提高黄酮类化合物生物利用度方法的研究
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黄酮类药物的肠吸收的生物利用度天津医科大学药学院08级孙振华 2008072204[摘要]黄酮类化合物大量存在于植物界中, 具有广泛的药理作用, 可预防及治疗癌症、心脑血管疾病、骨质疏松等。
口服给药后, 大量黄酮类化合物存在生物利用度低的现象。
黄酮的吸收和代谢水平依不同细胞而异, 但主要受到胞内代谢的水平和它们从细胞中向外转运速度的影响。
随着近年来研究工作的开展, 越来越多黄酮与外排转运体或代谢酶的相互作用被逐渐揭示出来。
研究表明, 肠上皮细胞的ATP-依赖性外排转运体如P-糖蛋白( P-g p)和细胞内的Ⅱ相代谢酶( UGT 等) 是影响黄酮肠吸收的主要因素[1]。
综述了ATP-依赖性外排转运体与代谢酶的协同作用, 黄酮类化合物对二者功能的调节作用等, 以期为提高黄酮的生物利用度和临床合理利用提供理论依据。
[关键词]黄酮; 吸收; 代谢;外排转运体;I,II相代谢;生物利用度。
1.黄酮在胃肠道和肝脏中的吸收和代谢胃肠道是黄酮吸收过程中非常重要的部位, 现在已经清楚表明胃肠道在多酚进入肝脏循环系统之前的代谢中起了非常重要的作用。
小肠中的空肠和回肠细胞主要把黄酮以苷的形式从肠腔面转运到门静脉(含有B 环的黄酮也可能以O-甲基化的形式转运)[2]。
一般认为, 黄酮苷类相对分子质量比较大,水溶性和脂溶性都不好,很难靠被动扩散透过小肠上皮细胞。
因此, 黄酮苷需要先被位于肠细胞、肠腔内的酶或肠道菌群代谢成为苷元才能被吸收。
目前, 黄酮苷类在吸收机制方面主要有以下几种可能性: ( 1)主动转运, 即位于小肠肠壁上皮细胞膜上的Na+ 依赖葡萄糖转运载体( sodium dependent glucose transporter, SGLT) 有可能介导黄酮的转运过程。
但现阶段研究中只有报道槲皮素-4-β-葡萄糖苷和槲皮素-3-葡萄糖苷的吸收与SGLT1有关[3], 其他黄酮都暂无报道。
(2)水解成苷元后再被吸收。
黄酮类化合物是一类广泛存在于植物中的天然产物,具有多种生物活性和生理功能。
生物利用度是指药物或营养物质被人体吸收和利用的程度。
黄酮类化合物的生物利用度可能受到多种因素的影响,例如:
1. **化学结构**:黄酮类化合物的结构差异可能影响其溶解性、稳定性和吸收性,从而影响生物利用度。
2. **溶解性**:良好的溶解性有助于黄酮类化合物在胃肠道中被溶解和吸收。
3. **饮食因素**:食物的成分和消化过程可能影响黄酮类化合物的吸收。
4. **个体差异**:个体的生理状态、肠道菌群等因素可能导致对黄酮类化合物的生物利用度有所不同。
提高黄酮类化合物生物利用度的方法包括优化制剂、选择合适的给药途径、与其他成分配合使用等。
研究黄酮类化合物的生物利用度对于开发有效的药物和功能性食品具有重要意义。
黄酮类化合物抗氧化作用机制研究进展一、本文概述黄酮类化合物,作为一类广泛存在于自然界中的多酚类化合物,因其独特的结构和生物活性,受到了科研人员的广泛关注。
其中,抗氧化作用是黄酮类化合物生物活性的重要组成部分,其在防止氧化应激、延缓衰老、预防和治疗慢性疾病等方面具有显著效果。
本文旨在综述黄酮类化合物抗氧化作用机制的研究进展,以期为黄酮类化合物的深入研究和应用开发提供参考。
文章将首先回顾黄酮类化合物的基本结构和分类,明确其抗氧化作用的理论基础。
然后,从多个层面探讨黄酮类化合物的抗氧化机制,包括但不限于直接清除自由基、调节氧化还原信号通路、诱导抗氧化酶的表达等。
文章还将关注黄酮类化合物在细胞、动物模型以及人体中的抗氧化作用及其可能的应用领域。
文章将总结当前研究的不足和未来可能的研究方向,以期推动黄酮类化合物抗氧化作用机制的深入研究,为黄酮类化合物的应用和开发提供理论支持和实践指导。
二、黄酮类化合物的抗氧化性质黄酮类化合物是一类广泛存在于自然界中的多酚类化合物,具有显著的抗氧化活性。
其抗氧化作用主要源于其独特的化学结构,特别是分子中的酚羟基,这些基团能够稳定自由基,从而中断自由基链式反应,防止脂质过氧化等氧化损伤的发生。
清除自由基:黄酮类化合物可以通过提供氢原子与自由基反应,将其转化为稳定的产物,从而清除体内的自由基,如超氧阴离子、羟自由基和过氧化氢等。
螯合金属离子:黄酮类化合物中的酚羟基可以与金属离子发生螯合作用,从而阻止金属离子参与氧化反应,如铜离子和铁离子等。
抑制氧化酶活性:黄酮类化合物可以抑制一些与氧化应激相关的酶活性,如黄嘌呤氧化酶、脂氧合酶和磷脂酶A2等,从而减少氧化产物的生成。
调节抗氧化酶活性:黄酮类化合物还可以上调一些抗氧化酶的活性,如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶等,增强细胞的抗氧化能力。
