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山木瓜枝中抑制黄嘌呤氧化酶活性的化学成分研究



全 文 :基金项目:国家自然科学基金项目(编号:81173485,81303188,81303266) ;上海自然基金青年基金(编号:13ZR1462000) ;2013 年度上海晨
光计划(编号:13CG46)
作者简介:唐跃勋(1990. 05—) ,男,硕士研究生,研究方向:中药活性成分研究,E-mail:tangyuexun90@ 126. com
通信作者:付文卫(1970. 09—) ,男,博士,副研究员,研究方向:中药活性成分研究,E-mail:fu_wenwei@ 163. com
山木瓜枝中抑制黄嘌呤氧化酶活性的化学成分研究
唐跃勋1,2 祝伦伦1,2 张 洪1,2 谭红胜1,2 付文卫1,2
(1 上海中医药大学中药学院,上海,201203;2 中药创新药物研发上海高校工程研究中心,上海,201203)
摘要 目的:研究山木瓜枝中抑制黄嘌呤氧化酶活性的化学成分。方法:通过活性导向分离,筛选山木瓜枝中具有抑制黄
嘌呤氧化酶活性的粗提物及组分,采用多种色谱分离技术对活性部位进行系统分离,通过理化常数和光谱分析,结合相关
文献确定所得化合物的结构;并对所得化合物进行黄嘌呤氧化酶抑制活性的研究。结果:从山木瓜枝的乙酸乙酯部位分
离得到 6 个化合物,经鉴定分别为桑橙素(1)、4,6,3,4-tetrahydroxy-2-methoxybenzophenone(2)、2,4,6,3-tetrahydroxy-
benzo-phenone(3)、3,6,7-trihydroxy-1-methoxyxanthone(4)、2S,3S-3,5,7,3,5-pentahydroxyavane(5)、丁香酸(6) ;实验研
究证实化合物 1 对黄嘌呤氧化酶具有一定的抑制活性(IC50 = 28. 9 μM)。结论:从活性部位鉴定的 6 个化合物均为首次
从该植物中分离得到,其中化合物 1 是主要的活性成分。
关键词 山木瓜;化学成分;黄嘌呤氧化酶抑制活性;桑橙素
Xanthine Oxidase Inhibitors from The Twigs of Garcinia Esculenta
Tang Yuexun1,2,Zhu Lunlun1,2,Zhang Hong1,2,Tan Hongsheng1,2,Fu Wenwei1,2
(1 School of Pharmacy,Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,Shanghai 201203,China;2 Engineering
Research Center of Shanghai Colleges for TCM New Drug Discovery,Shanghai 201203,China)
Abstract Objective:To study the xanthine oxidase inhibitors from the twigs of Garcinia esculenta,and identify novel xanthine ox-
idase inhibitors. Methods:Bioassay-guided fractionation was used in the investigation of the extracts from the twigs of Garcinia es-
culenta,as well as means of column chromatography. The structures of the isolated compounds in the investigation were elucidated
by comprehensive NMR and MS spectroscopic data analysis,as well as compared with previously publications. The effects of the iso-
lated compounds on xanthine oxidase have been further investigated. Results:Six compounds were isolated from EtOAc fraction of
the twigs of Garcinia esculenta,and their structures were identified to be maclurin(1) ,4 6,3,4-tetrahydroxy-2-methoxybenzophe-
none(2) ,2,4,6,3-tetrahydroxybenzophenone (3) ,3,6,7-trihydroxy-1-methoxyxanthone (4) ,2S,3S-3,5,7,3,5-
pentahydroxyavane(5) ,syringic acid(6). Compound 1 showed moderate inhibition on xanthine oxidase activity with an IC50 value
of approximately 28. 9 μM. Conclusion:Compounds 1-6 were isolated from the plant,and the xanthine oxidase inhibitory effect of
compound 1 was reported for the first time.
