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红毛七中三萜皂苷类化学成分生物活性研究



全 文 :第31卷 第2期               陕西科技大学学报           Vol.31No.2
 2013年4月            Journal of Shaanxi University of Science &Technology       Apr.2013
* 文章编号:1000-5811(2013)02-0062-04
红毛七中三萜皂苷类化学成分生物活性研究
杨秀芳1,马养民1,邢 华1,刘建军2,康永祥2
(1.陕西科技大学 教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室 化学与化工学院,陕西 西安 710021;2.西北
农林科技大学 林学院,陕西 杨凌 712100)
摘 要:采用96孔板微量稀释法,以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、乳链球菌、枯草芽孢杆菌、小
麦赤霉病菌、白菜黑斑病菌、西瓜枯萎病菌、葡萄炭疽病菌等为指示菌,对红毛七中分离纯化得
到的化合物进行抑菌活性评价.结果表明:三萜皂苷化合物对测试的8种菌均有抑制作用,其
中16α-羟基-齐墩果-12-烯-28-酸-3-O-α-L-阿拉伯吡喃糖苷、葳严仙皂苷元-3-O-α-L-阿拉伯吡
喃糖苷显示出很强的抑细菌活性,MIC值为3.9μg/mL;采用二甲苯致小鼠耳肿胀方法和热
板法对分离得到的三萜皂苷化合物常春藤皂苷元-3-O-α-L-阿拉伯吡喃糖苷,常春藤皂苷元-3-
O-β-D-葡萄吡喃糖-(1→2)-α-L-阿拉伯吡喃糖苷等进行了抗炎和镇痛作用研究.结果表明:2
种三萜皂苷化合物对小鼠的抗炎、镇痛效果与剂量成依赖关系.在注射化合物30min后,镇痛
效果达到最大.
关键词:红毛七;三萜皂苷;抑菌活性;最小抑菌浓度;抗炎;镇痛
中图法分类号:R282.7    文献标识码:A
Studies on triterpene saponins and their
biological activity of Caulophyllum robustum
YANG Xiu-fang1,MA Yang-min1,XING Hua1,LIU Jian-jun2,KANG Yong-xiang2
(1.Key Laboratory of Auxiliary Chemistry &Technology for Chemical Industry,Ministry of Education,Col-
lege of Chemistry and Chemical Engineering,Shaanxi University of Science &Technology,Xi′an 710021,Chi-
na;2.Colege of Forestry,Northwest A &F University,Yang ling 712100,China)
Abstract:The compounds isolated from Caulophyllum robustum.were evaluated for their
antimicrobial activities by microdilution method on 96-wel plates against E.coli,S.aureus,
S.thermophilus,B.subtilis,F.graminearum,A.brassicae,F.oxysporum f.sp.Niveum
and C.gloeosporioides.The results indicated that triterpenoid saponins showed inhibiting ac-
tivity to the tested fungi and bacteria.Moreover,16α-hydroxy-olean-12-en-28oic acid-3-O-α-
L-arabinopyranoside and caulophylogenin-3-O-α-L-arabinopyranoside had notable inhibiting
microorganism activity to bacteria with the MIC 3.9μg/mL;The triterpenoid saponins were
evaluated for their analgesic and antinociceptive activity by xylene induced ear sweling meth-
od and the hot plate method.The result showed that hederagenin-3-O-α-L-arabinopyranoside
and hederagenin-3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→2)-α-L-arabinopyranoside had analgesic and
antinociceptive activity,anti-inflammatory and analgesic effect at dose dependency,and the
* 收稿日期:2012-12-09
基金项目:陕西省科技厅科学技术研究发展计划项目(2010JM2005);林业公益性行业科研专项项目(200904004)
作者简介:杨秀芳(1963-),陕西铜川人,教授,研究方向:天然产物化学研究与开发
第2期 杨秀芳等:红毛七中三萜皂苷类化学成分生物活性研究
antinociceptive activities effect was most significant when the injection of compounds for 30
min.
Key words:Caulophyllum robustum;triterpenoid saponins;antimicrobial activies;minimum
inhibitory concentration;analgesic;antinociceptive activities
0 引言
红毛七(Caulophyllum robustum Maxim.)为
小檗科红毛七属植物,主产于我国的东北地区、甘
肃、陕西、四川 等地[1].其根及根茎是药用部位,可
以栽培,红毛七具有很强的活血化瘀,祛风通络等
作用[2].在民间可以用来治疗风湿疼痛、类风湿、胃
腹疼痛、跌打损伤、月经不调、关节炎等病[3].
为进一步明确红毛七药理活性与其化学成分
的构效关系,本文对陕西太白山产红毛七中分离得
到的化合物抑菌活性、镇痛活性和抗炎活性等进行
研究,期望从中获得生物活性比较好的化合物,为
开发利用红毛七提供理论依据.
