综述: 柚皮素：新一代免疫调节剂

大量研究表明,植物来源的黄酮类化合物具有广泛的生理活性和药理作用,日常摄取适量的黄酮类化合物能够显著降低许多疾病的发生.柚皮素作为一种自然界分布广泛的黄酮类化合物富含于水果、蔬菜、坚果、咖啡、茶和红酒等日常饮食中,与其他黄酮类化合物相比柚皮素易于胃肠道吸收、生物利用度高且安全剂量大.自2004年起我们对柚皮素调节免疫的分子机制进行了深入系统的研究.本文将重点介绍柚皮素作为一种新型免疫调节剂的研究进展.     

柚皮素合成关键基因表达水平对目标产物积累水平的量化影响

柚皮素是一种天然黄酮类化合物,具有抗炎、抗氧化、抗病毒、预防动脉粥样硬化等多种药理活性,也是其他黄酮类化合物合成的重要前体,具有重要的应用价值。目前,微生物法生产柚皮素等黄酮类化合物由于代谢通路不平衡等原因导致产量较低,在很大程度上限制了其工业应用。文中以一株产柚皮素的酿酒酵母菌株Y-01为研究对象,利用启动子和拷贝数控制柚皮素合成代谢途径关键酶4-香豆酸:CoA连接酶(4CL)、查尔酮合成酶(CHS)和查尔酮异构酶(CHI)编码基因的表达水平,考察这些基因的表达水平对目标产物积累水平的量化影响。结果表明,柚皮素产量与4CL或CHI编码基因的表达量之间关联性较低,而与chs基因的表达量存在显著的正相关性。通过调控chs基因的表达水平,获得一株高产柚皮素的酿酒酵母工程菌株Y-04,产量较出发菌株Y-01提高了4.1倍。研究结果表明,CHS是柚皮素合成过程的关键调控靶点,合理调控CHS表达可以显著促进酿酒酵母积累柚皮素。相关结果为采用代谢工程强化微生物合成柚皮素等重要黄酮类化合物提供了重要的理论参考。     

黄酮类化合物清除羟自由基(HO·)功能及其构效关系研究

本文采用体外实验的方法,系统地研究了八种黄酮类植物化学物槲皮素、异槲皮素、芦丁、橙皮素、橙皮苷、柚皮素、柚皮苷和淫羊藿苷对羟自由基(HO.)的清除作用及构效关系。结果表明,八种黄酮类化合物中,只有槲皮素、芦丁和异槲皮素对HO·有明显的清除作用,在浓度为260μM时其对HO·清除率分别为30.69%±0.06、13.70%±0.04和10.23%±0.03。构效比较结果表明:黄酮类化合物C环C3位羟基和B环3’-4’邻位二羟基是其清除HO.的重要功能基团。本研究为选择有效的能清除HO·的膳食黄酮类化合物用于预防和治疗相关疾病提供了一定实验基础和理论依据。     

关键酶泛素化位点对柚皮素生物合成的影响

黄酮类化合物具有多种生物活性,在食品、药品、化妆品等领域都有重要应用.柚皮素是多种重要黄酮类化合物生物合成的平台化合物.泛素化是蛋白质翻译后修饰的重要一环,参与调控细胞的生命活动.泛素化的蛋白质通过泛素-蛋白酶体系统降解,对维持细胞正常生理活动具有重要意义,对外源蛋白的表达和积累也可能具有显著影响.文中利用荧光双分子互...     