黄酮类化合物还可以通过影响信号通路、基因表达和蛋白质功能等多种方式发挥抗氧化作用。
黄芩中黄酮类化合物药理学作用研究进展一、本文概述黄芩,作为中国传统中药的瑰宝,自古以来就在中医药理论中占据重要地位。
黄芩的药用价值主要来源于其含有的黄酮类化合物,这些化合物具有多种药理学作用,如抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗菌等。
随着现代科学技术的进步,对黄芩中黄酮类化合物的药理学作用研究不断深入,为黄芩在临床治疗中的应用提供了更为科学的依据。
本文旨在综述近年来黄芩中黄酮类化合物的药理学作用研究进展,以期为黄芩的进一步开发利用和临床应用提供理论支持。
本文将首先介绍黄芩及其黄酮类化合物的概述,包括黄芩的生物学特性、黄酮类化合物的种类及结构特点等。
然后,重点综述黄酮类化合物在抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗菌等方面的药理学作用及其机制。
还将对黄芩中黄酮类化合物的提取分离方法、含量测定以及药代动力学等方面的研究进展进行简要概述。
对黄芩中黄酮类化合物的临床应用前景及存在的问题进行展望,以期为其在医药领域的深入研究和应用开发提供参考。
二、黄芩黄酮类化合物的提取与分离黄芩黄酮类化合物作为黄芩的主要活性成分,其提取与分离技术的研究对于深入理解其药理学作用具有重要意义。
近年来,随着科学技术的进步,黄芩黄酮类化合物的提取与分离方法得到了不断的优化和创新。
提取方法:黄芩黄酮类化合物的提取主要采用有机溶剂提取法、水提法、超声波提取法、微波提取法以及超临界流体萃取法等多种方法。
其中,有机溶剂提取法因其操作简便、提取效率高等优点而被广泛应用。
然而,由于有机溶剂可能对人体和环境造成危害,因此,寻求环保、高效的提取方法仍是研究的热点。
分离技术:黄芩黄酮类化合物的分离主要依赖于色谱技术,包括硅胶柱色谱、聚酰胺柱色谱、大孔树脂柱色谱等。
近年来,随着色谱技术的不断发展,高效液相色谱(HPLC)、超高效液相色谱(UPLC)以及液相色谱-质谱联用(LC-MS)等技术在黄芩黄酮类化合物的分离中得到了广泛应用。
这些技术不仅提高了分离效率,而且有助于化合物的准确鉴定。
黄酮类化合物生物学活性研究进展黄酮类化合物是一类天然产物,具有多种生物活性,如抗氧化、抗炎、抗肿瘤等。
近年来,随着人们对黄酮类化合物研究的深入,其潜在的生物学活性及作用机制逐渐被揭示。
本文将综述黄酮类化合物生物学活性的研究现状、常用研究方法及未来展望,以期为相关研究提供参考。
黄酮类化合物是一类广泛存在于植物、水果和蔬菜中的天然产物,主要分为黄酮、黄酮醇、二氢黄酮、二氢黄酮醇等几类。
这些化合物具有多种生物活性,如抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗菌等,被广泛应用于保健品、药品和化妆品等领域。
抗氧化活性:黄酮类化合物具有强大的抗氧化作用,可有效清除体内的自由基,减缓衰老过程。
研究还发现,黄酮类化合物对某些慢性病如癌症、心血管疾病等具有一定的预防作用。
抗炎活性:黄酮类化合物具有抗炎作用,可有效缓解炎症反应,减轻疼痛。
研究显示,黄酮类化合物可通过抑制炎症介质释放、抗氧化等途径发挥抗炎作用。
抗肿瘤活性:黄酮类化合物具有抗肿瘤作用,可抑制肿瘤细胞的生长和分化。
研究表明,黄酮类化合物可通过调节细胞周期、诱导细胞凋亡等方式发挥抗肿瘤作用。
其他生物活性:黄酮类化合物还具有抗菌、抗病毒、抗过敏等生物活性,可有效预防和治疗相关疾病。
然而,目前对黄酮类化合物生物学活性的研究还存在一些问题。
由于黄酮类化合物的化学结构多样,其生物学活性的发挥可能受到多种因素的影响,如物种、剂量、作用时间等。
因此,需要进一步深入研究不同因素对黄酮类化合物生物学活性的影响。
目前对黄酮类化合物的作用机制研究尚不透彻,需要加强对其作用机理的研究,以便为相关疾病的预防和治疗提供理论依据。
由于黄酮类化合物的提取和纯化过程较为复杂,目前的研究多集中于体外实验和动物模型,对人体的临床研究相对较少。
因此,未来需要在加强基础研究的同时,推动相关药物的开发和临床试验研究。
基因克隆技术:通过基因克隆技术,可以了解黄酮类化合物对相关基因表达的影响,进一步揭示其生物学活性的作用机制。
黄酮类化合物的结构修饰及生物活性研究进展黄酮类化合物是一类具有重要生物活性的化合物,被广泛用于药物研究和开发领域。
其分子结构中含有苯环和吲哚环,具有多种生物活性,如抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗菌等作用。
在过去的几十年中,针对黄酮类化合物的结构修饰及生物活性的研究取得了很多重要进展。