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.1.1 样品
以采自陕西太白山红毛七分离纯化得到的α-
菠菜甾醇、16α-羟基-齐墩果-12-烯-28-酸-3-O-α-L-
阿拉伯吡喃糖苷、常春藤皂苷元-3-O-α-L-阿拉伯
吡喃糖苷、葳严仙皂苷元-3-O-α-LV阿拉伯吡喃糖
苷、常春藤皂苷元-3-O-β-D-V葡萄吡喃糖 -(1→
2)-α-L-阿拉伯吡喃糖苷[4]为测试样品.
1.1.2 供试菌种
细菌:金色葡萄球菌 (Staphylococcus au-
reus)、乳链球菌(Streptococcus thermophilus)、大
肠杆菌(Escherichia coli)、枯草芽孢杆菌(Bacil-
lus subtilis)
植物病原真菌:小麦赤霉病菌 (Fusarium
graminearum)、白菜黑斑病菌(Alternaria brassi-
cae)、西瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.
niveum)、葡萄炭疽病菌(Colletotrichum gloeospo-
rioides).
1.1.3 动物
雄性昆明种小鼠,18~22g,由第四军医大学
实验动物房提供(合格证号:SCXK(军)2007-007).
1.1.4 仪器
SW-CJ-1FD超净工作台、YX280B手提式压
力蒸汽灭菌锅、101-1型干燥箱、DH5000B电热恒
温培养箱、HZQ-Q 全温振荡器、血球计数板、
BS224S分析天平.
1.2 实验方法
1.2.1 测试液的配制
将分离得到化合物1、2、3、4、5等五个纯品化
合物,分别用二甲基亚砜(DMSO)配成1.0mg/
mL,灭菌后置入超净工作台中备用.
1.2.2 菌液制备
将在固体培养基上培养的大肠杆菌 (E.c)、乳
链球菌(S.t)、金黄色葡萄球菌(S.a)、枯草芽孢杆
菌(B.s)、小麦赤霉病菌(F.g)、白菜黑斑病菌(A.
b.)、西瓜枯萎病菌(F.o.n)、葡萄炭疽病菌(C.g)
从恒温培养箱中取出,在杀菌后的超净工作台上将
以上各菌接种至配制好的液体培养基中,再将接菌
后的液体培养基转移至全温振荡器,温度恒定在
28℃培养48h,备用[5].
1.2.3 最小抑菌浓度(MIC)的测定
(1)取紫外消毒的96孔板,竖排依次编号 A、
B、C、D、E、F、G,横排依次编号1、2、3、4、5、6、7、8
(编号为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8,B1-
B8……F1-F8,G1-G8).选取一种稀释过的菌悬液,
在杀菌后的超净工作台上,用移液枪吸取100μL
菌悬液放置在板孔中,重复此操作,在编号的孔板
注入100μL菌悬液.
(2)在杀菌后的超净工作台上,将按1.2.1章
节所述方法配制好的α-菠菜甾醇样品,用移液枪
吸取100μL注入在已有菌悬液的A1孔中、混匀.
待菌悬液与α-菠菜甾醇样品混匀后,再用移液枪
从A1孔中吸取混合液体100μL,注入 A2孔中,
依次进行倍半稀释,将 A1-A8孔分别注入.最后,
从A8孔中吸取出100μL混合溶液,弃掉.经过此
步操作,A1-A8孔中均剩余100μL混合溶液,α-菠
菜甾醇样品浓度依次为500μg/mL,250μg/mL,
125μg/mL,62.5μg/mL,31.3μg/mL,15.6μg/
mL,7.8μg/mL,3.9μg/mL.
(3)按照步骤(2)的操作,将B1-B8注入16α-
羟基-齐墩果-12-烯-28-酸-3-O-α-L-阿拉伯吡喃糖
苷,C1-C8注入常春藤皂苷元-3-O-α-L-阿拉伯吡
喃糖苷,D1-D8注入葳严仙皂苷元-3-O-α-L-阿拉
伯吡喃糖苷,E1-E8注入常春藤皂苷元-3-O-β-D-
葡萄吡喃糖 -(1→2)-α-L-阿拉伯吡喃糖苷,F1-F8
·36·
陕西科技大学学报 第31卷
注入对照样品,细菌以硫酸卡那霉素(CK1)和青霉
素钠(CK2)作为阳性对照,真菌以酮康唑(CK3)作
为阳性对照,G1-G8为空白对照.
(4)再取96孔板,按照步骤(1)至(3)把各个测
试菌与各个测试样品混合,完成后,将注入待测样
品与菌悬液的96孔板放入电热恒温培养箱中,温
度恒定在28℃培养24h.用酶标仪测各个板孔的
透光度,再由透光度来计算各个样品的抑制率[6].