云南栘(木衣)(Docynia delavayi(Franch.)Schneid.)黄酮成分研究

本文首次对采自云南西双版纳的栘(木衣)树皮的主要成分进行了研究,从其乙醚提取物中分离出四种黄酮类化合物,通过NMR、MS和IR等波谱手段,鉴定出它们分别为:白杨素(Chrysin,Ⅰ),柚皮素(Naringenin,Ⅱ),槲皮素(Quercetin,Ⅲ)和广寄生甙(Avicularin,Ⅳ)     

柚皮素酰腙类衍生物的合成、体外抗氧化活性以及细胞毒性研究

柚皮素具有良好的抗氧化活性,但由于其生物利用率低,导致其应用受限。本文合成得到13种柚皮素的酰腙类衍生物,其中12种未被文献报道。采用ABTS、FRAP、DPPH 3种方法测定了合成衍生物与柚皮素的体外抗氧化活性。结果显示13种化合物的抗氧化活性均强于柚皮素,其中8种衍生物的体外抗氧化活性是柚皮素活性的3到6倍。细胞毒性实验中细胞存活率90%时,可认为化合物对细胞无抑制。8种化合物对HEK293细胞的细胞毒性实验结果显示,在0～25μmol/L浓度范围内,衍生物b、g、j、k、l对HEK293细胞存活率大于90%,其中衍生物g、k、l的浓度在0～50μmol/L时,HEK293细胞的存活率仍大于90%,而衍生物j在浓度高达100μmol/L时细胞存活率仍大于90%。研究结果为后期的抗氧化食品添加剂及抗氧化药物筛选提供理论依据。     

合成8二甲基异戊烯基柚皮素的人工酿酒酵母菌株构建

8二甲基异戊烯基柚皮素(8DN)作为生产黄酮类药物淫羊藿苷的重要前体,在医药合成领域具有重大应用潜力。由于其合成路径及相关基因的复杂性,目前主要通过饲喂8DN的直接前体(柚皮素、异黄腐酚等)的方式合成8DN,而在生物体内全合成8DN的研究工作还未见报道。为了实现8DN在酿酒酵母体内的生物全合成,通过组合筛选8DN前体物柚皮素合成所需的多种外源基因(TAL、4CL、CHS、CHI),获得30株柚皮素生产菌,发现不同来源的基因组合使柚皮素产量的具有明显差异(0.37~22.33mg/L)。并且利用Delta位点将较优的基因组合整合至酵母基因组,实现了稳定的柚皮素高产菌株(Sy BE_Sc02050031)构建。在此基础上进一步导入带有苦参来源的异戊烯基转移酶基因(N8DT)多拷贝质粒,实现8DN合成的完整反应过程,8DN的摇瓶发酵产量达到36.7μg/L。另外,通过关键限速酶N8DT的序列优化策略,发现截断定位信号肽序列的N8DT明显提高了从柚皮素到8DN这一关键反应的催化效果,8DN的产量提高到52.6μg/L(144.2%)。首次在酿酒酵母中成功构建高产8DN的生物全合成路径,为在微生物体内合成其他黄酮类天然产物提供了参考,具有重要的指导意义。     

水飞蓟来源黄酮3-羟化酶鉴定及黄杉素发酵优化

黄杉素是一种重要的黄酮类化合物,具有抗炎症、抗氧化等功效,在医药及保健品行业有着广泛的应用。黄酮3-羟化酶 (Flavanone 3-hydroxylase,F3H) 可以催化圣草酚合成黄杉素等3位羟基化的黄酮类化合物。一直以来,由于黄酮3-羟化酶催化效率低,使得利用微生物法合成黄杉素等多种3位羟基化黄酮的产量较低。文中从水飞蓟转录组中鉴定得到一个黄酮3-羟化酶SmF3H。发酵验证结果表明,SmF3H具有黄酮3位羟基化功能,且催化效率显著高于常用的来源于番茄 (Solanum lycopersicum) 的SlF3H。选取6个转录强度不同的启动子优化从黄酮前体柚皮素到黄杉素的合成途径,发现PGAL7启动子起始转录SmF3H时黄杉素合成产量最高,在摇瓶中产量达到695.90 mg/L;在5-L发酵罐上进行发酵优化,以柚皮素为底物发酵得到3.54 g/L黄杉素,是目前可见报道的最高产量。     