黄酮类化合物的结构修饰主要是通过改变其苯环和吲哚环的取代基或者增减其环的数量,来获得更好的生物活性或药理活性。
在这方面,许多研究者进行了深入的探索和实践,取得了很多有意义的发现。
一些研究表明,通过在苯环或者吲哚环的特定位置引入不同的取代基可以显著改变黄酮类化合物的生物活性。
也有研究发现通过改变不饱和度或者环的大小也可以影响其生物活性。
值得一提的是,一些研究者还通过对黄酮类化合物的结构进行立体化学修饰来获得更好的药理活性。
立体化学修饰通常包括手性中心或者手性诱导基的引入,这种修饰可以显著改变分子的立体结构,从而影响其在生物体内的活性。
一些手性黄酮类化合物被证明具有更高的生物利用度和更好的药理效果。
除了结构修饰外,黄酮类化合物的生物活性研究也是一个备受关注的领域。
许多研究者致力于发现新的生物活性,并研究其作用机制。
一些研究表明,某些黄酮类化合物具有抗衰老和抗氧化的作用,可以通过调节细胞内的氧化还原平衡来发挥作用。
也有研究表明,一些黄酮类化合物具有抗肿瘤和抗炎作用,可以通过抑制肿瘤细胞增殖或者调节炎症因子来发挥作用。
黄酮类化合物的结构修饰及生物活性研究取得了很多重要的进展,为进一步开发新型的药物提供了重要的理论支持和实验依据。
随着科学技术的不断进步,相信在不久的将来,将会有更多更好的黄酮类化合物问世,为人类健康事业作出更大的贡献。
【2000字】。
黄酮类化合物的结构修饰及生物活性研究进展
黄酮类化合物常见于植物中,其结构包含苯并吡喃醇骨架,具有多样的生物活性,如
抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗血栓等。
为了改善这些化合物的药理活性以及生物利用度,许
多研究进行了结构修饰。
一种常见的结构修饰是选择性取代。
由于黄酮类化合物具有丰富的官能团,如羟基、
甲氧基、羰基等,因此可以通过取代这些官能团来进一步改变这些化合物的活性。
例如,
通过在7-OH和4'-OH位置引入酰基、醇基或羟基,可以提高其抗氧化的活性。
而在3-位置引入氨基甲酸酯等取代基则可以增强黄酮类化合物的抗肿瘤活性。
另一种常见的结构修饰是改变其环的大小和骨架结构。
黄酮类化合物的骨架有双环、
三环、四环等不同的大小,可以通过改变其环的大小和不同的合成方法来合成新的化合物。
例如,通过环扩、环收缩等反应可以得到很多新颖的黄酮类化合物。
此外,还可以通过构建杂环环境等方法来进一步改变黄酮类化合物的结构,提高其生
物利用度和药理活性。
例如,将异噁唑环等异构体引入黄酮类化合物中,可以提高其抗炎
和抗菌活性。
同时,引入含氮的杂环环境还可以增强黄酮类化合物的抗氧化活性。
黄酮类化合物的结构修饰及生物活性研究进展
黄酮类化合物是一类广泛存在于植物中的天然产物,具有多种生物活性,如抗氧化、抗炎、抗菌、抗肿瘤等。
传统的黄酮类化合物存在一些不足之处,如生物利用度低、药代动力学性质差等,对黄酮类化合物进行结构修饰已成为研究的热点。
一种常见的结构修饰方法是合成含有活性基团的黄酮衍生物。
这些活性基团可以增强黄酮类化合物的生物活性,并改善药物的药代动力学性质。
引入糖基可以增加黄酮类化合物的溶解度和稳定性,提高其生物利用度。
引入硝基、氨基、甲基等基团可以增强黄酮类化合物的抗氧化活性或抗炎活性。
除了引入活性基团外,还可以通过改变黄酮类化合物的骨架结构来进行结构修饰。
可以通过改变环上的氧原子位置或引入杂环来改变黄酮类化合物的生物活性。
研究表明,一些新型的黄酮类化合物具有更强的抗肿瘤活性或抗菌活性。
结构修饰还可以通过组合黄酮类化合物与其他活性物质来进行。
将黄酮类化合物与靶向药物或化疗药物组合可以提高药物的抗肿瘤活性。
近年来,一些研究还发现,结合黄酮类化合物与多肽或蛋白质可以产生协同作用,提高药物的治疗效果。
黄酮类化合物的结构修饰可以通过引入活性基团、改变骨架结构或与其他活性物质组合来实现。
这些结构修饰方法可以提高黄酮类化合物的生物活性,并改善药物的药代动力学性质。
未来的研究应重点关注结构修饰对黄酮类化合物活性的影响,以及修饰后化合物的药代动力学性质和毒理学特性,以期开发出更有效、安全的黄酮类药物。
