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文殊兰属植物化学成分提取分离及其生物活性



全 文 :书第 30 卷 第 1 期
2014 年 2 月
哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报(自然科学版)
Journal of Harbin University of Commerce (Natural Sciences Edition)
Vol. 30 No. 1
Feb. 2014
收稿日期:2012 - 12 - 19.
基金项目:国家自然科学基金(81274067);黑龙江省自然科学基金(D201126);黑龙江省教育厅科技项目(1211135);教育部科学技术研究
重点项目(211045);教育部博士点基金项目(20112332110003);黑龙江省教育厅科技重点项目(12511z011)黑龙江省研究生创新基金项目
(YJSCX2011 - 165HLJ)哈尔滨市青年科技创新人才专项资金(2013RFQXJ150)
作者简介:张 洁(1985 -),女,硕士,研究方向:抗肿瘤药理.
文殊兰属植物化学成分提取分离及其生物活性
张 洁
(哈尔滨商业大学 生命科学与环境科学研究中心,哈尔滨 150076)
摘 要:以近年来国内外对文殊兰属植物的研究报道为基础,归纳总结了该属植物的化学成分提取分
离及生物活性的研究进展.文殊兰属植物含有多种化学成分,含有生物碱类、黄酮类、酚类等化合物,
这些化合物具有抗肿瘤、镇痛、抗菌和抗病毒等多方面的生物活性. 文殊兰属植物具有进一步研究开
发价值.
关键词:文殊兰属;化学成分;生物活性
中图分类号:R93 文献标识码:A 文章编号:1672 - 0946(2014)01 - 0025 - 04
Chemical constituents extraction and separation and
pharmacological activities of genus Crinum
ZHANG Jie
(Research Center on Life Sciences and Environmental Sciences,Harbin University
of Commerce,Harbin 150076,China)
Abstract:This reviewed paper chemical components and pharmacological activities research
progress of the genus Crinum. At the foundation of research literature of domestic and a-
broad,the chemical components and pharmacological activities of Crinum were summarized.
The main chemical components of this genus were alkaloids,flavonoids,phenolic com-
pounds,which showed a variety of biological activities such as antitumor,analgesic,anti-
bacterial and antiviral activities. The genus Crinum needs further research and utilization.
Key words:Crinum;chemical components;pharmacological activities
文殊兰属植物是石蒜科中的一个大族,约有
150 多个种,主要分布于温带、亚热带地区.在我国
文殊兰属植物仅分布两种:文殊兰(C. asiaticum L.
var. sinicum Baker)和西南文殊兰(C. Latifolium
L.).文殊兰属植物很早就在民间被广泛应用,在
印度民间用于泌尿系统疾病的治疗,在马达加斯加
用于治疗皮肤病,在我国用于治疗腰痛、跌打损伤、
皮肤溃疡和淋巴结炎等[1]. 现代研究表明,文殊兰
属植物中含有多种化学成分和广泛的药理学活
性[2].本文通过查阅近些年来国内外文殊兰属植
物的报道文献,首次对该属植物的化学成分及药理
活性进行了综述.
1 化学成分
1. 1 生物碱类化合物
生物碱是文殊兰属植物主要的化学成分之一,
该属植物中所含的生物碱也基本代表了石蒜科生
物碱的特征.从文殊兰属植物中分离得到的生物碱
种类繁多,且大部分是杂环衍生物,但其基本骨架
主要有 3 种:N -(3,4 -二氧苄基)- 4 - O -苯乙
胺、吡咯并菲啶、5,10b -桥亚基菲啶.这 3 种基本
骨架通过氧化、脱氢、环化、O,N -甲基化、酰化等
反应,又形成以下 9 种结构母核:N -(3,4 -二氧
苄基)- 4 - O -菲啶(I)、吡咯并菲啶(II)、石蒜宁
碱(lycorenine,III)、5,10b -环氧 -菲啶(IV)、1,2
-环氧 - 5,10b -桥亚乙基菲啶(V)、漳州水仙碱
(pretazettine,VI)、恩其明(ungermine,VII)、cripow-
elline(VIII)、crinofolidine(IX). 目前,已从文殊兰
属植物中分离得到 40 多种属于上述 9 种结构母核
的生物碱[3].
