抑菌药的新进展之黄酮类化合物.概要
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1 简介黄酮类化合物的生理作用一直是人们关注的焦点。
早在1930年代,就有学者发现黄酮类化合物具有类维生素C的活性。
根据Pratt 的说法,黄酮类化合物是主要的抗氧化剂。
随着全球人口老龄化,老年病的防治和抗氧化抗衰老的研究受到广泛关注。
富含黄酮类植物资源的评价和筛选已成为农学、医学和食品科学研究的热点之一。
.甘草是我国常用的中药材之一,也是我国重要的植物资源。
甘草黄酮是甘草中最重要的活性成分之一,具有抗氧化、抗肿瘤、增强心血管功能、增强免疫力等作用。
因此,开展甘草深加工,充分利用甘草资源,提高资源附加值,前景十分可观。
1.1 甘草研究概况1.1.1甘草简介甘草(Glycyrrhizae radix,GR)又名甜草根、粉草、灵通、果老等,是豆科甘草属多年生草本植物。
甘草株高40~ 80cm,根茎粗壮,有地下茎,主根圆柱形,长1~ 2m,外皮红褐色至深褐色,茎横切面淡黄色或黄色,味甜,茎直立,密被白色短毛和刺状腺体,羽状复叶,小叶7 ~ 17片,卵形,圆形,长1~1 ~2.5cm宽3cm,总状花序腋生,花密:花冠蝶形,浅蓝紫色或紫红色,14~长25mm。
荚果长圆形、镰刀形或弯成环状,褐色,密被棘腺和短毛,种子2-8颗,扁圆形或肾形,黑色,花期6-7月,果期7-9月。
《中国药典》记载的药用甘草为乌拉尔甘草、甘草黄酮和光甘草的干燥根和根茎。
甘草属心、肺、脾、胃经[1] ,自古以来就被广泛用于药用。
1.1.2甘草的功效、药理作用人类使用甘草已有近 2400 年的历史。
中国医学文献记载,甘草最早见于《神农百草经》,列为上品。
东汉医仲景(公元2世纪)邪气金疮肿,在《伤寒论》中,74%的方剂中都使用了甘草。
梁朝名医弘景(公元5世纪)在名医弘景(公元5世纪)编纂的《名医》中称其为“美草、蜜饯、古国”。
明世珍在其《本草纲目》中将甘草列为1074种中药的第一味,并入第一册12册。
清代吴启君在其《植物名实图》中也对甘草进行了较为详细的考证。
黄酮类化合物的研究进展陈璐食安082 2083608204摘要:黄酮类化合物是多酚化合物的一种,广泛存在于自然界中许多药用植物的根、叶、皮和果实以及水果和蔬菜中,多以苷类形式存在,一部分以游离形式存在。
目前,黄酮类化合物泛指2个苯环(A与B)通过3个碳原子相互连结而成的一系列化合物。
对黄酮类化合物的药理作用研究由来已久,大量研究发现,黄酮类化合物具有抗感染、抗氧化、抗肿瘤、抗病毒、抗心血管疾病、免疫调节等作用。
关键字:黄酮类化合物;生物活性;研究进展;作用;前景Advances in flavonoid researchChen Lu Food Safety 082 2083608204 Abstract: Flavonoids are polyphenolic compounds of the kind widely found in nature, the root of many medicinal plants, leaves, bark and fruit, and fruit and vegetables, mostly glycosides form, part of the free form. Currently, flavonoids refers to two benzene