柚皮中的有效成分对人子宫颈癌Hela细胞增殖及凋亡的影响

目的探讨柚皮素或柚皮苷对人子宫颈癌Hela细胞增殖及凋亡的影响。方法柚皮素或柚皮苷(0.250、0.125、0.063g/L)作用于人子宫颈癌Hela细胞后,MTT比色法检测Hela细胞增殖活性和半数抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC50);流式细胞术检测柚皮素对Hela细胞凋亡的影响。结果柚皮素能抑制Hela细胞增殖,且呈剂量和时间依赖性,24、48和72hIC50值分别为0.24、0.11和0.07g/L;柚皮苷无抑制Hela细胞增殖的作用。柚皮素组(0.22g/L、0.11g/L、0.05g/L,作用48h)人子宫颈癌Hela细胞凋亡率高于对照组,差异有统计学意义(P=0.000239681,P=0.00012746,P=5.09328E-05,P0.01)。结论柚皮中黄酮类提取物具有抑制人子宫颈癌Hela细胞增殖作用,其中柚皮素作用明显,部分作用机制与诱导肿瘤细胞凋亡有关。柚皮苷无抗人子宫颈癌作用。     

柚皮素酶法结构修饰的研究进展

柚皮素具有多种生物活性,但是水溶性较差,植物中存在多种酶能够对柚皮素进行结构修饰,生成的柚皮素衍生物能够增加水溶性、提高生物利用度,甚至可以增强或者增加其生物活性。本文综述了在植物中部分对柚皮素具有活性的酶的来源、作用机理、应用情况及研究水平。     

华中冬青化学成分的研究

从华中冬青（Ｉｌｅｘ ｃｅｎｔｒｏｃｈｉｎｅｎｓｉｓ Ｓ．Ｙ．Ｈｕ）的叶片分离到９ 种黄酮类化合物：１ 种新化合物鉴定为３,５,５,７－四羟基二氢黄酮,命名为华中冬青黄酮（Ⅰ）;８ 种化合物鉴定为柚皮素（Ⅱ）、橙皮素（Ⅲ）、异樱花素（Ⅳ）、枸柑甙（Ⅴ）、橙皮甙（Ⅵ）、洋芹素（Ⅶ）、紫云英甙（Ⅷ）和野漆树甙（Ⅸ）。它们皆首次从该植物分得     

牛奶菜中黄酮类成分的研究

从牛奶菜(Marsdenia sinensis Hemsl)根中分离得到6个黄酮类化合物,经光谱分析确定其结构为:芹菜素(1),(2S)-柚皮素(2),木犀草素(3),异牡荆素(4),8-C-β-D-Glucopyranosyl apigeninidin(5),5,7-二羟基色原酮(6)。所有化合物均为首次从该植物中分离得到,同时对分离得到的单体化合物进行细胞毒活性测试,化合物1～5均表现出较强的细胞毒活性。     

水团花黄酮类成分及其体外抗病毒活性

从水团花乙醇提物的乙酸乙酯部位分离到6个黄酮类化合物,根据光谱数据分别鉴定为柚皮素（1）、圣草酚（2）、槲皮素（3）、柚皮素-7-O-β-D-葡萄糖苷（4）、圣草酚-7-O-β-D-葡萄糖苷（5）、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷（6）,化合物1、2,4和5为首次从该植物中分离得到。采用细胞病变抑制法（CPEr eductionassay）和MTT法测定化合物的体外抗病毒活性,结果显示,三个黄酮苷元1、2和3均具有不同程度的体外抑制呼吸道合胞病毒（RSV）和柯萨奇B3型病毒（CVB3）活性,反之,3个黄酮苷均不显示活性。     