温倩[4]从我国仅有的两种文殊兰属植物之一
文殊兰中分离得到了 5 种生物碱结构类型:1)吡
咯并菲啶型,如石蒜碱;2)5,10b -桥亚基菲啶型,
如文殊兰胺;3)多花水仙碱型;4)菲啶型;5)小檗
碱型.其中小檗碱型生物碱是从文殊兰属中首次发
现的生物碱结构类型. 而西南文殊兰中未发现 5,
10b -桥亚基菲啶型和小檗碱型这两种生物碱,主
要为吡咯并菲啶型、菲啶型、石蒜宁碱型和多花水
仙素碱型.
赵斌等[2]采用反相高效液相色谱法对文殊兰
药材不同部位的石蒜碱的含量进行了测定,结果发
现文殊兰的鳞茎石蒜碱含量最高,叶次之,果实中
含量最低.
目前,文殊兰属植物中的生物碱提取方法主要
有连续溶剂提取法、碱化 -有机溶剂渗滤法和醇水
提取法[3].连续溶剂提取法是分别用不同极性的
有机溶剂连续回流提取,如用石油醚、氯仿、乙醇可
分得弱、中、强 3 个不同极性的生物碱粗提物;碱化
-有机溶剂渗滤法可得到亲脂性生物碱,该法是先
用碱性溶剂将药材润湿,再用有机溶剂提取. 该法
也可将碱性不同的生物碱分开,由于弱碱性生物碱
难以盐的形式存在,用稀酸润湿后,再用有机溶剂
提取即可.醇水提取法可分离亲脂性生物碱和亲水
性生物碱.方法是用 95%乙醇提取后浓缩,再用矿
酸酸化,乙醚萃取脱脂,水层用氨水碱化得亲水性
生物碱,再用氯仿萃取得亲脂性生物碱.
生物碱的分离方法有硅胶柱层析,中性氧化铝
柱层析,Sephadex LH - 20 柱层析以及 pH 值精制
的正(反)相逆流液滴层析. 不同性质的生物碱用
不同的方法分离.
1. 2 非生物碱类化合物
文殊兰属植物中非生物碱类成分的研究报道
很少,目前已发现有黄酮类、酚类、脂肪酸类、酰胺
类、甾醇类和多糖类成分[1].
1. 2. 1 黄酮类
文殊兰中的黄酮类化合物有(2S)- 7,3'- di-
hydroxy - 4'- methoxyflavan(具有黄烷骨架)、7 -羟
基二氢黄酮(淡黄色无定形粉末,溶于甲醇)、4',7
-二羟基黄酮.
黄酮类化合物的提取方法主要有 3 种:1)溶
剂提取法.该法是利用黄酮类化合物与别物质的极
性不同,选用不同溶剂进行萃取从而达到提取分离
的目的,常用提取溶剂为甲醇和乙醇. 2)碱提醇沉
法.该法是由于黄酮类化合物大多具有酚羟基,有
弱极性,易溶于碱水,再将碱提取液调成酸性即可
沉淀析出黄酮苷类. 3)炭粉吸附法.该法是利用活
性炭吸附黄酮苷类化合物,主要用于含量较高的黄
酮苷类的富集.
黄酮类化合物常用的分离方法有柱色谱法、梯
度 pH值萃取法、金属盐络合法. 柱色谱法又包括
硅胶柱层析法、聚酰胺柱层析法和葡聚糖凝胶柱层
析法等.
1. 2. 2 酚类化合物
文殊兰中已知的酚类化合物有咖啡酸、对 -香
豆酸、4 -羟基苯甲酸、对羟基苯甲酸乙酯、原儿茶
醛和对羟基苯甲醛等.酚类化合物的提取方法有乙
醇加热回流法、碱提酸沉法、超临界 CO2 萃取
法[5].酚类化合物的分离纯化方法有大孔树脂吸
附法、柱层析法. 其中柱层析法包括硅胶柱层析、
AB -8 型大孔吸附树脂柱层析、聚酰胺柱层析、
TSKgel Toyopearl HW -40 柱层析和制备硅胶薄层
层析法等.