rings (A and B) by three carbon atoms linked together from a series of compounds.On the pharmacological effects of flavonoids of a long, large study found that flavonoids have anti-inflammatory, antioxidant, anti-tumor, anti-virus, anti-cardiovascular diseases, immune regulation and so on.Keywords: flavonoids; biological activity; research progress; role; prospects黄酮类化合物广泛存在于植物中,是植物长期自然选择过程中产生的次级代谢产物。
黄酮类物质的药理活性研究进展【摘要】黄酮类化合物广泛存在于植物界中,由于其良好的药理活性而被广泛研究。
黄酮的药理活性包括抗心血管疾病、抗炎、抗氧化和抗癌等。
本文综述了黄酮的药理活性及其作用机制,为黄酮的研究和利用提供了理论依据。
【关键词】黄酮;药理活性;作用机制黄酮类化合物(flavonoids)是一类存在于自然界的、具有2-苯基色原酮(flavone)结构的化合物。
黄酮与黄酮苷共同组成了自然界最大的一类多酚类物质。
黄酮家族按其结构分为以下几类:黄酮类,黄酮醇类,二氢黄酮类,二氢黄酮醇类,异黄酮类,二氢异黄酮类,查耳酮类,二氢查耳酮类,花青素,黄烷-3-醇,黄烷,双苯吡酮,橙酮[1]。
黄酮类化合物广泛分布于各种药用植物中,是许多中华民族医药的有效成分。
例如,槲皮素和芦丁的抗炎活性在20世纪20年代就被证实,并广泛的应用于临床;二氢黄酮橙皮苷和新橙皮苷具有良好的抗过氧化物和抗DNA损坏的功能,而大多数的黄酮类物质均具有抗肿瘤作用[2]。
对黄酮类物质的研究始于对各类黄酮的提取分离和活性机制研究,目前已知的具有生物活性的黄酮类化合物有很多,其活性主要包括抗心血管疾病、抗肿瘤、抗氧化、抗炎(抑制环氧合酶和脂肪氧化酶),抗病毒,抗菌等[3]。
下面详细介绍黄酮类化合物的各种生物活性以及相关机制。
1.黄酮的抗心血管疾病活性人体内的氧自由基通过氧化LDL,损伤血管内壁细胞,导致血管动脉粥样硬化。
由于黄酮具有很好的清除氧自由基的作用,因此能防止血管的动脉粥样硬化,对血管系统的维护也有很大的影响。
有学者报道,有规律的摄取含黄酮的食物,能有效的减少老年冠心病的死亡率[2]。
对正常的麻醉犬静脉注射葛根素,发现其血压短暂而明显地降低,也可降低清醒自发性高血压大鼠的血压,可见葛根素对正常动物和高血压动物都有一定的降压作用[4]。
2.抗炎活性环氧合酶和脂肪氧化酶在炎症反应中起重要的作用。
黄酮类化合物的抗炎机制可能是其抑制了这两种酶的活性,并且有效的清除炎症反应所产生的代谢产物,如花生四烯酸,前列腺素等。
罗布麻叶中黄酮类化合物的抑菌作用研究摘要:目的:探究罗布麻中黄酮类化合物抑菌作用。
方法:采用纸片扩散法观察抑菌效果,测定抑菌圈直径,以抑菌圈的直径作为评价标准。
结果:粪肠球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌对罗布麻叶中的黄酮类化合物低度敏感,金黄色葡萄球菌、肺炎双球菌对罗布麻叶中的黄酮类化合物敏感性相对较弱。