  P%=
K0OD595nm-K1OD595nm
K0OD595nm-K2OD595nm
100%
  式中:P-抑制率,K0-溶剂对照孔,K1-
样品孔 ,K2-空白对照孔.
1.2.4 镇痛活性测定
取雄性昆明小鼠48只,随机分成8组,每组6
只.采用热板法进行镇痛活性试验,其中一组皮下
注射生理盐水,作为空白对照;一组皮下注射30
mg/kg阿司匹林(Aspirin)水溶液,作为对照组;其
余6组编号为常春藤皂苷元-3-O-α-L-阿拉伯吡喃
糖苷a、b、c、d、e、f,分别皮下注射不同浓度的化合
物3试液(给药量为100、50、30、10、3、1mg/kg),
每只小鼠注射量为0.2mL.
将注射药品后的小鼠尾巴置于(50±0.5)℃恒
温水浴锅中,记录小鼠从尾巴放入水浴锅中到第一
次甩尾所用的时间(T),每隔15min将小鼠尾巴
放入水浴锅测一次,即测量小鼠给药0min、15
min、30min、45min、60min后的甩尾时间[7].将
小鼠未给药前的甩尾时间设为T0,镇痛率公式如

  P=
T-T0
T0
×100%
  式中:P-痛阈提高率,T-给药后小鼠甩尾
时间,T0-给药前小鼠甩尾时间.
再以常春藤皂苷元-3-O-β-D-葡萄吡喃糖-(1→
2)-α-L-阿拉伯吡喃糖苷为测试液,重复上述实验.
1.2.5 抗炎活性测定
采用抑制二甲苯致小鼠耳肿胀法.雄性昆明小
鼠36只,随机分为6组,每组6只.测试组分别为
不同浓度的常春藤皂苷元-3-O-α-L-阿拉伯吡喃糖
苷、常春藤皂苷元-3-O-β-D-葡萄吡喃糖-(1→2)-α-
L-阿拉伯吡喃糖苷(给药量为1、3、10、30mg/kg);
阿司匹林30mg/kg剂量组为对照组;以生理盐水
为空白组.
以上各组分别按0.2mL/10g皮下注射药物
及对照液,每天一次,连续5天.末次给药后1h,以
30μl二甲苯涂予小鼠右耳两面致炎,左耳不涂,致
炎后45min处死小鼠.用直径9mm的打孔器打
下左右耳片,称重,以左右耳片重量差作为肿胀程
度[8].数据进行组间t检验.取肿胀平均值计算抑
制率,其公式如下.
   抑制率Y(%)=(E0-Et)/E0×100%
  其中:E0、Et 分别代表空白组和给药组的平
均肿胀度.
2 结果与讨论
2.1 化合物抑菌活性
从红毛七中分离纯化得到的常春藤皂苷元-3-
O-α-L-阿拉伯吡喃糖苷(1)、常春藤皂苷元-3-O-β-
D-葡萄吡喃糖-(1→2)-α-L-阿拉伯吡喃糖苷(2)、
16α-羟基-齐墩果-12-烯-28-酸-3-O-α-L-阿拉伯吡
喃糖苷(3)、葳严仙皂苷元-3-O-α-L-阿拉伯吡喃糖
苷(4)、α-菠菜甾醇(5)等的 MIC测试结果(见表1)
可以看出,5个化合物对测试的8种菌均有一定的
抑制作用.
表1为各样品对测试细菌的 MIC,表2为各
样品对植物病原真菌的 MIC.从表中看出:化合物
1-4抑制植物病原真菌的能力明显大于化合物5,
说明具有齐墩果烷型的三萜皂苷比甾醇类化合物
有更好的抑制真菌能力.化合物3和4抑菌活性大
于化合物1和2;MIC数据显示,同等条件下与真
菌相比,5个化合物对细菌有更为显著的抑制作
用,其中化合物3和4具有广谱抑菌活性,可以作
很好的抗菌剂使用.
表1 不同化合物对细菌最小抑菌浓度
化合物
名称
化合物最小抑菌浓度/(μg/mL)
E.c  S.a  S.t  B.s
1  15.6  15.6  7.8  15.6
2  31.3  31.3  15.6  15.6
3  7.8  7.8  3.9  3.9
4  3.9  7.8  3.9  3.9
5  31.3  15.6  31.3  15.6
CK1  3.9 - - 7.8
CK2 - 7.8  7.8 -
  其中,CK1:硫酸卡那霉素,CK2:青霉素钠.