Key Words Garcinia esculenta;Chemical Constituents;Xanthine Oxidase Inhibition;Maclurin
中图分类号:R284 文献标识码:A doi:10. 3969 / j. issn. 1673 - 7202. 2016. 07. 003
痛风是一种嘌呤代谢紊乱,尿酸产生过多或因
尿酸排泄不良而导致血中尿酸升高,尿酸盐结晶沉
积在关节滑膜、滑囊、软骨及其他组织,从而引起的
反复发作性的炎性疾病。其临床特点为高尿酸血
症。目前常用的治疗痛风和高尿酸血症的药物主要
是黄嘌呤氧化酶(XOD)抑制剂。临床上最常用的黄
嘌呤氧化酶抑制剂是别嘌呤醇[1]。然而由于严重的
不良反应,该药的使用受到了限制[2],因此寻找新
的、作用显著的、不良反应小的黄嘌呤氧化酶抑制剂
显得极为重要且迫切。另外,黄嘌呤氧化酶会对某
些疾病造成影响,包括缺血再灌注损伤、心肌梗死、
高血压、动脉粥样硬化等[3]。所以寻找新的黄嘌呤
氧化酶抑制剂不仅是抗痛风的需要,同时也会对治
疗其他某些疾病产生积极的影响。
藤黄属植物共有 450 余种,其中我国分布 22
种。本课题组对多种藤黄属植物的提取物进行了较
为系统的黄嘌呤氧化酶活性抑制筛选,结果显示山
木瓜枝 80%乙醇提取物的乙酸乙酯萃取部位具有
较强的抑制黄嘌呤氧化酶活性。乙酸乙酯萃取部位
经 MCI柱色谱分离得到的 30%,60%和 90%乙醇洗
脱部位(M1 ~ M3)均显示了一定的黄嘌呤氧化酶抑
制活性。课题组前期对 60%乙醇洗脱部位(M2)进
·0511· WORLD CHINESE MEDICINE July. 2016,Vol. 11,No. 7
行了较为系统的化学成分研究,从中分离得到多个
具有黄嘌呤氧化酶活性抑制活性的成分[4]。为进一
步探索山木瓜枝条中具有抑制黄嘌呤氧化酶活性的
成分,笔者对 30%乙醇洗脱部位(M1)进行了系统的
化学成分研究,从中分离得到 6 个化合物。通过理
化性质、光谱分析,结合相关文献,这些化合物分别
被鉴定为桑橙素(1)、4,6,3,4-tetrahydroxy-2-me-
thoxybenzophenone(2)、2,4,6,3-tetrahydroxy-benzo-
phenone (3)、3,6,7-trihydroxy-1-methoxyxanthone
(4)、2S,3S-3,5,7,3,5-pentahydroxyavane(5)和丁
香酸(6) ,实验证实化合物 1 对黄嘌呤氧化酶具有一
定的抑制活性(IC50 = 28. 9 μM)。本次研究发现和
鉴定的 6 个化合物均首次从该植物中分离得到。
1 材料与仪器
1. 1 药材 山木瓜枝,于 2010 年 8 月采自云南省
怒江市,经云南中医学院周元川教授鉴定为藤黄属
植物山木瓜(G. esculenta Y. H. Li. ) ,标本存放于上
海中医药大学中药创新药物研发上海高校工程研究
中心(编号:No. 20100801)。
1. 2 药 品 与 试 剂 黄 嘌 呤 氧 化 酶 (批 号:
No. 27093203,Oriental Yeast 公司) ;别嘌呤(Tokyo
Chemical Industry 公 司 ) ;黄 嘌 呤 (批 号:
No. TGG4402,Wako Pure Chemical Industries 公司) ;
DMSO(Sigma-Aldrich公司) ;其他所有化学药品、盐
酸、PBS等均购于国药集团。别嘌呤及受试化合物
纯度高于 98%。
1. 3 仪器与填料 核磁共振波谱仪用 Bruker AV-
400 型核磁共振波谱仪(TMS 为内标) ;ESI-MS 和
HR-ESI-Q-TOF-MS 分别用 Agilent 6210 ESI-TOF 和
Agilent 6520 ESI-Q-TOF 质谱仪;高效液相色谱仪采
用 Waters 2535 高效液相色谱仪(色谱柱采用
Xbridge C18 column;4. 6 mm × 250 mm,5 μm) ;薄层
色谱硅胶板和柱色谱硅胶均为青岛海洋化工厂生
产;凝胶 Sephadex LH-20 为 GE Healthcare BioSci-