结论:罗布麻叶黄酮类化合物对大肠杆菌、肺炎双球菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、粪肠球菌无明显的抑制作用。
关键词:罗布麻;黄酮;抑菌罗布麻(Apocynum venetum,AV,又名野麻、红麻)罗布麻,又名夹竹桃麻、茶花麻、茶棵子等,属夹竹桃科,属多年生根的野生草本植物,能够在干旱的沙漠,半沙漠化土壤中生长,并且具有耐旱、耐寒、耐盐碱性,且能防风固沙,在黄河口地区分布广泛,其性微寒,味苦甘,具有很高的药用价值[1],其产品具有一定的医疗保健功能和抗菌作用。
早期研究表明,罗布麻叶中的提取物具有雌激素样作用,还有防治心血管疾病、抗肿瘤、抗氧化、增强免疫等多种药理活性[2-5]。
目前,一些学者对罗布麻进行了研究,罗布麻的抑菌性能得到了学者们的广泛关注,但对罗布麻的抑菌性能产生的原因缺乏深入的研究。
据目前国内外的研究现状,人们对罗布麻的抗菌性能和抗菌机理还没有一个明确的答案和准确的认识,甚至没有一个对罗布麻叶的抗菌性能进行测试的标准方法,并且由于抗生素的滥用,导致大量细菌发生了变异,对抗生素产生了抗药性。
本课题就是在前人研究的基础上[6-9],对罗布麻叶的抗菌性能进行深入的研究,并对罗布麻的抗菌机理进行探讨,为将来开发天然抗菌药物做理论基础。
1.材料与设备1.1 材料与试剂1.1.1 主要试剂95%乙醇,氯仿,无水乙醇,丙酮,乙醚,硫酸亚铁溶液,6mmol/L水杨酸,50mmol/L Tris-HCl缓冲液5.0mmol/L邻苯三酚溶液,0.2mol/L磷酸缓冲液(pH6.6),1%铁氰化钾溶液,0.1%三氯化铁,肝素钠,过氧化氢溶液,15%三氯乙酸,0.67%硫代巴比妥酸均购自上海生工有限公司。
黄酮类化合物是植物在长期自然选择过程中产生的一些次级代产物,广泛存在于蔬菜、水果、牧草和药用植物中[1]。
目前,已于5000多种植物中发现了8000多种黄酮类化合物,主要有黄酮及黄酮醇类,二氢黄酮及二氢黄酮醇类,异黄酮及异黄酮醇类,花色素类,黄烷醇类,查耳酮类,双黄酮类及其他黄酮类。
黄酮类化合物药理作用广泛,具有保护心血管系统、抗癌、抗炎、抗氧化、抗自由基、抗菌、抗病毒、镇痛等作用。
笔者就近年来其药理作用研究进展作一综述。
1抗癌作用黄酮类化合物主要是通过抑制癌细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡、促进抑癌基因表达、抗致癌因子、干预肿瘤细胞信号转导等途径来实现抗癌作用。
Billard等[2]研究表明,黄酮类化合物Flavopiridol可通过抑制诱导型一氧化氮合酶(iNOS的表达,降低NO生成,进而诱导慢性B淋巴细胞白血病细胞凋亡,其主要作用于S期与G2期,并能够与细胞周期依赖型抗肿瘤药物产生协同作用。
Haddad等[3]考察了26种黄酮类化合物对前列腺癌LNCaP细胞及PC-3细胞增殖的抑制作用,结果发现多数黄酮类化合物在低浓度下都有抑制癌细胞增殖的作用。
兰英等[4]研究表明,皮多甲氧基黄酮类成分可显著诱导人肝癌细胞株SMMC-7721、HepG2凋亡,这可能与该成分作用于肿瘤细胞增殖周期G2/M期,且能使G0/G1期细胞趋于同步化相关。
Handayani等[5]研究表明,大豆异黄酮提取物可显著抑制前列腺癌PC-3细胞增殖,可通过下调白介素-8(IL-8表达,减少细胞周期蛋白A(cyclin A表达,并将细胞周期阻断在G2/M期,从而抑制肿瘤的转移。
