etal.Isolationandidentifica-tionofinhibitorycompoundsonTNF-AproductionfromMagnoliaefargesii[J].ArchPharmRes,1998,21(1):67-69.[2]ChoMK,ParkJW,JangYP,etal.Lipopolysaccharide-in-duciblenitricoxidesynthaseexpressionbydibenzylbutyro-lactonelignansthroughinhibitionofI-JBAphosphorylationandofp65nucleartranslocationinmacrophages[J].IntImmunopharmacol,2002,67(6):1738-1745.[3]ChoMK,JiangYP,KimYC,etal.Arctigenin,aphenyl-propanoiddibenzylbutyrolactonelignan,inhibitsMAPkinasesandAP-1activationviapotentMKKinhibition:theroleinTNF-alphainhibition[J].IntImmunopharmacol,2004,4(10-11):1419-1429.[4]VlietinckAJ,DeBruyneT,ApersS,etal.Plant-de-rivedleadingcompoundsforchemotherapyofhumanimmun-odeficiencyvirus(HIV)infection[J].PlantaMed,1998,64(2):97-109.[5]FujihashiT,HaraH,SakataT,etal.Anti-humanimmun-odeficiencyvirus(HIV)activitiesofhalogenatedgomisinJderivatives,newnonnucleosideinhibitorsofHIVtype1reversetranscriptase[J].AntimicrobAgentsChemother,1995,39(9):2000-2007.[6]高阳,董雪,康廷国,等.牛蒡子苷元体外抗流感病毒活性[J].中草药,2002,33(8):724-726.[7]杨子峰,刘妮,黄碧松,等.牛蒡子苷元体内抗甲Ⅰ型流感病毒作用的研究[J].中药材,2005,28(11):1012-1014.[8]HiroseM,YamaguchiT,LinC,etal.EffectsofarctiinofPhIP-inducedmammary,colonandpancreaticcarcinogenesisinfemaleSprague-DawleyratsandMeIQx-inducedhepato-carcinogenesisinmaleF344rats[J].CancerLett,2000,155(1):79-88.[9]AwaleS,LuJ,KalauniSK,etal.IdentificationofarctigeninanantitumoragenthavinglpartofSaussureamedu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