1. 2. 3 脂肪酸类
符佳海[6]等用超临界 CO2 萃取法从文殊兰干
粉中萃取文殊兰精油,并对文殊兰精油进行了 GC
- MS 分析,共鉴定出了 27 种化学物质,主要为
(Z,Z)- 9,12 -十八碳二烯酸(亚油酸)和 n -棕
榈酸,相对含量分别占 16. 89%和 7. 91%,且两者
都为不饱和脂肪酸. 另外,还有少量的反式 - 13 -
十八碳二烯酸、二十碳烷、四十三烷、棕榈酸 - 2 -
甲基丙酯、2,6,10 -三甲基十四烷、22 -二十三烯
酸、E,E,Z - 1,3,12 -十九三烯 - 5,14 -二醇等.
提取脂肪酸类化合物可用溶剂提取法,如采用乙
醚、石油醚或环己烷进行提取,也可采用二氧化碳
超临界提取法;脂肪酸类化合物的纯化方法有低温
结晶法、尿素包合法、分子蒸馏法、吸附分离法、硝
酸银络合法、膜分离法、脂肪酶浓缩法、超临界流体
萃取法以及以上技术的复合联用法[7].
·62· 哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第 30 卷
1. 2. 4 酰胺和胺类化合物
孙倩[1]从文殊兰鳞茎的乙醇提取物中分离鉴
定出了 N - cis - coumaroyltyramine、N -反式 -香豆
酰酪胺、N -反式 -咖啡酰酪胺、对氨基苯甲醛等
酰胺和胺类化合物.该类化合物主要是从氯仿和乙
酸乙酯部位提取,利用反复硅胶柱层析和 Sephade-
xl H - 20 等分离纯化得到的.
此外,已从文殊兰中分离得到的化合物还有正
丁基吡喃果糖苷、豆甾醇、豆甾醇苷、β -胡萝卜苷、
β -谷甾醇等.
2 药理作用
现代研究发现文殊兰在抗肿瘤[8]、抗血小板
聚集、解热镇痛、抗菌抗病毒及对心血管系统方面
等都有作用[9].
2. 1 抗肿瘤作用
孙倩[1]研究发现石蒜碱、恩其明和文殊兰胺
对人肺癌细胞(A549)、人 T细胞白血病细胞(6T -
CEM)、人肠癌细胞(Lovo)和人白血病细胞(HL -
60)4 种肿瘤细胞均显示出显著的抑制作用. 石蒜
碱对这 4 种瘤株的半数抑制浓度分别为 0. 652、0.
591、1. 42、0. 169 μg /mL. 恩其明的 IC50值分别为
0. 425、13. 10、3. 89、0. 628 μg /mL.文殊兰胺的 IC50
值分别为 15. 90、4. 30、2. 82、1. 70 μg /mL. 石蒜碱
抑制肿瘤细胞增殖的机制比较复杂,可能与其能提
高 Bax的表达,降低 Bcl - 2 的表达有关. 此外,石
蒜碱经过结构改造的石蒜内铵对小鼠艾氏腹水癌、
腹水型肝癌、小鼠淋巴白血病细胞(L1210)等多种
瘤株也有明显疗效,其抗肿瘤作用甚至显著优于石
蒜碱[8].
石蒜碱、palmilycorine、crifoline、crifolide具有抑
制肿瘤细胞的活性;石蒜碱 - 1 - O - β - D -葡萄
糖苷能激活腹水瘤细胞、脾淋巴细胞和肥大细胞的
形成;hippadine能通过细胞膜固定作用激活 S180腹
水瘤细胞[3].体外实验表明,石蒜碱对人乳腺癌细
胞、人结肠癌细胞、人离体鼻咽癌细胞等有明显的
抑制作用,其作用机制可能是抑制 DNA 和蛋白质
的合成[8].