2抗氧化、清除自由基作用黄酮类化合物有很强的还原性,可清除各种自由基,发挥显著的抗氧化作用。
贾东辉等[6]研究表明,从构树叶中提取的黄酮,具有明显的抗氧化活性,且其抗氧化活性随着提取物浓度的增加而逐渐增强。
单等[7]研究表明,橙皮苷具有较强清除活性氧能力。
胡琴等[8]发现根黄酮在体外具有明显的抗氧化能力,能有效清除羟自由基和超氧阴离子,抑制丙二醛的氧化作用。
黄酮类化合物药理作用研究进展摘要:阐述了黄酮类化合物的药理作用机制,并对其研究进行了综述及展望。
关键词:黄酮类化合物;药理作用黄酮类化合物是植物次生代谢产物,它广泛存在于高等植物及羊齿植物的根、茎、叶、花、果实等中[1],以游离态或与糖结合为苷的形式存在,不仅数量种类繁多,而且结构类型复杂多样,表现出多种多样的药理活性。
能防治心脑血管系统的疾病和呼吸系统的疾病,具有抗炎抑菌、降血糖、抗氧化、抗辐射、抗癌、抗肿瘤以及增强免疫能力等药理作用。
黄酮类化合物的生理活性与其独特的化学结构密切相关,随着对其构效关系的深入研究,发现了部分药理作用的作用机制,为其在医药、食品领域的应用提供了理论依据,加快了黄酮类化合物的开发和利用。
1 黄酮类化合物的结构与分类黄酮类化合物(flavonoids),又名生物类黄酮化合物(bioflavonoids),以前主要是指基本母核结构为2-苯基色原酮(2-phenyl—chromones)类化合物,目前则泛指两个具有酚羟基的苯环(A和B)通过中央三碳链相互连结而成的一系列化合物[2,3](图1)。
依据中央三碳链的氧化程度、B环连接位置(2-位或3-位)以及三碳链是否成环等特点,可将主要的黄酮类化合物分为黄酮类、异黄酮类、查耳酮类、花色素类以及黄烷酮类等[4]。
2 药理作用2.1 防癌抗癌作用黄酮类化合物主要通过三种途径来达到防癌、抗癌的作用,即抗自由基作用、直接抑制癌细胞生长和抗致癌因子等[5].物理化学等致癌因子导致自由基在体内富集,引起脂质过氧化,破坏细胞的DNA从而引发癌症.黄酮类化合物是自由基猝灭剂和抗氧化剂,能有效地阻止脂质过氧化引起的细胞破坏,起到防癌、抗癌的作用[6].在对槲皮素抗自由基作用的研究中发现,槲皮素在m mol/L浓度时就具有抗癌作用,是有效的自由基捕获剂和抗氧化剂。
槲皮素可通过三种形式起到抗自由基的作用,即与超氧阴离子结合减少氧自由基的产生;与Cu2+、Fe3+、Mn2+络合阻止羟自由基的形成;与脂质过氧化(ROO)反应抑制脂质过氧化的反应[7]。
黄酮类化合物生物学活性研究进展一、本文概述黄酮类化合物,作为一大类具有广泛生物活性的天然产物,自发现以来便受到了研究者们的广泛关注。
这类化合物广泛存在于自然界的植物中,特别是在一些药用植物和果蔬中含量丰富,如柑橘、苹果、大豆、茶叶等。
黄酮类化合物因其独特的化学结构和生物活性,在抗氧化、抗炎、抗肿瘤、心血管保护等方面展现出潜在的应用价值。
近年来,随着科学技术的不断发展,黄酮类化合物的生物学活性研究取得了显著的进展。
越来越多的研究表明,黄酮类化合物在预防和治疗多种疾病中发挥着重要作用。
本文旨在综述黄酮类化合物的生物学活性研究进展,重点介绍其在抗氧化、抗炎、抗肿瘤、心血管保护等方面的最新研究成果,以期为黄酮类化合物的进一步研究和应用开发提供参考。
通过回顾和分析近年来的相关文献,本文将从黄酮类化合物的结构特点、生物活性机制、以及其在不同疾病模型中的应用等方面展开论述。