高速逆流色谱法(HSCCC)分离制备香水莲花中的柚皮素

采用高速逆流色谱法对香水莲花中的黄酮类化合物进行了分离,溶剂系统为正己烷-醋酸乙酯-甲醇-水(体积比1∶1.2∶2∶1),上层为固定相,下层为流动相,流速2.0 mL/min,转速830 r/min,检测波长280 nm,进样量300 mg,分离出80 mg化合物C,经HPLC测定纯度98.6%,根据UV光谱、MS分析及1H-NMR、13C-NMR图谱分析结果,化合物C鉴定为柚皮素,该化合物为首次从该植物中分离得到,为香水莲花的开发应用提供了理论依据。     

柚皮素-7-O-乙酸酯和柚皮素-7-O-丙酸酯的制备及抗血小板聚集活性

为改善柚皮素的水溶性而不降低其抗血小板聚集活性,本文以柚皮苷为原料,经"4'位羟基苄基化-酸水解苷键-酰化-加氢脱苄基"四步反应,合成出柚皮素-7-O-乙酸酯和柚皮素-7-O-丙酸酯。两种衍生物在水中的溶解度分别为637.34±53.23μg/m L和59.74±4.81μg/m L,均高于柚皮素的溶解度。两种衍生物均对二磷酸腺苷诱导的兔体外和大鼠体内血小板聚集有显著的抑制活性,且抑聚率均高于柚皮素。实验结果表明,通过选择酰化柚皮素的7位羟基,引入含1~2个碳的短脂肪烃基链,能显著改善水溶性,提高抗血小板聚集活性。     

诱导紫云英根瘤菌nod基因表达的一些植物因子

利用柱层析,薄层层析和高压液相色谱从紫云英种子中分离并纯化对紫云英根瘤菌ｎｏｄ基因表达有诱导活性的成分,质谱鉴定为柚皮素。１９种类黄酮或非类黄酮化合物对此紫云英根瘤菌结瘤基因表达的诱导活性实验表明,紫云黄根瘤菌的结瘤基因可以应答多种诱导成分,除柚皮素外,还有类黄酮物质毛地黄黄酮,大豆素以及非类黄酮化合物７－羟基香豆素和葫芦巴碱。     

牡蒿内生真菌Pestalotiopsis uvicola GMH31固体发酵产物的分离鉴定

采用硅胶柱、凝胶柱等色谱技术及重结晶从牡蒿内生真菌Pestalotiopsis uvicola GMH31的固体发酵产物中分离纯化了10个化学成分,通过化合物波谱数据及理化性质鉴定它们的结构分别为胸腺嘧啶(1)、尿嘧啶(2)、木犀草素(3)、芦丁(4)、槲皮素(5)、香草酸(6)、原儿茶酸(7)、山奈酚(8)、染料木素(9)、柚皮素(10)。其中化合物1~10均为首次从P.uvicola中分离获得,化合物3~5、8~10为黄酮类化合物,化合物8对A2780/Taxol细胞耐药性的逆转作用相对较强。     

柚皮素通过Notch1/Hes1通路抑制肺癌干细胞增殖、迁移和分化

为探讨柚皮素对肺癌干细胞增殖、迁移和分化的分子机制,本研究应用免疫磁珠法分选肺癌干细胞(A549-CSCs),并通过流式细胞术进行表面分子的鉴定;通过CCK8法检测不同浓度的柚皮素(25μg/m L,50μg/mL, 100μg/mL)对肺癌干细胞(A549-CSCs)活力的影响,Transwell检测柚皮素对A549-CSCs细胞迁移能力的影响,Q-PCR检测柚皮素对肺癌干细胞分化相关因子Sox2和Oct4 m RNA表达的影响,Western blotting法检测柚皮素对细胞内Notch1和Hes1蛋白表达的影响。流式细胞术检测结果显示,A549-CSCs细胞表面分子CD133呈阳性表达,符合肺癌干细胞特征。CCK8结果显示,与对照组(control)比较,25μg/m L、50μg/mL、100μg/mL柚皮素处理A549-CSCs 24 h,细胞活力显著降低(p<0.05);Transwell检测结果显示,与对照组比较,不同浓度柚皮素处理组A549-CSCs迁移能力显著降低(p<0.05);定量PCR (real-time polymerase chain reaction, Q-PCR)结果显示,与对照组比较,柚皮素处理组细胞Sox2和Oct4 m RNA表达水平显著降低(p<0.05);蛋白质印迹法(Western blotting)结果显示,与对照组相比柚皮素处理组细胞Notch1和Hes1蛋白表达水平均降低。本研究发现柚皮素可能通过抑制Notch1/Hes1通路抑制肺癌干细胞增殖、迁移和分化。这为柚皮素治疗肺癌提供临床依据。     