ences AB;反相 C18柱(50 μm,YMC)。
2 方法
2. 1 山木瓜枝不同极性提取物和 M1 组分的制备
山木瓜枝不同极性提取物 S1 ~ S4 由石油醚、乙酸
乙酯和水等不同极性溶剂制备得到。制备方法如
下[4]:干燥的山木瓜枝 4 kg,粉碎后用石油醚提取得
石油醚提取部位(S1) ,药渣继续用体积分数 80%的
乙醇回流提取,滤液减压浓缩至浸膏。浸膏加水悬
浮后用乙酸乙酯萃取,得乙酸乙酯萃取部位(S2)和
水萃取部位(S3) ,药渣继续用蒸馏水回流提取得水
提部位(S4)。其中 S2 经 MCI 柱色谱,经 30%乙醇
洗脱,得到 30%乙醇洗脱部位 M1。
2. 2 山木瓜枝不同极性提取物及 M1 组分抑制黄
嘌呤氧化酶活性试验[5]
2. 2. 1 溶液的配制 缓冲溶液配制:精密称取
KH2PO4 0. 478 0 g,K2HPO4·3H2O 3. 473 0 g,加入
纯净水约 240 mL,定容至 250 mL即得含 75 mmol·
L -1磷酸根离子,pH 7. 4 的磷酸盐缓冲液(PBS)。
底物的配制:精密称取黄嘌呤适量,加入 PBS,
定容,配成黄嘌呤浓度为 150 μM 的底物溶液,底物
溶液新鲜配制,现配现用。
酶液配制:取黄嘌呤氧化酶适量,加入 PBS,定
容,配成 0. 1U的黄嘌呤氧化酶溶液。
供试药物的配制:精密称取适量供试品,用适量
二甲基亚砜(DMSO)溶解,于 - 20 ℃避光保存。用
时用 PBS稀释至所需浓度。DMSO含量低于 5%。
2. 2. 2 山木瓜枝不同极性提取物 S1 ~ S4 和 M1 组
分抑制黄嘌呤氧化酶活性试验 本试验采用别嘌呤
作为阳性对照,将供试样品溶液、阳性对照溶液及空
白溶液(空白为 PBS)各 50 μL、酶液 30 μL、PBS 70
μL依次加入 96 孔板,37 ℃孵育 15 min 后,加入底
物 60 μL启动反应,在 295 nm 处,每隔 15s 读数 1
次,记录吸光度 A,共计 3 min。每组平行设置两个
复孔。抑制率(%)可通过样品组及空白组 A 值的
变化,用下列公式计算:抑制率(%)= (1 - A样品 /
A空白)/100。取两个复孔的平均值即为样品的抑制
率。
2. 3 提取和分离 30%乙醇部位(M1,6 g)经硅胶
柱色谱,用二氯甲烷-甲醇(v /v,30 ∶ 1→1 ∶ 1)梯度洗
脱,得到 F1 ~ F4 共 4 个组分。F1 组分经 Sephadex
LH-20 甲醇纯化,得到化合物 2(8 mg) ;F2 组分经
Sephadex LH-20 甲醇纯化,得到化合物 3(15 mg) ;
F3 组分经 Sephadex LH-20 甲醇分离,TLC 薄层制备
(v /v,CH2Cl2:MeOH =10∶ 1)得到化合物 1(17 mg) ,
4(3 mg) ,5(6 mg) ;F4 组分经 HPLC 制备(v /v,
CH3CN∶ H2O = 42∶ 58)得到化合物 6(7 mg)。
2. 4 化合物 1 ~ 6 对黄嘌呤氧化酶抑制活性的评价
方法同 2. 2. 2,测试分离所得的 6 个化合物体外抑
制黄嘌呤氧化酶活性。
3 结果
3. 1 结构鉴定 化合物 1:黄色粉末,分子式 C13H10
O6。
1H NMR(CD3OD,600MHz)δH:5. 88(s,2H,H-3,
H-5)、6. 77(1H,d,J = 8. 3 Hz,H-5)、7. 15(1H,dd,J
= 8. 3,2. 0 Hz,H-6)、7. 21(1H,d,J = 2. 0 Hz,H-
·1511·世界中医药 2016 年 7 月第 11 卷第 7 期
2) ;13C NMR(CD3OD,150MHz)δC:95. 9(C-3,C-5)、
107. 2(C-1)、115. 5(C-5)、117. 6(C-2)、124. 1(C-
6)、133. 8(C-1)、145. 8(C-3)、151. 2(C-4)、161. 9
(C-2,C-6)、164. 0(C-4)、199. 1(C-7)。上述数据与
文献[6]报道的桑橙素(Maclurin)数据基本一致,鉴