本文还将探讨黄酮类化合物在实际应用中面临的挑战和未来的发展方向,以期为黄酮类化合物的深入研究和应用开发提供新的思路和方法。
二、黄酮类化合物的生物学活性黄酮类化合物,广泛存在于自然界中的一大类多酚化合物,因其独特的化学结构和生物活性,近年来在生物医学领域引起了广泛关注。
黄酮类化合物具有多种生物学活性,包括抗氧化、抗炎、抗肿瘤、心血管保护等作用,对人类的健康具有重要影响。
黄酮类化合物表现出强大的抗氧化活性。
它们能够清除体内的自由基,从而防止自由基引发的氧化应激反应,保护细胞免受氧化损伤。
黄酮类化合物的抗氧化作用对于预防和治疗与氧化应激相关的疾病,如心血管疾病、神经退行性疾病等具有重要的潜在价值。
黄酮类化合物具有抗炎作用。
它们可以抑制炎症介质的产生和释放,减轻炎症反应,从而起到抗炎作用。
这种抗炎作用对于治疗慢性炎症性疾病,如风湿性关节炎、炎症性肠病等具有一定的疗效。
黄酮类化合物还具有抗肿瘤活性。
它们可以通过多种机制抑制肿瘤细胞的增殖和转移,诱导肿瘤细胞凋亡,从而起到抗肿瘤作用。
黄酮类化合物开发现状及趋势生物资源开发与利用112300003 林兵1 黄酮类化合物的简介黄酮类化合物(flavone)泛指两个具有酚羟基的苯环(A-与B-环)通过中央三碳原子相互连结而成的一系列化合物,其基本母核为2-苯基色原酮,结构中常连接有酚羟基、甲氧基、甲基、异戊烯基等官能团。
此外,它还常与糖结合成苷。
多数科学家认为黄酮的基本骨架是由三个丙二酰辅酶A和一个桂皮酰辅酶A生物合成而产生的。
经同位素标记实验证明了A环来自于三个丙二酰辅酶A,而B环则来自于桂皮酰辅酶A。
黄酮类化合物广泛存在于自然界中,数量之多列天然酚性化合物之首,属于植物在长期自然选择过程中产生的一些次级代谢产物。
主要存在于双子叶及裸子植物的叶、果、根、皮中;在植物中主要与糖结合成苷的形式存在。
黄酮类化合物可以分为:黄酮、黄酮醇、异黄酮、双氢黄酮、双氢黄酮醇、噢弄、黄烷酮、花色素、查耳酮、色原酮等10多个类别。
黄酮类化合物已达5000多种。
黄酮类化合物具有抗氧化、抗衰老、增强机体免疫力、抗癌、调解内分泌系统、调节心血管、抗炎、抗过敏、抑菌、抗病毒等多方面生物活性。
在医药、食品等领域应用广泛。
对该类化合物的研究已成为国内外医药界研究的热门课题,黄酮类化合物是一类具有广泛开发前景的天然药物。
2 黄酮类化合物的提取工艺目前,黄酮类化合物的传统提取方法主要有热水提取法、醇提法、碱性水或碱性稀醇提取法和其他有机溶剂萃取法等。
随着现代科学技术与仪器的发展,新型提取技术也应运而生,如微波提取法、超声波提取法、超临界流体萃取法、酶法提取和半仿生提取法等,并在研究与生产中广泛使用。
2.1 微波提取法目前,微波技术在人们的生产生活中应用越来越广泛。
微波提取法是一种外加物理场微波加热,透入内部的能量被物料吸收置换成热能对物料的加热,形成独特的物料受热方式的方法。
此法在黄酮类物质的提取上也取得了良好的效果,它在提取过程中具有操作时间短、溶剂消耗量少、有效成分得率高、不产生噪音,适用于热不稳定物质、受热均匀、反应高效性和强选择性等特点。
抑菌药的新进展之黄酮类化合物由于抗生素的滥用,病原菌日益广泛的耐药性已经成为21世纪个球公共11生面临的最严峻挑战之一。
【1】据统计,一种新的抗菌药物从研制到临床应用一般需要5一10年,而细菌产生耐药仅需2-3年因此,研发新的抗菌药物已经成为医药产业面临的迫切任务。
基于目前抗菌药物的研究现状,天然产物的抑菌作用受到了苷遍关注,尤其是黄酮类化合物,已经成为近年来研究的热点之一。
