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人参皂苷衍生化及其抗肿瘤构效关系研究进展
人参皂苷为三萜类化合物,其某些衍生物在抑制肿瘤细胞生长或转移、诱导肿瘤细胞凋亡和分化、逆转肿瘤多药耐药等药理活性方面强于人参中主要的原生皂苷,人参皂苷衍生物作为抗肿瘤药物具有研究价值和开发前景.本文对人参皂苷衍生化的方法、主要衍生物及其抗肿瘤构效关系进行归纳总结,为新的抗肿瘤药物研究和开发提供参考.
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人参皂苷生物合成相关糖基转移酶研究基本策略及进展
人参、西洋参和三七等传统中药材因其广泛且良好的药理活性一直倍受关注,而人参皂苷是其主要活性成分.糖基转移酶是催化人参皂苷生物合成后一步的关键酶.人参皂苷苷元经过糖基转移酶的修饰,产生了复杂多样的人参皂苷,从而具有广泛的药理活性.目前人们已通过合成生物学技术实现了人参皂苷苷元和稀有人参皂苷compound K的合成.人参皂苷苷元的糖基化作为人参皂苷生物合成途径的后一步,是整个合成途径中重要的环节之一,近年来也取得了一些研究进展.本文介绍了人参皂苷生物合成途径中相关糖基转移酶研究的基本策略,并对相关进展进行了综述,为人参皂苷生物合成途径的深入解析及通过合成生物学途径获得人参皂苷提供理论参考.
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人参皂苷Rg1和Rb1促进PC12细胞释放谷氨酸的作用机制
目的 研究人参皂苷(ginsenosides)Rg1和Rb1促进PC12细胞释放谷氨酸作用的机制.方法 HPLC法测量PC12细胞释放谷氨酸的含量.细胞免疫染色法和Western blotting法检测人参皂苷Rg1和Rb1对突触蛋白(synapsins)磷酸化水平的影响.结果 人参皂苷Rg1(10 μmol·L-1)和Rb1(10 μmol·L-1)均可明显促进PC12细胞中谷氨酸的释放.加入蛋白激酶A(PKA)抑制剂H89可抑制Rb1诱导的谷氨酸释放增加;但H89不能抑制Rg1诱导的谷氨酸释放增加.Rb1可升高PC12细胞中突触蛋白的磷酸化水平,H89可抑制这种作用;而Rg1对突触蛋白磷酸化水平无明显作用.结论 Rb1可介导PKA活化以诱导突触蛋白磷酸化升高,进而引起谷氨酸释放增加;并提示Rg1促进谷氨酸释放的作用可能与突触蛋白磷酸化无关.
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扣子七中人参皂苷的HPLC-MS-MS方法研究
扣子七为五加科人参属植物大叶三七 Panaxjaponicus C.A.Mey.var.major(Burkill)C.Y.Wu et K.M.Feng的干燥根茎,分布于云南,重庆,湖北等地[1].在渝东鄂西,扣子七用于养阴,清肺,散淤,止血,定痛[2],其化学成分的研究尚未见报道.
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人参皂苷Rg1和Rb1对UVB照射引起的HaCaT细胞损伤的保护作用
过量紫外线辐射是危害人类健康的环境因素之一,它对皮肤的损伤更为显著,可以引起皮肤损伤等一系列生物反应[1～3].日光中的紫外线辐射到地面后主要是中波紫外线(UVB,波长280～320 nm)和少量的长波紫外线(UVA,波长320～390 nm),UVB对DNA嘧啶二聚体的形成、诱发突变等方面的生物学效应远大于UVA.环境污染、臭氧层稀薄等因素导致人类受到辐射增多的危险.
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超高压液相/电喷雾-LTQ-Orbitrap质谱联用技术分析三七根中皂苷类成分
建立三七药材的UPLC-ESI-HRMS定性分析方法.采用Kinetics色谱柱,梯度洗脱,经DAD检测器后采用ESI-LTQ-Orbitrap质谱负离子模式采集,三七成分的一级全扫描离子在离子阱内进行CID多级质谱,FT检测高分辨质谱数据进行分析.结果表明三七皂苷成分分离良好,根据多级质谱碎片信息和精确相对分子质量信息,结合文献,从三七中鉴定分析了43个成分,并首次从三七中检测到新型的三七皂苷母核和乙酰取代皂苷成分.本方法分离度良好、灵敏度高,可用于三七药材的定性分析,并有助于对三七进行进一步的活性成分研究和质量控制.
