全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 16 期 2014 年 8 月

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黄酮类化合物 A 环 C-8 位异戊烯基化对母体化合物生物活性的影响
杨久琳，张 岩*
上海理工大学 系统生物医学研究中心，上海 200093
摘 要：8-异戊烯基黄酮类化合物是黄酮类化合物中的一种，异戊烯基的存在极大地增强了黄酮类化合物的亲脂性，可引起
相关生物活性的显著提高。论述了黄酮类化合物 A 环 8 位异戊烯基化对母体结构化合物在抗氧化、抗骨吸收活性、抗微生
物活性、抗肿瘤以及酪氨酸酶抑制作用等生物活性方面的影响。
关键词：黄酮类化合物；异戊烯基化；抗氧化；抗骨吸收；抗微生物；抗肿瘤
中图分类号：R284 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2014)16 - 2418 - 04
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.16.026
Influence of prenylation at C-8 of ring A of flavonoid on bioactivity of parent compound
YANG Jiu-lin, ZHANG Yan
Center for Systems Biomedical Sciences, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
Abstract: The flavonoids with the prenylation on site 8 are a unique class of natural flavonoids. The existence of prenyl-moiety could
dramatically increase the lipophilicity and the relevant bioactivities of flavonoids. This review discussed the influences of the
prenylation at C-8 of ring A in flavonoids on the activities of antioxidant, anti-bone resorption, antimicrobial activity, anti-tumor
activity, and tyrosinase inhibition of the backbone flavonoids.
Key words: flavonoids; prenylation; anti-oxidant; anti-bone resorption; antimicrobial; antitumor

黄酮类化合物是植物中分布很广的一类化合
物，也是药用植物中的主要活性成分之一，具有广
谱的药理活性和较低毒性。异戊烯基化的黄酮类化
合物是黄酮类化合物中独特的一类烷基化产物，特
征为在黄酮类化合物的骨架上存在异戊烯基侧链。
但是，异戊烯基化的黄酮类化合物分布并不广泛，
目前已发现的约 700 个，很多这类化合物是从传统
的药用植物中提取分离得到的。研究表明，异戊烯
基黄酮类化合物有广泛的生物活性，如抗肿瘤[1]、
抗骨质疏松作用[2-3]、抑制酪氨酸酶、抗病菌[4]、抗
氧化、抗 HIV[4]等，因而异戊烯基化的黄酮类化合
物具有广阔的应用前景，对其生物活性的研究也已
成为药学研究领域的热点之一。
1 黄酮类化合物 A 环 8 位异戊烯基化的化学研究
8-异戊烯基黄酮类化合物是黄酮类化合物中的
一种，其主要特点是在黄酮类化合物母核的 8 位碳
原子上有 1 个活性基团，如 3, 3-二甲基丙烯基
（isoprenyl）或 E-3, 7-二甲基-2, 6-辛二烯基（geranyl）
等[5]。其典型的结构类似物包括淫羊藿苷及其代谢
物、8-异戊烯基柑橘素（8-prenylnaringenin）、8-异
戊烯基染料木素（8-prenylgenistein）等（图 1）。
黄酮类化合物中异戊烯基的存在，使得化合物
分子能够强烈地亲和生物膜，相关生物活性显著提