【2】大量文献证明,自然界中从低等植物到高等植物,源自植物的花、叶、种子、果实以及根、茎中提取的许多类黄酮,均具有抑菌作用【3-5】。
关于黄酮类化合物抑菌活性的研究也有较多综述。
1黄酮结构特征与分类黄酮类化合物是广泛存在于自然界的一大类化合物。
黄酮类化合物是指2个苯环(A环与B环)通过C3连接而成的一系列化合物,也就是具有C6-C3-C。
结构,并且是以2一苯基色原酮为母核的化合物现代研究证实,黄酮的基本骨架中A环源于3个丙二酰辅酶A,而B环由桂皮酰辅酶A生物合成而来。
【6】自然界中黄酮类化合物多以苷类形式存在,由于苷元不同,以及糖的种类、数量、连接位置和连接方式的不同,使自然界中形成了数目众多、结构各异的黄酮类化合物。
根据黄酮类化合物A环和B环中间的C3链的氧化程度、C3链是否成环等结构特征,可将黄酮类化合物分为:黄酮(flavone)、二氢黄酮(flavonone)、黄酮醇(flavonol)、二氢黄酮醇(flavanonol)、异黄酮(isoflavone)、二氢异黄酮(i sofla- vanone}、杳耳酮( ohaloone}、二氢杳耳酮( elihyelrochalcone )、橙酮(aurone) ,;w.色素(anthocvanidins)、黄烷-3一醇(flavan-3- Ol)、黄烷-3 , 4二醇(flavan-3 , 4-diol)、双苯毗喃酮(xanthone) 和双黄酮( hiflavonoids)等。
【7】黄酮类化合物的主要化学结构见图OO O(黄酮,flavonr)(查儿酮,chalcone)OOH OH O O(黄烷-3,4-二醇,flavan-3,4-diol)(异黄酮,isoflavone)2黄酮类化合物直接抑菌作用2. 1黄酮类化合物直接抑菌活性自20世纪60年代以来,关于天然产物中黄酮类化合物抑菌活性的研究报道日益丰富讲入21世纪后,特别是最近几年,对黄酮类化合物抑菌活性的研究更加广泛、深入有研究表明,某此从植物或蜂胶中获得的黄酮提取物具有很强的抑菌活性,其最低抑菌浓度(MIC)甚至小于1. 0mg/L。
【8-10】黄酮类化合物在抑菌作用方面表现出的良好活性,吸引了越来越多的科研人员开展相关研究李国章等。
【5】研究发现超临界CO2,萃取的桑椹子总黄酮提取物对细菌和霉菌均具有抑制作用,对细菌的抑制作用更强。
陈乃东等。
【4】还比较了不同提取溶剂对春花胡枝子总黄酮提取率及抑菌活性的影响。
柯昌松等。
【11】采用滤纸片法对从番石榴叶中得到的黄酮类化合物——榭皮素讲行了抑菌活性研究,发现榭皮素对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、志贺氏菌及枯草芽孢杆菌均有抑制作用,其中对大肠杆菌和沙门氏菌的抑制作用最强。
魏福华等。
【12】研究发现大豆异黄酮及其水解苷元对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽抱杆菌和沙门氏菌均有一定的抑菌活性,且存在浓度依赖效应,大豆异黄酮对革兰阳性菌的抑制效果优于革兰阴性菌。
2. 2构效关系研究总体来说,关于黄酮类化合物抑菌活性构效关系的研究报道相对较少。