定化合物 1 为桑橙素。
化合物 2:黄色粉末,分子式 C14H12O6。
1H NMR
(DMSO-d6,600MHz)δH:3. 54(3H,s,2-OCH3)、5. 95
(1H,d,J = 1. 6 Hz,H-3)、5. 99(1H,d,J = 1. 6 Hz,H-
5)、6. 75(1H,d,J = 8. 2 Hz,H-5)、7. 03(1H,dd,J =
8. 2,1. 9 Hz,H-6)、7. 14(1H,d,J = 1. 9 Hz,H-2) ;13
C NMR(DMSO-d6,150MHz)δC:55. 2(2-OCH3)、90. 7
(C-3)、95. 4(C-5)、108. 3(C-1)、156. 2(C-6)、158. 4
(C-2)、159. 4(C-4)、193. 3(C-7)、130. 4(C-1)、
116. 2(C-2)、144. 8(C-3)、150. 4(C-4)、115. 0(C-
5)、122. 1(C-6)。上述数据与文献[7]报道的 4,6,
3,4-tetrahydroxy-2-methoxybenzophenone 数据基本
一致,鉴定化合物 2 为 4,6,3,4-tetrahydroxy-2-me-
thoxybenzophenone。
化合物 3:黄色粉末,分子式 C13H10O5。
1H NMR
(CD3OD,600MHz)δH:5. 86(s,2H,H1-3,H1-5)、6. 90
(1H,dd,J = 8. 0,1. 8 Hz,H-6)、7. 03-6. 98(1H,m,
H-2)、7. 06(1H,d,J = 7. 7 Hz,H-4) ,7. 20(1H,t,J
= 7. 8 Hz,H-5) ;13 C NMR(CD3OD,150MHz)δC:
95. 9(C-3,C-5)、106. 3(C-1)、116. 1(C-5)、119. 3
(C-2)、129. 9(C-6)、144. 3(C-1)、158. 2(C-3)、
120. 7(C-4)、163. 7(C-2,C-6)、165. 8(C-4)、200. 7
(C-7)。上述数据与文献[8]报道的 2,4,6,3-tetra-
hydroxybenzophenone数据基本一致,鉴定化合物 3
为 2,4,6,3-tetrahydroxybenzophenone。
化合物 4:黄色粉末,分子式 C14H10O6。
1H NMR
(CD3OD,600MHz)δH:3. 80(3H,s,1-OCH3)、6. 23
(1H,s,H-2)、6. 26(1H,s,H-4)、6. 59(1H,s,H-5)、
7. 35(1H,s,H-8)。13 C NMR(CD3OD,150MHz)δC:
56. 4(1-OCH3)、161. 3(C-1)、96. 6(C-2)、165. 2(C-
3)、96. 8(C-4)、102. 8(C-5)、157. 0(C-6)、145. 3(C-
7)、109. 2(C-8)、163. 3(C-4a)、152. 5(C-4b)、115. 0
(C-8a)、105. 9(C-9a)、177. 0(C-9)。上述数据与文
献[9]报道的 3,6,7-trihydroxy-1-methoxyxanthone数据
基本一致,鉴定化合物 4 为 3,6,7-trihydroxy-1-me-
thoxyxanthone。
化合物 5:黄色粉末,分子式 C15H14O6。
1H NMR
(CD3OD,600MHz)δH:2. 45 (1H,m,H-4a)、2. 67
(1H,dd,J = 16. 3,4. 4 Hz,H-4b)、4. 00(1H,d,J =
3. 3 Hz,H-3)、4. 73(1H,s,H-2)、5. 72(1H,d,J = 2. 2
Hz,H-8)、5. 90(1H,d,J = 2. 2 Hz,H-6)、6. 65(1H,
d,J = 1. 6 Hz,H-2)、6. 66(1H,s,H-6)、6. 89(1H,
d,J = 1. 4 Hz,H-6)。13C NMR(CD3OD,150MHz)δC:
28. 2(C-4)、64. 9(C-3)、78. 1(C-2)、155. 8(C-5)、