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中国产西洋参品质变异及生态型划分
中药材品质差异及生态型分类是道地药材研究的重要科学问题.由于我国多样的自然环境条件,形成了独有的多道地、多产地现象.中国是西洋参世界三大主产地之一,已有300多年应用和40多年的栽培历史,随着长期生产实践,形成了东北、北京、山东三大主产区.不同产地西洋参在特定的生态环境下长期适应形成较为稳定的品系(不同的生态型),然而引起西洋参品质变异的生态机制却不清楚.本文对中国西洋参三大主产区东北、北京、山东4年生西洋参的8种人参皂苷(Rg1、Re、Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Rg2)含量进行超高效液相(UPLC)色谱法分析,应用“中药材产地适宜性分析地理信息系统”(geographic information system for traditional Chinese medicine,TCMGIS)的生态因子空间数据库,获得采样区温度、水分、光照等9个生态因子数据;按土壤理化性质常规方法测定土壤样品中的有效硼、有效铁等微量元素和速效氮、速效钾等有效养分.运用生物统计、数量分类等分析方法,首次对中国产西洋参进行生态型划分.结果表明中国产西洋参分为人参皂苷Rb1-Re山海关外型和Rg2-Rd山海关内型两大化学生态型;在气候特征上亦相应存在山海关内(北京、山东)与山海关外(东北)两种类型,表明西洋参的化学生态型的形成与分化与其所在气候地理环境变异相关,同时探讨了三大主产区的生态变异规律,总结并提炼了两大生态型的气候特征和土壤特征,探讨了两大生态型形成及品质差异形成的生态机制.该结果为研究中国不同产地西洋参品质变异及生态适应提供了实验证据,加深了对西洋参道地药材形成的生物学本质认识,为同类多产地、多道地中药材生态型研究模式提供了参考;同时为提高西洋参品质,进行适宜的生态区划和保障西洋参产业化发展具有重要指导意义.
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一测多评法同步测定人参和三七药材中多种人参皂苷的含量
通过建立人参皂苷 Rb1 与其他 8 种皂苷间的紫外相对校正因子(RCF),实现只用一个对照品测定人参和三七药材中多个人参皂苷类成分的含量,以解决人参等药材质量控制中,对照品供应不足问题.结果表明,在一定的线性范围内,人参皂苷 Rb1 与Rg1、 Re、 Rf、 Rh1、 Rc、 Rb2、 Rb3、 Rd间的RCF值分别为1.400, 1.215, 1.517, 1.801, 0.944, 1.012, 1.143, 1. 135,且在不同实验条件下重现性良好(RSD=0.30%～3.9%).本方法只需测定人参和三七药材中 Rb1 的含量,其余人参皂苷含量由其 RCF 值计算得到,实现一测多评;并与常规外标法比较,两种药材中一测多评法与外标法所得结果均无显著性差异;所建立的校正因子可同时用于人参及三七药材及其相关产品的定量分析及质量评价.
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中药三七高效液相色谱特征研究
目的 建立中药三七的高效液相色谱特征谱.方法 运用加压溶剂提取、HPLC-DAD分析28个不同产地的三七药材,所得的图谱采用中国药典委员会开发的"中药色谱指纹图谱相似度评价系统(Version 2004A)"软件进行分析.结果 28个三七样品色谱图中各色谱峰分离良好,从中确定了13个特征峰,其中8个主要色谱峰经对照品确认,所有药材色谱图与软件生成的对照谱相似度为0.982±0.008(RSD=0.78%).结论 该方法简便、重现性好、具可操作性,可科学评价及有效控制三七药材质量.