黄酮类化合物的生物转化研究进展GAO Lan;LIU Ji-hua【摘要】黄酮类化合物广泛存在于高等植物及蕨类植物中,以黄酮醇和黄酮最为常见,具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗肿瘤及降血糖等多种生理活性.芸香苷、橙皮苷、儿茶素、水飞蓟素、黄芩苷等多种黄酮类药物已应用于临床.但部分黄酮类成分溶解性较差、生物利用度低,因此对黄酮类化合物的结构修饰已成为研究的热点.生物转化拥有反应条件温和、高效、环保及立体选择性强等优势,在天然产物的结构修饰中应用越来越广泛.文章分别综述了微生物转化及以植物细胞为载体的生物转化在黄酮中的应用,以期为黄酮类化合物的进一步研究提供参考.【期刊名称】《南京晓庄学院学报》【年(卷),期】2018(034)006【总页数】5页(P56-60)【关键词】黄酮类化合物;微生物转化;植物细胞转化【作者】GAO Lan;LIU Ji-hua【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】R284黄酮类化合物(flavonoids)存在于多数的维管植物的叶、根、茎、花和果实中[1],具有多种生理活性,如苦荞黄酮具有较好的抗氧化活性[2-3],大豆黄酮具有增强免疫调节作用[4],芦丁具有抗衰老和抗疲劳作用[5],黄芩茎叶总黄酮具有降血脂作用[6],甘草黄酮具有抗菌、抑菌作用[7],芹菜苷配基具有诱导肿瘤细胞凋亡和抗炎的作用[8-10]等.根据三碳链的氧化程度、B环连接位置以及三碳链是否环合等结构特点,黄酮类化合物可分为二氢黄酮(醇)类、黄酮(醇)类、异黄酮类、黄烷类、花青素类、查尔酮类、二氢查尔酮类、橙酮类、异橙酮类、双黄酮类及黄酮苷类等类型[11].虽然黄酮类化合物具有广泛的药理活性,但其中部分成分溶解性较差,生物利用率低[12-13],因此对黄酮类化合物进行结构修饰,寻找新的先导化合物,已成为当今研究的热点.目前,黄酮类化合物的生物转化研究主要包括微生物转化及基于植物组织细胞培养的生物转化等[14-15].微生物转化(microbial transformation)是利用微生物的作用进行某种化学反应的过程,其本质为利用微生物产生的一种或几种酶作为生物催化剂,将一种物质(底物)转化成为另一种物质(产物)而进行的化学反应[16].生物转化反应具有选择性强、催化效率高、反应条件温和、反应种类多样以及环境污染小等优点[17],其常见的反应类型有:氧化还原反应、水解反应、缩合反应、酰基化反应等[18].基于植物组织细胞培养的生物转化[19],与微生物转化相比,其独特之处在于植物中具有多种特异酶,可催化产成多种新型化合物.因此,生物转化对黄酮类药物的研制及生产具有重要推动作用.近年来,生物转化技术被广泛用于天然化合物的合成、结构修饰和改造、药物前体化合物的转化及药物代谢机制研究等,是获得结构新颖、独特、低成本、低毒性和高活性药物的重要途径[20].本文对微生物转化及基于植物组织细胞培养的生物转化在黄酮类化合物结构修饰中的应用进行了总结.1 微生物转化在黄酮类化合物研究中的应用1.1 新型活性化合物的发现利用微生物转化的方法对黄酮类化合物进行结构修饰,结合药理活性的筛选方法,可以增加天然活性先导化合物的来源,改善黄酮类化合物的生物活性.Sordon等[21]用酵母Rhodotorula glutinis对柚皮素(Naringin)、橙皮素(Hesperidin)、白杨素(Poplar)、木犀草素(Luteolin)进行微生物转化,转化产物分别为6,8-二羟基柚皮素、8-羟基橙皮素、8-羟基白杨素和8-羟基木犀草素.Luo和王敏等[22-23]利用黄曲霉Aspergillus flavus ATCC 30899、雅致小克银汉霉Cunninghamella elegans CICC 40250及雷斯青霉Penicillium raistrickii ATCC 10490对补骨脂二氢黄酮甲醚(bavachinin)进行转化,黄曲霉和小克银汉霉均可产生羟基化衍生物(R)-2,3-二羟基-补骨脂二氢黄酮甲醚,雷斯青霉可将其还原为补骨脂二氢黄酮醇甲醚,两个转化产物均为首次发现,并表现出一定的抗肿瘤活性.Tronina等[24]发现赭曲霉Aspergillus ochraceus能够催化黄腐酚(xanthohumol)形成一个新的橙酮类化合物(Z)-2″-(2″-羟基异丙基)-二羟基呋喃[4基呋喃-的橙酮类化合物(hr二羟基-4-甲氧基橙酮,其抗氧化活性为黄腐酚的8.6倍,是抗坏血酸维生素C的2.3倍.邬建国等[25]从61株食药用真菌中筛选到槐角异黄酮(Sophorae isoflavones)有效生物转化菌株裂褶菌Schizophyllum commune DS1,该菌株能够转化槐角异黄酮生成染料木素和异樱黄素,相较于槐角异黄酮,转化产物对人乳腺癌细胞MCF-7(ER+)的增殖具有更强的抑制作用.研究证明,大豆异黄酮(Soybean isoflavone)的苷元较其糖苷雌激素活性要高[26],马达等[27]利用大豆异黄酮糖苷酶高效产酶菌株Absidia sp.R水解大豆异黄酮为苷元,染料木苷和大豆苷转化成染料木素和大豆苷元,酶解后的大豆异黄酮雌激素活性有较大幅度的提高.1.2 微量黄酮类成分的制备部分黄酮类天然活性物质在植物中含量极微,传统的药材提取方法进行分离制备试剂及药材消耗大,化学合成法反应复杂且成本高,不利于工业化制备[28].