2. 2 抗血小板聚集作用
小檗碱型生物碱类化合物 crinuma quine 对由
花生四烯酸(AA)、二磷酸腺苷(ADP)、血小板激
活因子(PAF)诱导的血小板聚集都有一定的抑制
作用,而且对于由后两者诱导剂诱导的血小板聚集
有明显的抑制作用,IC50值分别为 252. 1、221. 4
μmol /L [1].
2. 3 镇痛镇静及解热作用
文殊兰属植物中一些生物碱有类似于吗啡、可
待因的结构,因而具有止痛作用. 如石蒜碱能加强
延胡索乙素及吗啡的镇痛作用.石蒜碱还能延长巴
比妥类药物的睡眠时间,因而具有镇静作用[1]. 对
人工致热的家兔皮下注射或静脉注射石蒜碱能起
到明显的解热作用;大鼠下注射或静脉注射石蒜碱
能在 90 min 内将大鼠体温降至最低,并与氨基比
林有协同作用[10 - 11].
2. 4 抗菌和抗病毒作用
研究表明石蒜碱不仅能抑制微生物及寄生虫
生长,还具有抗真菌和抗病毒的作用[12 - 13].符佳海
等[6]采用生长速率法测定了文殊兰粗提物及精油
对芒果蒂病菌、香蕉炭疽、香蕉枯萎病菌、水稻纹枯
病菌和椰子灰斑病菌这 5 种病原真菌的抑菌活性.
结果表明,文殊兰粗提物及文殊兰精油都有抑菌活
性,抑菌率都明显高于对照组. 而且发现文殊兰精
油比粗提物的抑菌效果更好,精油对供试菌株的
EC50均小于 1. 0 mg /mL.具有两个羟基和一个六氢
吲哚结构的文殊兰属植物生物碱具有抗疱疹病毒
的作用,其作用机理为抑制细胞有丝分裂及细胞丝
伸长,并抑制细胞 DNA复制[1].
2. 5 对心血管系统的作用
实验证明,石蒜碱对蟾蜍心脏有先兴奋后抑制
的作用.对麻醉大鼠、猫、犬及兔均有降压作用,其
机制为直接扩张外周血管及抑制心脏.二氢石蒜碱
可减弱肾上腺素的升压作用,其降压机制主要是阻
止儿茶酚胺的释放,但对大鼠去甲肾上腺素的升压
作用无显著影响[1].
2. 6 抗过敏反应
文殊兰中的生物碱和西南文殊兰的总提取物
都有抗过敏反应的作用.磷脂酰石蒜碱通过与葡聚
糖的联合作用显著保护由吐温 - 80 引起的肥大细
胞脱颗粒,其机理是调节细胞膜内外 Ca2 +的浓度,
从而抑制过敏物质的释放,从而治疗过敏反应[3].
2. 7 毒性
文殊兰属植物中含有一类有毒生物碱菲啶衍
生物,误食可引起厌食和恶心呕吐,甚至会引起因
中枢神经系统麻痹和虚脱而导致的死亡;小鼠皮下
注射、灌服和腹腔注射石蒜碱的 LD50分别为 145、
344 和 112. 2 mg /kg[14 - 17].
3 结 语
综上所述,文殊兰属植物含有生物碱类、黄酮
类、酚类等多种化学成分和抗肿瘤、抗病毒、解热镇
·72·第 1 期 张 洁:文殊兰属植物化学成分提取分离及其生物活性
痛等药理作用.文殊兰属植物作为石蒜科植物的主
要分支,具有良好的药用价值和观赏价值,尤其是
其中的石蒜碱已经被证明有着广泛的药理活性,如
石蒜碱具有抑制肿瘤细胞的活性;石蒜碱 - 1 - O
- β - D -葡萄糖苷能激活腹水瘤细胞、脾淋巴细
胞和肥大细胞等;石蒜碱还能抑制鼠细胞中 DNA
和蛋白质的合成;磷脂酰石蒜碱能抑制过敏物质的
释放.然而,该属植物所含的其他化学成分及其药
理作用的研究报道并不多. 因此,进一步阐明该属
植物所包含的化学成分及其药理作用和主要机制
是非常有必要的.对文殊兰属植物系统和全面的研
究也将为天然药物的开发奠定理论基础.
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