人肠道产柚苷酶菌株分离、鉴定及其对柚皮苷的转化特性

【目的】从健康人肠道微生物菌群中分离能将柚皮苷高效转化为柚皮素的特定细菌菌株,对分离得到的菌株进行菌种鉴定并研究菌株对柚皮苷转化特性,目的是为柚皮素的高效生物合成提供新细菌资源。【方法】取健康人新鲜粪样,在厌氧工作站内培养24 h后进行梯度稀释并涂板,从板上挑取单菌落与底物柚皮苷进行厌氧培养,用高效液相色谱检测底物被转化情况。根据16S rDNA序列及相关生理生化特性分析,对所分离的柚皮苷转化菌进行菌种鉴定,并测定转化菌株对底物柚皮苷的转化动态和转化能力。【结果】从人肠道菌群中分离得到4株能将柚皮苷转化为柚皮素的细菌菌株,分别命名为AUH-JLD3、AUH-JLD7、AUHJLD104和AUH-JLD109。根据16S rDNA序列分析,结合形态学及相关生理生化特性等,将其分别鉴定为布劳特氏菌(Blautia sp.AUH-JLD3)、肠球菌(Enterococcus sp.AUH-JLD7)、拟杆菌(Bacteroides sp.AUHJLD104)和巴氏链球菌(Streptococcus pasteurianus subsp.AUH-JLD109)。转化动态研究结果表明,所分离的4株细菌菌株均能在12 h内将0.2 mmol/L底物柚皮苷转化为柚皮素;转化能力测定结果显示,菌株AUHJLD3、AUH-JLD7、AUH-JLD104及AUH-JLD109能够高效转化底物柚皮苷的最大浓度分别为0.2 mmol/L(平均转化率66.67%)、0.8 mmol/L(平均转化率86.49%)、0.2 mmol/L(平均转化率73.68%)以及1.6 mmol/L(平均转化率93.20%)。【结论】本研究首次从人肠道菌群中分离得到4株能将柚皮苷转化为柚皮素的细菌菌株,其中巴氏链球菌AUH-JLD109对底物柚皮苷转化能力最强。     

氨基酸和霉菌水提物对深层发酵桦褐孔菌菌丝体黄酮积累及其抗氧化活性的影响

黄酮类化合物是桦褐孔菌菌丝体中多酚类化合物的重要组成部分,也是该菌治疗众多疾病的有效成分之一。然而人工培养桦褐孔菌黄酮等酚类化合物积累甚少,导致药理活性的明显下降。为此,我们研究了3种氨基酸和4种霉菌水提物对深层发酵桦褐孔菌黄酮的积累及其抗氧化能力的影响。在所试验的3种氨基酸和4种霉菌水提物中,L-酪氨酸,黄曲霉和毛霉水提物能有效地增加该菌黄酮的积累。人工培养菌体中的黄酮至少由4种黄酮苷组成,苷元分别是槲皮素、柚皮素、山奈酚和异鼠李素。深层发酵菌丝体具有一定的抗氧化能力,并与总黄酮的含量呈正相关。由L-酪氨酸,黄曲霉和毛霉水提物调控生长的桦褐孔菌菌丝体,能有效地清除超氧阴离子、羟基自由基和DPPH自由基。