因此,利用微生物及其产生的酶对活性物质前体进行生物转化,可获得产物结构单一,立体选择性强的产物,对微量黄酮类成分的制备具有重要意义.8-异戊烯基柚皮素(8-Prenylnaringeni,8PN)是啤酒花中的痕量成分,是一种具有显著雌激素作用的异戊二烯基黄酮[29].8PN是异黄腐酚(Isoxanthohumo,IXN)脱甲基后的产物,傅明亮等[30]研究发现爪哇正青霉(Eupenicillium javanicum AS3.5706)具有转化IXN生成8PN的能力,并对调控生物转化的关键酶进行了初步研究,建立了生物转化体系中O-脱甲基酶酶活测定方法,优化生物转化参数,该转化反应转化效率较高,在底物加入量为3.4 g/L时,转化得率可达到66.2%.许多药物在哺乳动物体内的代谢产物与微生物转化产物相似,因此在一定程度上可以利用微生物转化模拟药物在哺乳动物体内的代谢过程,同时为体内代谢成分的大量制备提供技术支持.高霞等[31]在体外用蜗牛酶酶解体系(含有纤维素酶、果胶酶、淀粉酶、蛋白酶等20多种酶)水解淫羊藿总黄酮(Total flavonoids of Epimedium),并将水解产物与淫羊藿总黄酮在人体肠道内的代谢产物进行对比,期望构建一个新型的淫羊藿总黄酮仿生酶解给药系统.研究发现淫羊藿主要黄酮类成分淫羊藿苷、朝藿定A、朝藿定B、朝藿定C可在2 h内被蜗牛酶转化为宝藿苷Ⅰ、箭藿苷A、箭藿苷B和鼠李糖基淫羊藿次苷Ⅱ,并随着水解时间的延长被继续水解.几种主要酶解产物与肠道代谢产物一致,说明蜗牛酶酶解体系可在一定程度上模拟淫羊藿总黄酮在人体肠道内的代谢途径.1.3 提高生物利用度部分黄酮类化合物存在水溶性差的弊端,制约着其临床应用.利用微生物转化可引入特定亲水性基团,如羟基等,增加其水溶性,提高生物利用度.葛根素(puerarin)临床上主要应用于心绞痛、高血压、β-受体高敏症和视网膜阻塞等疾病的治疗[32],但是由于其水溶性较差,临床应用时需加入高浓度丙二醇做助溶剂,这不仅使过滤纯化过程更为复杂,增加成本,而且致使用药安全性降低.为方便应用,需要改善葛根素溶解性和生物利用度.2007年,Ye等[33]利用哈茨木霉Trichoderma harzianum CGMCC1523菌株转化葛根素形成3′-羟基葛根素,与葛根素相比,其水溶性增加113倍,去除自由基的能力提高了20倍.黄酮类化合物主要以黄酮糖苷的形式广泛分布于自然界,少部分以游离态的苷元形式存在[34-35].大部分的黄酮糖苷在人体内不能通过小肠壁进入血液,而是需要利用肠腔内益生菌(如乳酸菌和大肠杆菌)产生的水解酶,经过去糖基化反应后,转化成苷元才能被吸收进入血液.黄酮苷元的膜渗透性强,容易透过肠黏膜细胞,相对于黄酮糖苷更易被人体吸收.因此,制备黄酮类化合物的苷元是提高其在人体内吸收率的重要途径[36].刘萍等[37]报道沙棘黄酮(seabuckthorn flavone)糖苷经过α-鼠李糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶、纤维素酶、果胶酶、α-淀粉酶组成的复合酶预处理后,再用柚苷酶水解可获得高含量的黄酮苷元,转化率达85%以上,显著提高了苷元型沙棘黄酮的含量,从而很大地提高了沙棘黄酮类物质的生物活性及生物利用率.吴鹏等[38]利用α-鼠李糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶、纤维素酶、果胶酶、α-葡萄糖淀粉酶等将银杏叶总黄酮(ginkgo flavones)提取物生物转化为苷元型黄酮,再将苷元型黄酮以及其他成分分离,建立植物茎叶酶法处理和糖苷黄酮生物转化苷元黄酮的一体化耦合工艺,产品苷元黄酮含量高于72.56%.王志磊等[39]报道了菌株Aspergenus niger B2所产β-葡萄糖苷酶可在30 min内将各种中药糖苷类底物完全转化为相应苷元,表明该酶能够高效水解不同的中药糖苷类底物,具有较好的应用潜力.姚轶俊等[40]建立纤维素载体固定化β-葡萄糖苷酶系统,用于黑豆浆中大豆异黄酮去糖基化反应,通过HPLC检测其转化效率,表明该系统可以在30 min内利用含酶载体将50 ml黑豆浆中的大豆异黄酮全部转化为去糖基化产物,适用于工业化生产.同时,伴随着现代生物技术的发展,生物转化研究中又融入了各种新兴技术,例如固定化细胞和原生质体转化、双水相转化、超临界流体技术、有机介质中微生物转化以及磁场和超声处理等新技术[41-42],这不仅提高了转化效率,而且使得人们能够更深层次地探知其反应机理.2 植物组织细胞转化在黄酮类化合物研究中的应用植物组织细胞转化分为植物悬浮细胞培养和利用固定化植物细胞作为反应体系两种,1)植物悬浮细胞培养是利用悬浮植物细胞将前体化合物转化为目的化合物的一种方法,即:取游离愈伤组织细胞,将其悬浮在液体培养基中,使其繁殖生长,同时加入前体化合物,利用悬浮细胞代谢对化合物结构进行改造,细胞收获后需用超声破碎、有机溶剂提取等方法,提取代谢产物;2)用固定化植物细胞作为反应体系是在液体悬浮细胞的基础上发展而来,主要利用离子交换、聚合、微囊化等作用,将植物细胞包埋在硅藻酸盐和琼脂等多聚物的网孔内[43],再用交联剂对细胞进行渗透交联处理,提高其通透性[44].