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人参皂苷生物合成研究进展
人参皂苷是名贵药材人参和西洋参等人参属植物的主要有效成分,具有较好的抗肿瘤、抗炎、抗氧化和抑制细胞凋亡等药理活性.但人参皂苷在人参和西洋参中含量很低,大大限制了其开发与应用,利用生物技术手段合成人参皂苷并提高其含量已成为研究热点.近年来通过组织培养和生物转化进行人参皂苷生物合成的研究取得了一些进展.在人参皂苷生物合成途径解析及其反应机制研究方面,目前已从人参属植物中克隆到20多个与人参皂苷生物合成相关的基因并进行了功能验证,为通过合成生物学技术生产人参皂苷提供了基本的元器件.本文就以上几个方面的研究进展进行综述,为人参皂苷生物合成途径及其调控的深入研究提供理论依据.
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人参皂苷合成生物学关键元件HMGR基因克隆与表达分析
3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme-A reductase,HMGR)是甲羟戊酸途径中的第一个限速酶,直接催化人参皂苷的生物合成,是人参皂苷合成生物学研究中的重要元件之一.本研究克隆了人参(Panax ginseng)中一个新HMGR(命名为PgHMGR2)的编码区序列,并对其编码的蛋白进行生物信息学预测及基因表达分析.PgHMGR2与GenBank中的另一条人参HMGR的序列同源性仅为71.6％,因此,PgHMGR2是人参中HMGR基因家族的一个新成员.PgHMGR2基因全长1 770 bp,编码589个氨基酸残基.生物信息学预测PgHMGR2编码蛋白不含信号肽,包含两个跨膜区,具有HMGR催化作用的活性中心结构域.PgHMGR2编码蛋白与西洋参(Panax quinquefolius)的HMGR (GenBank登录号为ACV65036)具有99％的序列相似性.实时荧光定量PCR检测到PgHMGR2在人参花中表达量高,其次为叶和根,茎中表达量低.本研究是国内外首次获得的人参PgHMGR2基因的全长序列,为进一步鉴定PgHMGR2的功能及开展人参皂苷的合成生物学研究奠定基础.
关键词： 3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶 人参 人参皂苷 合成生物学 -
创建酿酒酵母细胞工厂高效生产人参皂苷前体达玛烯二醇Ⅱ
人参皂苷是名贵药材西洋参和人参的主要活性成分,其中达玛烯二醇Ⅱ为人参皂苷类成分生物合成途径中的重要中间体.为构建高产人参皂苷前体达玛烯二醇Ⅱ的细胞工厂,本研究在优化过甲羟戊酸途径(MVA途径)工程菌的基础上,通过基因模块组合优化的方法获得能显著提高三萜前体的功能模块C30-M:分别由丹参法尼基焦磷酸合酶(SmFPS)和拟南芥鲨烯合酶(AtSQS2)组成,其鲨烯的含量能达到67.4 mg·g-1,约占细胞干重的6.74％;在进一步工作中,发现来源于拟南芥的2,3-环氧鲨烯合酶(AtSQE2)能提高下游中间体羊毛甾醇的产量到47.9 mg·g-1,为对照菌含量的22倍;然后,通过调控达玛烯二醇Ⅱ合酶基因的表达和采用反义RNA技术对麦角固醇合成途径中的ERG7基因进行调控及发酵工艺优化等策略,首次将三萜合成通量提高到10 g·L-1级别,创建出产量能达到15 g·L-1达玛烯二醇Ⅱ的高效酵母细胞工厂,为达玛烷型人参皂苷的产业化合成奠定了坚实的基础.