高。大量的有关异戊烯基黄酮类化合物的生物活性
研究结果和构效关系分析，也同样支持异戊烯基化
可增强黄酮类化合物生物活性的这一观点[6]。
2 黄酮类化合物 A 环 C-8 位异戊烯基化对生物活
性的影响
2.1 抗氧化作用
8-异戊烯基芹黄素（8-prenylapigenin）是从植
物中提取得到的异戊烯基黄酮，广泛存在于水果、
蔬菜、豆类、茶叶、咖啡及葡萄酒中。据报道其具

收稿日期：2014-02-19
基金项目：国家自然科学基金资助项目（81202894）
作者简介：杨久琳（1990—），女，硕士在读，研究方向为药理学。
*通信作者 张 岩，男，博士，副研究员，博士生导师，研究方向为天然产物活性、分子药理学与营养学。
Tel: (021)65710368 E-mail: medicineyan@aliyun.com
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O
OH O
HO
OH
8-异戊烯基柑橘素
OH
HO O
O
OH
淫羊藿素
OCH3
O
H
HO
Prenyl
OH
OH
O
补骨脂甲素
O
OH O
HO
OH
8-异戊烯基染料木素
图 1 具有 8-异戊烯基侧链的代表性黄酮类化合物
Fig. 1 Representatives flavonoids with 8-prenylated side chain
有显著的清除超氧阴离子的作用[7]，能使自由基灭
活，减轻自由基对 DNA 和生物膜的损伤。补骨脂
是我国传统中药，郭江宁[8]的实验研究表明，补骨
脂中异戊烯基黄酮类化合物具有较强的抗氧化活
性，是清除羟基自由基的主要活性成分。Miranda
等[9]检测了几个从蛇马草和啤酒中提取的异戊烯基
查耳酮和异戊烯基黄烷酮在体内对人低密度脂蛋白
氧化的抑制活性，结果发现异戊烯基查耳酮和异戊
烯基黄烷酮在 5～25 μmol/L 浓度时，就表现出了较
强的抑制低密度脂蛋白氧化的活性，而非异戊烯基
化的查耳酮和非异戊烯基化的黄烷酮在相同浓度时
无抑制低密度脂蛋白氧化的活性。同年，又将从蛇
马草和啤酒中提取的异戊烯基查耳酮进行了大鼠肝
微粒体的脂氧化抑制活性研究，发现异戊烯基查耳
酮抑制大鼠肝微粒体的脂氧化活性强于非异戊烯基
黄酮类化合物，再次论证了异戊烯基在黄酮化合物
抗氧化活性方面的重要性。
2.2 抗骨质疏松作用
骨质疏松主要的表现就是骨吸收快于骨形成，导
致骨代谢失衡、骨量丢失、骨密度下降、骨折率升
高。Bottner 等[10]研究发现 8-异戊烯基柑橘素能够抑
制骨质疏松模型大鼠的骨密度下降。Sehmisch 等[11]
比较研究了 8-异戊烯基柑橘素、6-异戊烯基柑橘素、
6, 8-异戊烯基柑橘素的抗骨质疏松活性，发现 8-异戊
烯基柑橘素的活性最强。8-异戊烯基柑橘素和柑橘
素的抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）阳性破骨细胞
数均显著减少，TRAP 酶活性显著降低，形成骨吸
收陷窝的数量和面积明显减少，TRAP 和组织蛋白
酶 K 的基因表达水平明显降低。此外，8-异戊烯基
柑橘素于加药后 12 h 达到破骨细胞凋亡高峰，而柑
桔素组是 24 h 后达到，且前者诱导凋亡总数显著高
于后者，说明 8-异戊烯基柑橘素抑制破骨细胞骨吸
收和诱导破骨细胞凋亡的活性明显高于柑桔素。由
于两者分子结构的唯一差别在于异戊烯基团，因此，
C-8 位的异戊烯基团可提高黄酮母核的抗骨吸收活
性。淫羊藿是抗骨质疏松的传统中药，黄酮类化
合物是其抗骨质疏松的药效物质基础[12]。明磊国
等 [13-15]研究发现淫羊藿苷和蛇床子素对骨髓间充
质干细胞和成骨细胞的分化成熟有明显促进作用。
值得注意的是，淫羊藿苷和蛇床子素的 C-8 位上也
具有异戊烯基，说明此基团与上述化合物的抗骨质
疏松活性密切相关。Zhang 等[16]研究发现 8-异戊烯
基染料木素促进大鼠成骨样细胞 UMR106 增殖
10%～23%，且细胞外基质中钙、磷量显著增加。相
反，经过 6-异戊烯基染料木素处理后，UMR106 细
胞增殖减少。由此说明，8-异戊烯基染料木素具有
骨保护作用。
2.3 抗微生物活性
抗微生物是异戊烯基黄酮类化合物最早被确定
的生物活性，至今该活性也仍然是许多新近发现异
戊烯基黄酮类化合物的主要生物活性之一。
从苦参根中分离得到异戊烯基黄酮类化合物，