将其生物转化后利用一些不影响细胞活性,同时可提高膜通透性的溶剂,如二甲基亚砜、细胞色素C、溶血卵磷脂和十六烷基三甲基溴化铵等将胞内产物释放出来,该方法具有条件温和、细胞可重复使用、成本较低等特点.尹云泽[45]利用植物组织细胞生物转化的方法,对黄酮类化合物进行定向异戊烯基化反应,获得生物活性更强的异戊烯基黄酮类化合物.他分别建立桑树、柘树和苦参细胞悬浮体系,并对12个不同种类的黄酮化合物进行生物转化研究.结果表明,柘树培养细胞转化白杨素得到两个异戊烯基化产物,经鉴定为8-C-(3,3-dimethylallyl)chrysin和5-hydroxy-6″,6″-dimethylchromeno-(7,8,2″,3″)flavone;桑树培养细胞转化染料木素得到一个异戊烯基化产物,经鉴定为wighteone.3 小结及展望黄酮类化合物是自然界广泛分布的一大类天然产物,其结构类型的多样性和生物活性的广谱性,已成为国内外研究开发的热点课题.将生物转化技术融入黄酮类化合物的研究在很大程度上加速了中药新药的开发和中药现代化的进程.目前,对黄酮的微生物转化主要集中在利用水解酶将黄酮苷转化为黄酮苷元,以增强药理活性和提高生物利用度.这些转化反应改善了黄酮类化合物溶解性差、生物利用度低的问题.但是,微生物转化在黄酮结构修饰中的应用仍存在一些问题,比如对生物转化机制的研究尚待深入,有关生物转化底物的立体选择性、规律性的研究较少,难以达到有目的地定向转化.纵观全局,绝大部分研究工作仍停留在实验室阶段,缺乏工业化生产的范例,且原始创新项目少.因此,针对以上问题有目的地进行研究,可有效促进生物转化技术在黄酮类化合物中的应用.【相关文献】[1]唐浩国.黄酮类化合物研究[M].北京:科学出版社,2009.[2]李丹,肖刚,丁霄霖.苦荞黄酮抗氧化作用的研究[J].食品科学,2001,22(4):22-24.[3]Escriche I, Kadar M, Juan-Borrás M, et al. 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黄酮类化合物的生物转化研究进展赖剑峰;杨荣玲;刘学铭【摘要】黄酮类化合物具有抗氧化、抗肿瘤、抗癌等生理活性,但该类化合物存在脂溶性或水溶性较差、生物利用率低、稳定性不好等缺点.利用生物转化方法对其进行结构修饰,可改善其溶解性,增强其生理活性及稳定性.对近年来黄酮类化合物生物转化中的水解、酯化、糖基化等几种重要的生物催化反应进行了综述,并对发展前景进行了展望.【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2013(040)004【总页数】4页(P95-98)【关键词】黄酮类化合物;生物转化;生物催化【作者】赖剑峰;杨荣玲;刘学铭【作者单位】广东省农科院蚕业与农产品加工研究所/广东省农产品加工重点实验室/省部共建国家重点实验室培育基地,广东广州510610【正文语种】中文【中图分类】Q586黄酮类化合物(fiavonoids)是一类广泛分布于植物体内的低分子多酚类物质,在植物体内多以游离态或与糖结合成苷的形式存在。
此类化合物普遍具有抗氧化[1]、抗肿瘤、抗癌[2]、抗炎、镇痛、护肝[3]、抗菌、抗病毒、防止动脉硬化等多种生物活性[4]及药理作用,然而大部分天然黄酮存在脂溶性或水溶性差、生物利用度低、稳定性不好等缺点。
因此,在植物来源的黄酮类活性先导物的基础上,研究其化学结构与生物活性的关系,进而对其进行结构修饰研究,使其更广泛更好地应用于食品、化妆品和药品等领域[5],已成为目前研究的热点。
由于黄酮类化合物是一类活泼的化合物,结构上存在多个羟基,且环境相似,故采用化学方法直接修饰时区域选择性差,易产生大量的副产物且分离困难;若采用基团保护及脱保护等措施,则存在步骤繁多、耗时长、引入试剂多、环境不友好等缺点。
而利用生物转化的方法对黄酮类化合物进行结构修饰可有效地克服以上缺点。
生物转化法条件温和,能在常温下高效催化反应,且区域选择性高,可根据需要合成特定结构的黄酮衍生物,并且工艺简单、环境友好。
黄酮类物质生物转化的反应类型多种多样,常见的反应主要有去糖基化、酯化、糖基化、甲基化。
提高黄酮类化合物生物利用度方法的研究摘要】黄酮类化合物是运用广泛的多酚类物质,具有不同的生物活性,包括抗氧化、抗高血压、抗肥胖病、抗病毒、免疫调节等作用,通过消化吸收改善人们的身体素质[1]。