2005年,Cushnie等【13】对此前黄酮类化合物抑菌活性构效关系的研究讲行了综述近年来,对于黄酮化合物抑菌活性的构效关系有了更为深入的研究从结构特征上可以发现,杳耳酮(包括二氢杳耳酮)具有其他黄酮类化合物所没有的C3链开环结构虽然很多研究结果表明,对开环结构的杳耳酮具有活性增益效果的结构单元对其他黄酮类化合物同样具有增效作用,但是为了更为清晰地阐明黄酮类化合物抑菌活性的构效关系,本文仍将黄酮类化合物分为杳耳酮(包括二氢杳耳酮)和其他黄酮类化合物分别讲行阐述。
2. 2. 1 杳耳酮类对于A环:综观前人研究可以发现,A环的羟基化及亲脂性对杳耳酮的抑菌活性很重要Avila等。
【14】研究证明,杳耳酮A环的2‘位的羟基化能增强其抑菌活性,并发现这种增效作用可能是通过促进杳耳酮结构稳定性而间接实现的Liu X L等。
【15】发现,A环4‘位的羟基化也能提高杳耳酮的抑菌活性Alvarez M D等【16】研究表明,A环其他位置的羟基化也能提高杳耳酮的抑菌活性Avila【14】和Batovska等。
【17】的研究都表明,A环的亲脂性对于杳耳酮的抑菌活性很重要A环上3‘位的异戊二烯基取代能显著增强杳耳酮的抑菌活性,而A环2‘位的乙酰氧基化或甲氧基化以及A环3‘和5‘位的氟取代都会降低杳耳酮的抑菌活性但奇特的是,Nielsen 【18】发现A环4‘位的碳基化能提高杳耳酮的水溶性近60倍,却对其抑菌活性影响很小。
对于B环:在B环4位上的取代对于杳耳酮的抑菌作用十分重要Nowakowska等【19】研究表明,B环4位上的C6链烷基取代、哌啶基取代或羟基取代能增强杳耳酮的抑菌活性Batovska等【17】研究表明,相对于A环的亲脂性,杳耳酮B环上的羟基化对其抑菌活性的增效作用并不明显B环3位或5位上的三氟甲基或三溴甲基取代也能提高杳耳酮的抑菌活性。
2.2.2 其他黄酮类化合物对于A环:7位上0-酰基取代【20】或0一烷胺基取代【21】都能提高这类黄酮化合物的抑菌活性Smeikal等【22】研究表明,A环5位上的羟基化对增强黄酮类化合物的抑菌活性同样重要Li H Q等【23】发现A环的6位或者8位上的亲脂性取代基团也能增强黄酮类化合物的抑菌活性。
对于B环上取代基的构效关系研究相对较少Sme-ikal 【22】等的研究表明,B环上的甲氧基取代会削弱黄酮类化合物的抑菌活性。
对于C环,3位上的羟基化能增强黄酮类化合物的抑菌活性。
越来越多的研究表明,3位上的0-酰基取代或0-烷基取代能增强黄酮类化合物的抑菌活性【24-25】。
Muehal等【26】研究表明,C环4位上的0被s或N取代,能明显增强黄酮类化合物的抑菌活性。
2. 3作用机制研究至此,有研究者认为黄酮类化合物抑菌作用机制可以扩展为5种:一是损伤细菌细胞质膜;二是抑制细菌核酸的合成;三是抑制细菌的能量代谢;四是抑制细菌细胞壁的合成;五是抑制细菌细胞膜的合成。
【27】但是,上述大多数研究只是针对一、两个化合物讲行的因此,在很长一段时间里,对于黄酮类化合物是否:1.每种不同结构的黄酮类化合物具有其独立抑菌作用机制;2.忽所有的黄酮类化合物都有多途径的抑菌作用机制;3.所有的黄酮类化合物都具有同样的单一途径抑菌作用机制,仍然还有争论。
【27】3黄酮类化合物的协同抑菌作用3. 1黄酮类化合物的协同抑菌活性研究近年来,有很多关于黄酮类化合物增强抗生素抑菌活性的研究报道尽管研究所采用的方法不尽相同,但是都通过部分抑菌浓度指数(FICI)分析表明,黄酮类化合物对抗生素抑菌活性的增效作用是真正的协同作用而非简单的加和作用【28-30】。