多以薰衣草基（lavandulyl）的分枝异戊烯基侧链及
其羟基化形式存在于 A 环的 C-8 位上。这是苦参区
别于同属其他植物最明显的特征。研究发现苦参中
含有的大多数的异戊烯基二氢黄酮类化合物对革兰
氏阳性菌枯草芽孢杆菌、表皮葡萄球菌和痤疮丙酸
杆菌显示出不同程度的抑制作用[17]，对甲氧苯青霉
素耐受菌金黄色葡萄球菌也显示出抑制作用[18]。Yin
等[19]从补骨脂中提取、分离、纯化出 28 个异戊烯
基黄酮类化合物，其中 16 种化合物对金黄色葡萄球
菌和表皮葡萄球菌的抑制活性研究表明，大多数化
合物显示出明显的抗菌作用，MICs 水平在 0.009～
0.073 mmol/L。经过构效关系分析，发现在补骨脂
所分离到的查耳酮衍生物中，A 环有异戊烯基侧链
修饰的化合物 corylifol B、补骨脂色烯素和补骨脂
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查耳酮都显示更强的抗菌活性，而当异戊烯基被氧
化或是环化如巴库查耳酮，抗菌活性则减弱或消失。
2.4 抗肿瘤作用
韩惠等[20]利用 MTT 法对分离得到的异戊烯基
黄酮类化合物进行体外抗肿瘤活性筛选，结果分离
得到 7 个黄酮类化合物，分别鉴定为淫羊藿苷、淫
羊藿素、宝藿苷 I、去甲淫羊藿素、苜蓿素、淫羊
藿次苷 I 和朝藿定 C。体外抗肿瘤结果表明，淫羊
藿素、宝藿苷 I、去甲淫羊藿素、淫羊藿次苷 I 在
0.5～100 μmol/L 浓度对人乳腺癌 MDA-MB-231 细
胞增殖具有明显抑制作用，并随浓度的增加，抑制
作用更加明显。Bronikowska 等[21]的实验研究显示，
补骨脂中异戊烯基类化合物新补骨脂异黄酮会促进
肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体（TRAIL）诱导
HeLa 细胞凋亡。Gasiorowska 等[22]报道，8-异戊烯
基柑橘素具有较高的抑制肿瘤细胞电压门阀的
kv1.3 钾通道活性，同时还能促进肿瘤细胞的凋亡。
2.5 酪氨酸酶抑制作用
Kim 等[23]研究表明，补骨脂中异戊烯基类黄酮
化合物补骨脂甲素、补骨脂二氢黄酮甲醚、补骨脂
乙素具有抑制酪氨酸酶的作用。实验研究了这些多
酚类化合物对蘑菇酪氨酸酶的活动抑制效能，其中，
在对 Lineweaver-Burks 和 Dixon-plot 的分析中，上
述化合物的强效抑制作用显示出特征性竞争抑制作
用[24]。Son 等[25]利用组织化学分析手段，发现苦参
中含 lavandulyl 侧链的化合物 kurarinone 和
sophoraflavanone G 显示出较强的酪氨酸酶抑制活
性，它们的 IC50 分别是 6.6、6.2 μmol/L，构效关系
分析表明，C-8 位上的 lavandulyl 侧链对该活性的强
弱非常重要。
2.6 类雌激素样作用
Milligan 等[26]和 Pepper 等[27]报道，8-异戊烯基
柑橘素具有植物雌激素样作用，可以用作雌激素替
代品。于令军[28]对化合物补骨脂黄酮、异补骨脂黄
酮、8-C-异戊烯基-7, 4′-二羟基黄酮、8-C-异戊烯基
芹黄素 4 个异戊烯基黄酮类化合物进行了植物雌激
素样活性测定，结果表明，它们对雌激素敏感性人
乳腺癌细胞株 MCF-7 均具有雌激素样活性。其中，
异补骨脂黄酮活性最强。王志强[29]通过研究发现淫
羊藿素、去甲淫羊藿素和异补骨脂黄酮等异戊烯基
黄酮类化合物具有雌激素样作用，该作用经由雌激
素受体介导，通过调控雌激素受体效应基因、蛋白
表达和调节细胞周期发挥作用，是一类新型结构的
植物来源雌激素受体调节剂。
3 结语
目前国内外对天然异戊烯基化合物从不同的生
物活性方面进行构效关系的研究，表明该类化合物
的生物活性与其结构息息相关。黄酮经异戊烯基修
饰之后，其脂溶性和对生物膜的亲和力增加，靶蛋
白的相互作用增加，很多生理活性被影响。同时，
异戊烯基取代位置不同，对不同细胞表现出不同的
活性。众多研究表明，异戊烯基在黄酮母核的 C-8
位表现出的活性要强于异戊烯基在其他碳位的活
性。随着研究的深入，在现有的研究基础上，可以
取得更加系统的研究结果，在黄酮类化合物与异戊
烯基团的构效关系研究上获得突破性成果。
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