然而,低生物利用度已成为其作为药物或保健品的障碍,低生物利用度在各个阶段都可能发生,包括消化、吸收、分布、代谢阶段,而受分子结构影响最强,本文着重阐述了生物利用度在消化方面的影响因素。
【关键词】黄酮类化合物;生物利用度;酶【中图分类号】R37 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2016)20-0371-02糖尿病的流行使人们关注碳水化合物的消化,并建立对餐后高血糖的解决策略,在此背景下,黄酮类化合物可延迟葡萄糖的吸收,从而在消化阶段抑制碳水化合物相关酶的活性,在上消化道,α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶都是碳水化合物在人类消化阶段的关键酶,α-淀粉酶是由唾液腺、胰腺分泌,可快速将淀粉消化为单糖;α-葡萄糖苷酶由小肠上皮细胞分泌,可催化二糖主要是蔗糖和麦芽糖及其他低聚糖水解为单糖[2]。
一些多酚类物质尤其是黄酮,可通过在黄酮类结构进行羟基化、甲基化、糖基化、酯化等抑制这些酶的活性,从而推迟葡萄糖的吸收。
体内研究确认了黄酮类化合物与碳水化合物的相互作用影响了黄酮类化合物的生物利用度,人类饮食研究表明,通过食用富含碳水化合物的食物时会增加黄酮类化合物的吸收。
黄酮类化合物可通过与脂肪酶的相互作用而影响脂肪的消化吸收,进一步影响生物利用度[3]。
胰脂肪酶在食用富含脂肪饮食后对三酰基甘油的消化吸收具有重要作用,膳食脂肪只有在被脂肪酶水解后才能被吸收,胰脂肪酶具有50%~70%的解脂活性,而胃脂肪酶只有10%~30%的解脂活性。
有报道说多酚类物质通过抑制脂肪酶作用而抗肥胖,事实上一些富含多酚类的植物提取物对脂肪酶并没有抑制作用。
由黄酮类化合物的油水分配系数可知,其有稳定乳剂的作用,这确保了必要化合物不与脂肪区分开来并从细胞漂走,并且允许渗透入粘液层,因此,更多的膳食油可增加黄酮类化合物的吸收,因为在高脂饮食后在胶束区增加了胆汁盐的分泌。
黄酮类化合物生物改性及活性的研究进展肖咏梅;李明;毛璞;袁金伟【摘要】Flavonoids are secondary metabolites of plants. In general, most flavonoids are combined with glucosides and have extremely complex molecular structures. In the nature, these flavonoids have a variety of biological activities, such as anti-oxidation, anti-virus, anti-tumor, scavenging free radicals and so on, however, due to poor solubility and stability of flavonoids, their bioavailability is limited. It has become a hot spot to modify the structure of flavonoids by biocatalytic methods to improve their water solubility or lipid solubility. In this paper, several methods for the modification of the biological structures of flavonoids at home and abroad and the biological activities of modified flavonoids were reviewed in recent years.%黄酮类化合物是一种植物生长的次级代谢产物,一般大多数黄酮类化合物与糖苷相结合,使其具有较复杂的分子结构.在自然界中,黄酮类化合物具有抗氧化性、抗病毒、抗肿瘤、清除自由基等多种生物活性,但是由于黄酮类化合物溶解性差,稳定性不好等导致其生物利用率低.利用生物催化的方法对黄酮类化合物结构进行修饰改变它们的水溶性或脂溶性、赋予黄酮类化合物特殊功能已经成为研究热点.综述了近年来国内外对黄酮类化合物进行生物改性的几种方法以及结构修饰对黄酮类化合物生物活性的影响.【期刊名称】《河南工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2019(040)002【总页数】10页(P123-131,139)【关键词】黄酮类化合物;生物改性;生物活性【作者】肖咏梅;李明;毛璞;袁金伟【作者单位】河南工业大学化学化工与环境学院, 河南郑州 450001;河南工业大学化学化工与环境学院, 河南郑州 450001;河南工业大学化学化工与环境学院,河南郑州 450001;河南工业大学化学化工与环境学院, 河南郑州 450001【正文语种】中文【中图分类】TS201.20 引言黄酮类化合物是一种广泛存在于植物体内的次级代谢的多酚类化合物[1],主要是由2 个苯环(A环和B 环)与3 个碳原子桥连所形成的C6-C3-C6化合物(图1)。