表2 不同化合物对真菌最小抑菌浓度
化合物
名称
化合物最小抑菌浓度/(μg/mL)
F.g  A.b  F.o.n  C.g
1  62.5  31.3  62.3  31.3
2  62.5  31.3  62.5  31.3
3  31.3  15.6  15.6  7.8
4  31.3  7.8  15.6  15.6
5  250  250  125  250
CK3  15.6  7.8  7.8  15.6
  其中,CK3:酮康唑.
·46·
第2期 杨秀芳等:红毛七中三萜皂苷类化学成分生物活性研究
2.2 化合物镇痛活性
通过热板法,按照章节1.2.4中所述,测试不
同浓度常春藤皂苷元-3-O-α-L-阿拉伯吡喃糖苷
(1),常春藤皂苷元-3-O-β-D-葡萄吡喃糖-(1→2)-
α-L-阿拉伯吡喃糖苷(2)等对小鼠痛阈值提高率随
时间的变化,研究化合物1、2的镇痛活性,实验结
果见图1、2.
图1 不同剂量的化合物1对小鼠
镇痛提高率随时间变化的趋势
图2 不同剂量的化合物2对小鼠
镇痛提高率随时间变化的趋势
从图1、2看出,2种化合物对小鼠的镇痛提高
率与剂量呈依赖性,在浓度为1~30mg/kg范围
内,镇痛效果随剂量的增大而增大;浓度为30~
100mg/kg范围内,镇痛效果随剂量的增大而减
小;随时间的变化趋势是镇痛提高率先增大后减
小,注射化合物30min后达最大.
2种化合物等剂量时镇痛效果的比较,结果见
图3.结果显示:等剂量的化合物1,2对小鼠的镇
痛效果均大于对照组阿司匹林,化合物2更为显
著,甚至浓度为10mg/kg时镇痛效果比浓度为30
mg/kg阿司匹林还显著.从结构上来看,带有双糖
的化合物2比带有单糖的化合物1镇痛效果更显
著.
图3 等剂量的化合物1,2与阿司匹林对小鼠
的镇痛提高率随时间的变化趋势
2.3 化合物抗炎活性
通过抑制二甲苯致小鼠耳肿胀法,按照章节
1.2.5中所述,测试不同浓度常春藤皂苷元-3-O-α-
L-阿拉伯吡喃糖苷(1),常春藤皂苷元-3-O-β-D-葡
萄吡喃糖-(1→2)-α-L-阿拉伯吡喃糖苷(2)等致小
鼠耳肿胀程度随时间的变化,通过抑制率研究化合
物1、2抗炎活性,实验结果见表3.
表3 化合物1、2与阿司匹林致小鼠
耳肿胀抑制率(珔x±SD)
组别
剂量
/(mg/kg)
肿胀程度
/mg
抑制率
/%
空白组 4.5±0.2
阿司匹林 30  2.3±0.3  48.9
化合物1  1  3.5±0.2  22.2
3  3.2±0.2  28.9
10  2.0±0.2  55.6
30  1.2±0.3  73.3
化合物2  1  3.8±0.2  15.6
3  3.5±0.2  22.2
10  2.9±0.3  37.8
30  2.1±0.2  53.3
  从表3看出,化合物1、2均有抗炎作用,且抗
炎效果与化合物的浓度成剂量依赖性,当浓度同为
30mg/kg时,2种化合物抑制率均大于阿司匹林,
抗炎效果较为显著.从结构上看,化合物1、2母核
结构相同,连接糖的个数不同,化合物1为单糖皂
苷,化合物2为双糖皂苷,化合物1的抗炎效果大
于化合物2.
3 结论
(1)红毛七中含有丰富的具有抑菌活性的物
质.其中三萜皂苷类化合物对细菌具有更为显著的
抑制作用.
(2)三萜皂苷类化合物对小鼠的镇痛提高率与
(下转第69页)
·56·
第2期 彭丽芝等:手性蒽基苯酚醚的合成及其分子开关研究
4.研究发现,化合物4在稀苯溶液中,经过365nm
紫外光照射后,发生了蒽环与苯环的分子内[4π+
4π]光致环加成反应,富能量的光致环加成产物在
254nm紫外光或热的作用下(T >60℃)开环,
可以利用NMR和旋光度的变化检测化合物45
(5′)的光开关过程,这种分子内可逆的光致环加成
反应可用于手性光开关材料的研究和制备.
参考文献
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檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯
(上接第65页)
剂量呈依赖性,同种剂量的化合物相比,含有双糖
的化合物镇痛效果更好.
(3)从红毛七中分离得到三萜皂苷类化合物具
有抗炎作用,抗炎效果与化合物的浓度成剂量依赖
性.且含有单糖的化合物的抗炎效果大于含有双糖
的化合物.推测抗炎效果与皂苷元上连接糖的个数
有关.
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