在所有黄酮类化合物中,黄烷-3 -醇类化合物的抑菌协同作用最受关注,也研究的最为深入Stanleton等【31】研究发现没食子酰基黄烷-3醇类,如(一)一表儿茶素没食子酸酯能够增强β-内酰胺类抗生素对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌( MRSA)的抑菌活性约512倍。
农朝赞等【32】研究证实黄酮类化合物与大环内酯类抗生素具有协同抗菌作用,其作用机制可能是两者化学结构上具有互补性,有望成为药物工业生产抗菌新药的根据。
3. 2构效关系研究相对于直接抑菌作用,黄酮类化合物协同抑菌作用的构效关系研究还较少。
然而,关于黄烷-3 -醇的研究结果明确证实,没食子酰基或没食子酸酯基团对于黄烷-3一醇增强β-内酰胺酶对MRSA的抑制活性至关重要【31】。
另外,有研究表明,在A环5位、7位以及B环上的羟基化对于黄酮类、黄酮醇类、黄烷酮或黄烷-3 -醇类化合物增强异烟肼对结核分枝杆菌( Mycobacterium tuberculosis)的抑菌活性具有重要作用【28】。
3. 3作用机制研究研究表明,没食子酰黄烷-3 -醇可能通过减弱细菌细胞壁磷壁酸的D一丙氨酰化作用,或致使青霉素结合蛋白2a( PBP2a)失活及离位,从而实现对β-内酰胺抑菌活性的调节【33-34】。
其作用机制可能是抑制了PBP2a的表述或促进了黄烷-3 -醇与肤聚糖的结合【35】。
对于其他黄酮类化合物,如黄酮、异黄酮、黄酮醇、黄烷酮等,有研究表明,这些化合物可能通过导致细菌细胞外排泵失活,或干扰细胞质膜稳定性,或阻断PBP2a的合成,或抑制拓扑异构酶活性等途径来增强β-内酰胺类抗生素的抑菌活性。
【36-37】4黄酮类化合物对细菌致病性的影响4. 1抑制分选酶的活性许多革兰阳性菌的表面蛋白都是经讨分选酶的催化作用而组装、锚定到细胞壁上,由于表面蛋白在病原菌的致病性方面起关键作用,所以分选酶有可能成为降低革兰阳性菌致病性的重要药物靶标。
【38】Kane等【39】在细胞水平上研究了桑色素对金黄色葡萄球菌分选酶A和分选酶B的活性,结果表明,经桑色素处理后,金黄色葡萄球菌与纤维蛋白原的结合能力明显下降,进而导致其致病性明显减弱。
同时还表明,桑色素对细菌分选酶的抑制作用是特异性的。
这也证明,对分选酶的抑制作用可能是黄酮类化合物(如黄烷3-醇,黄烷酮)抑制革兰阳性菌感染的重要途径.4. 2中和细菌毒素细菌毒素在细菌致病性方面发挥着重要作用,甚至在细菌本身死亡后细菌毒素仍能发挥作用最新研究表明,黄酮类化合物能够中和细菌毒素从而抑制细菌致病性。
Choi等【40】通过体内、体外试验证实,儿茶素多聚体能够中和金黄色葡萄球菌毒素Oh等【41】研究表明,异黄酮也能中和细菌毒素,如经过金雀异黄素( genistein)处理过的HeLa细胞能够防御创伤弧菌( Vibrio vulnificus)毒素RtxAl 的损伤。
动物试验也证实,金雀异黄素对创伤弧菌在CD-1小鼠体内感染也有一定的保护作用此外,Delehanty等【42】研究表明,儿茶素和表儿茶素的聚合物能够中和内毒素即脂多糖( LPS)。
并且在脓毒性休克的发展早期,类黄酮化合物能阻断LPS和其受体TLR4/MD2, CD14之间的相互作用。
4. 3抑制致病因子的分泌金黄色葡萄球菌致病性与其分泌相关的酶和毒素密切相关最近研究表明,黄酮类化合物能够抑制这些致病因子的分泌Shah等【43】通过检测处理过的金黄色葡萄球菌上清液对血浆的凝固能力及对红细胞的溶解能力,发现表儿茶素没食子酸酯能够抑制细菌凝固酶和毒素的分泌。