提高黄酮类化合物生物利用度方法的研究
发表时间:2016-07-29T16:23:14.580Z 来源:《医药前沿》2016年7月第20期作者:蒋兴黄芳
[导读] 带电荷的粒子,如花青素,单独与粘液吸附不能进入细胞,除非被胆汁盐覆盖或形成混合胶束,不过这需要进一步的研究。
蒋兴黄芳
(中国药科大学中药学院江苏南京 211198)
【摘要】黄酮类化合物是运用广泛的多酚类物质,具有不同的生物活性,包括抗氧化、抗高血压、抗肥胖病、抗病毒、免疫调节等作用,通过消化吸收改善人们的身体素质[1]。
然而,低生物利用度已成为其作为药物或保健品的障碍,低生物利用度在各个阶段都可能发生,包括消化、吸收、分布、代谢阶段,而受分子结构影响最强,本文着重阐述了生物利用度在消化方面的影响因素。
【关键词】黄酮类化合物;生物利用度;酶
【中图分类号】R37 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2016)20-0371-02 糖尿病的流行使人们关注碳水化合物的消化,并建立对餐后高血糖的解决策略,在此背景下,黄酮类化合物可延迟葡萄糖的吸收,从而在消化阶段抑制碳水化合物相关酶的活性,在上消化道,α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶都是碳水化合物在人类消化阶段的关键酶,α-淀粉酶是由唾液腺、胰腺分泌,可快速将淀粉消化为单糖;α-葡萄糖苷酶由小肠上皮细胞分泌,可催化二糖主要是蔗糖和麦芽糖及其他低聚糖水解为单糖[2]。
一些多酚类物质尤其是黄酮,可通过在黄酮类结构进行羟基化、甲基化、糖基化、酯化等抑制这些酶的活性,从而推迟葡萄糖的吸收。
体内研究确认了黄酮类化合物与碳水化合物的相互作用影响了黄酮类化合物的生物利用度,人类饮食研究表明,通过食用富含碳水化合物的食物时会增加黄酮类化合物的吸收。
黄酮类化合物可通过与脂肪酶的相互作用而影响脂肪的消化吸收,进一步影响生物利用度[3]。
胰脂肪酶在食用富含脂肪饮食后对三酰基甘油的消化吸收具有重要作用,膳食脂肪只有在被脂肪酶水解后才能被吸收,胰脂肪酶具有50%~70%的解脂活性,而胃脂肪酶只有10%~30%的解脂活性。
有报道说多酚类物质通过抑制脂肪酶作用而抗肥胖,事实上一些富含多酚类的植物提取物对脂肪酶并没有抑制作用。
由黄酮类化合物的油水分配系数可知,其有稳定乳剂的作用,这确保了必要化合物不与脂肪区分开来并从细胞漂走,并且允许渗透入粘液层,因此,更多的膳食油可增加黄酮类化合物的吸收,因为在高脂饮食后在胶束区增加了胆汁盐的分泌。
黄酮类化合物与蛋白质与蛋白水解酶的相互作用,也是研究最多的方面,这不仅降低了黄酮类化合物的生物利用度,同时也降低蛋白质自身的价值。
黄酮类化合物主要影响蛋白的亲和力,当在黄酮类化合物结构上增加羟基数量、甲基化、增加双键等都可改变黄酮类化合物与蛋白的亲和力。
当黄酮类化合物与食物蛋白结合时,其抗氧化作用降低,这与抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性是一个道理,因为酶本身就是蛋白质,因此,在运用黄酮类化合物作为抗肥胖病或抗糖尿病时必须注意高蛋白饮食可降低其功效这个问题。
对于肠道粘液层,是研究黄酮类化合物生物利用度的缺失环节,有两种方式可增加黄酮类化合物在肠道的吸收,黄酮苷去糖基化是其在肠道吸收前的重要一步,另一增加黄酮类化合物的生物利用度的成功策略是增加其亲水性,可通微乳、卵磷脂络合、聚乙烯吡咯烷酮分散等方式增加其亲水性。
关于粘液层粒子的渗透性研究表明,由胆汁盐所致的表面负电荷对于粒子穿过粘液层至关重要,带电荷的粒子,如花青素,单独与粘液吸附不能进入细胞,除非被胆汁盐覆盖或形成混合胶束,不过这需要进一步的研究。
由上可知,黄酮类化合物可与消化酶、食物相互作用,通过抑制其活性延迟葡萄糖的吸收;与食物蛋白相互作用降低黄酮类化合物的生物利用度;而与淀粉、脂肪相互作用则达到相反的作用效果。
另一方面,黄酮类化合物若有较高的水溶性可增加体内在肠道的吸收,尽管体外实验的结果相反,这可能是因为粘液层的存在组织了疏水化合物扩散到细胞。
【参考文献】
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