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人参皂苷预处理对急性肺损伤大鼠肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-6及白细胞介素-10水平的影响
目的 研究人参皂苷预处理对内毒素(脂多糖)所致急性肺损伤(ALI)大鼠的保护机制.方法 按雌雄对半将成年大鼠按体重随机分为4组(每组10只):空白组、模型组、人参皂苷组和对照组.造模前3天,人参皂苷组腹腔注射人参皂苷100 mg·kg-1,每天1次,连用3d;造模前1天,对照组腹腔注射甲强龙40 mg·kg-.空白组给与等量的0.9％ NaC1.3组均(空白组以外)腹腔注射脂多糖5 mg·kg-1复制大鼠ALI模型.检测大鼠R动脉血氧合指数(PO2/FiO2)与肺泡灌洗液(BALF)中蛋白含量,用ELLISA检测大鼠BALF中肿瘤坏死因子d(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)和白细胞介素-10(IL-10)表达水平.结果 PaO2/FiO2:与空白组的(485.49±20.71)mmHg比较,模型组为(269.29±13.61)mmHg,差异有统计学意义(P＜0.01).与模型组比较,人参皂苷组和对照组分别为(379.74±15.06),(398.08±16.89)mmHg,差异均有统计学意义(均P ＜0.01).BALF中蛋白含量:与空白组的(39.00 ±5.00)μg·mL-1比较,模型组为(3.69±3.86).μg·mL-1,差异有统计学意义(P＜0.01).与模型组比较,人参皂苷组和对照组分别为(77.00±6.00),(97.00±11.00)μg·mL-1,差异均有统计学意义(均P ＜0.01).BALF中TNF-α、IL-6和IL-10水平:与空白组的(218.85±7.36),(10.84±1.66),(50.00±7.21)ng·L-1比较,模型组分别为(505.78±7.60),(61.55±4.08),(94.76±3.58)ng·L-1,差异均有统计学意义(均P ＜0.01).与模型组比较,人参皂苷组和对照组分别为(346.42±11.24),(338.14±5.37) ng·L-1;(42.49±1.26),(40.07±2.60) ng· L-1;(114.22±2.58),(119.07±4.08)ng· L-1,差异均有统计学意义(均P＜0.01).结论 人参皂苷可能通过上调IL-10的表达及下调TNF-α与IL-6的表达来保护大鼠的急性肺损伤.
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当归和黄芪提取物对大鼠体内人参皂苷吸收的影响
目的 研究当归和黄芪提取物对大鼠体内人参皂苷吸收的影响.方法 取SD雌性大鼠12只,按照体重随机分成4组:人参-实验组(人参提取物8.0 9·kg-1·d-1)、当归-实验组(当归提取物3.2g· kg-1·d-1)、黄芪-实验组(黄芪提取物16.0g·kg-1 ·d-1)、联合-实验组(人参提取物8.0g·kg-1·d-1+当归提取物1.6g·kg-1 ·d-1+黄芪提取物8.0g·kg-1·d-1),每组3只.次日灌胃给药,在给药后1,2,3h分别眼眶取血,采用反相高效液相色谱法,测定当归-实验组、黄芪-实验组、联合-实验组和人参-实验组血浆谱中的人参皂苷Rb1、人参皂苷Rc、人参皂苷Rb2、人参皂苷Rd的峰面积(可以直接读出峰面积大小).并比较各组血浆色谱图的差异.结果 联合-实验组的人参皂苷Rb1、人参皂苷Rc、人参皂苷Rb2、人参皂苷Rd含量比人参-实验组中的高(只有直观面积但无计量资料).结论 当归和黄芪提取物对人参皂苷的吸收有一定的促进作用.
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人参与麦冬配伍后人参皂苷含量变化的研究
目的 研究人参与麦冬配伍后不同制备条件对人参皂苷Rg1、Re、Rb1含量的影响.方法 用高效液相色谱法测定人参配伍麦冬后水煎液、浓缩膏、不同温度下干燥细粉中人参皂苷的含量.结果 两者配伍后,浓缩干燥是人参皂苷类成分损失多的制备方法.结论 人参与麦冬配伍干燥温度不宜高于60℃.
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一测多评法在复方丹参片皂苷类成分检测中的应用研究
目的:将一测多评法应用于复方丹参片中三七皂苷R1、人参皂苷Rg1、人参皂苷Re和人参皂苷Rb14种皂苷类成分的HPLC含量测定,并建立其方法学的考察模式.方法:采用HPLC法测定4种活性皂苷成分之间的相对校正因子,分别以这4种成分中的任一种作为参照成分计算复方丹参片中皂苷类成分的含量,同时与外标法实测值进行比较,并对其重现性进行考察,评价一测多评法的准确性.结果:建立的相对校正因子重现性良好,复方丹参片中以4种皂苷中任一种为参照成分的一测多评法与外标法所得结果均无显著性差异.结论:一测多评法可作为一个新的质量评价模式用于复方丹参片中皂苷类成分的检测.