95. 1(C-6)、156. 6(C-7)、94. 1(C-8)、156. 3(C-9)、
98. 5(C-10)、130. 6(C-1)、114. 8(C-2)、144. 5(C-
3)、118. 0(C-4)、144. 5(C-5)、114. 9(C-6)。上
述数据与文献[10] 报道的 2S,3S-3,5,7,3,5-
pentahydroxyavane数据基本一致,鉴定化合物 5 为
2S,3S-3,5,7,3,5-pentahydroxyavane。
化合物 6:白色粉末,分子式 C9H10 O5。
1H NMR
(CD3OD,600MHz)δH:7. 33(2H,s,H1-2,H1-6)、3. 88
(6H,s,3-OCH3,5-OCH3 ) ;
13 C NMR (CD3OD,
150MHz)δC:170. 1(C-7)、147. 3(C-3,5)、139. 7(C-
4)、123. 1(C-1)、106. 9(C-2,6)、55. 4(C-3-OCH3,5-
OCH3)。上述数据与文献
[11]报道的丁香酸的波谱
数据基本一致,鉴定化合物 6 为丁香酸(syringic
acid)。
图 1 化合物 1-6 的结构式
图 2 提取物 S1 ~ S4 抑制黄嘌呤氧化酶活性
表 1 提取物 S2、组分 M1 及桑橙素(1)抑制黄嘌呤
氧化酶活性的 IC50(n = 3)
样品 IC50
S2 7. 79 μg /mL
M1 85. 84 μg /mL
桑橙素 28. 9 μM
别嘌呤醇 0. 72 μM
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3. 2 山木瓜枝不同极性提取物 S1 ~ S4、组分 M1 以
及分离所得化合物 1 ~ 6 抑制黄嘌呤氧化酶活性实
验结果 提取物 S2、组分 M1 以及化合物 1 具有较
强的抑制黄嘌呤氧化酶活性,其 IC50如表 1 及图 2
所示。
4 讨论
本研究通过活性导向分离,从山木瓜枝中具有
黄嘌呤氧化酶抑制活性的 30%乙醇洗脱部位分离
得到 6 个化合物。这些化合物均首次从该植物中分
离得到,其中桑橙素(1)具有一定的黄嘌呤氧化酶
抑制活性。化合物 1、2、3 具有相似的结构。化合物
1 和化合物 2 的区别在于化合物 1 的 2 位由酚羟基
取代,而化合物 2 的 2 位由甲氧基取代,化合物 1 具
有黄嘌呤氧化酶抑制活性,而化合物 2 无活性,推断
化合物 1 的 2 位羟基与黄嘌呤氧化酶的抑制活性密
切相关;化合物 1 和化合物 3 的区别在于化合物 1
比化合物 3 多了 4位酚羟基,化合物 3 没有抑制黄
嘌呤氧化酶活性,推断化合物 1 的 4位酚羟基也可
能与黄嘌呤氧化酶的抑制活性密切相关。
本研究首次报道桑橙素具有抑制黄嘌呤氧化酶
活性。桑橙素最早于 1975 年从藤黄属植物山竹中
分离得到。研究表明桑橙素具有抗布氏锥虫[12]、抗
寄生原生动物[13]及抗氧化活性[6]。桑橙素是一类
二苯甲酮类衍生物,V. Lakshmi Ranganatha 等[14]合
成的一类具有二苯甲酮结构片段的噻唑烷类化合物
具有显著的抑制黄嘌呤氧化酶活性,提示二苯甲酮
类化合物在抑制黄嘌呤氧化酶活性方面的潜在应
用。
本课题组前期已经报道了从山木瓜枝提取物中
分离得到具有抑制黄嘌呤氧化酶活性的 酮类化合
物 1,3,6,7-tetrahydroxyxanthone 和双 酮类化合物
griffipavixanthone[4],其中 1,3,6,7-tetrahydroxyxan-
thone具有比别嘌呤醇更强的抑制黄嘌呤氧化酶的
活性。另有研究报道,从藤黄属植物印度藤黄中分
离得到的 garcinol[15]亦有较强的抑制黄嘌呤氧化酶
的活性。提示藤黄属植物含有多种不同结构类型的
活性成分,其构-效关系有待更深入的研究。
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(2016 - 07 - 05 收稿 责任编辑:洪志强)
·3511·世界中医药 2016 年 7 月第 11 卷第 7 期