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中药化学“武功秘籍”
对于中药化学这门课程,如果备考时间在2个月以上,建议从化合物结构分类、特征性化合物结构记忆、常用鉴别反应及鉴别机理、分离方法、紫外红外图谱进行整理,通过其逻辑性进行掌握,并通过真题检验、纠错.如果备考时间在1个月左右,建议与真题相结合,掌握常考化合物(薄荷醇、青蒿素、大黄素、紫杉醇、麻黄碱、人参皂苷)的结构及常见鉴别反应、特征性分离手段,其中黄酮、挥发油、三萜皂苷、甾体皂苷、生物碱是常考内容,需要特别注意,同时,积累记忆相应化合物具有的共性物化特征,在考试时可以起到举一反三的效果.
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人参皂苷Rd及其C12手性异构体对缺氧/再复氧后蛋白酪氨酸磷酸化的抑制作用
目的探讨人参皂苷RdC12手性碳构型改变与其药理活性的关系.方法建立牛主动脉内皮细胞(BAEC)缺氧/再复氧(H/R)损伤模型;MTT法研究Rd及Rd C12手性异构体(12-epi-Rd)对H/R损伤BAEC的保护作用;Western印迹法检测蛋白酪氨酸磷酸化(TPP)水平,研究二者对H/R损伤BAEC的TPP水平的影响.结果0.5～64μmd·L-1的Rd及12-epi-Rd能浓度依赖性的保护H/R损伤的BAEC,二者所能达到的大存活率分别为(72.7±1.5)%和(70.0±1.5)%,EC50分别为(1.06±0.19)和(1.88±0.55)μmd·L-1(P＜0.05).Rd及12-epi-Rd均可抑制H/R引起的TPP水平的提高,浓度为1,4,16μmol·L-1时,Rd的抑制率分别可达(24.3±6.8)%,(52.6±8.7)%及(73.4±11.4)%;而12-epi-Rd的抑制率分别可达(12.8±4.4)%,(24.1±10.3)%及(42.5±13.0)%,二者在三个浓度点的抑制率均有显著性差异(P＜0.05).结论人参皂苷Rd C12手性碳构型的改变对其保护H/R损伤BAEC的作用及抑制H/R诱导的TPP水平增强的作用有一定的影响.Rd C12手性碳构型改变明显降低其抑制TPP增强的作用可能是其保护作用下降的重要原因之一.
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人参皂苷Rb1和Rd对不同类型记忆障碍模型小鼠学习记忆功能的影响
分别以东莨菪碱,环己米特和乙醇致小鼠获得性,巩固性和再现性记忆障碍,用跳台实验观察人参皂苷Rb1和Rd对学习记忆功能的影响. 结果表明,人参皂苷Rb1(100, 50 mg*kg-1, ig)和人参皂苷Rd(20, 10 mg*kg-1, ip)每天上午9:00给药1次,连续给药7 d,对东莨菪碱和环己米特所致的小鼠获得性及巩固性记忆障碍均具有明显的改善作用,而对乙醇所致的小鼠记忆再现障碍则无明显影响. 结果表明,人参皂苷Rb1(ig)和Rd(ip)对小鼠学习记忆功能有增强作用.
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银杏内酯、刺五加皂苷和人参皂苷诱导PC12细胞缺氧诱导因子-1α表达
目的缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)在介导心肌和脑低氧/缺血的适应性反应中起重要作用,本文研究银杏内酯、刺五加皂苷和人参皂苷的药理作用机制是否与HIF-1α表达及其相关信号通路有关.方法MTT比色法观察PC12细胞活性,蛋白质免疫印迹法分析PC12细胞HIF-1α及磷酸化细胞外信号调节激酶1/2(p-ERK1/2)蛋白表达,RT-PCR观察HIF-1α mRNA表达.结果一定浓度范围的银杏内酯、刺五加皂苷或人参皂苷均可促进PC12细胞的活性,在浓度分别为37.5,50和60 mg·L-1时达好效果;银杏内酯(37.5 mg·L-1)、刺五加皂苷(50 mg·L-1)或人参皂苷(60 mg·L-1)处理PC12细胞24 h均可诱导p-ERK1/2和HIF-1α表达增高,且引起HIF-1α mRNA表达水平的上调,提示HIF-1α蛋白水平的增高与其合成增加有关.结论银杏内酯、刺五加皂苷和人参皂苷均可诱导PC12细胞表达HIF-1α,该作用可能与激活MAPK信号通路有关.
