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五味子属萜类成分及其生物活性
作者:赵利琴    
作者单位:淮阴师范学院,江苏 淮安 223001

《时珍国医国药》 2008年 第1期

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       【摘要】 
       对五味子属植物的分布、萜类成分、生物活性等方面的研究作了综述;并根据萜类成分的结构按其所属的基本骨架进行了分类整理,为五味子属药用植物的系统分类提供有价值的化学依据,并为全面评价该科植物的药用价值提供参考。
       【关键词】  五味子属 萜类成分 生物活性
       Advanced Research on Terpenoids in Schisandra and their Biological Activity
       ZHAO Liqin
       (Department of Biology, Huaiyin Normal College, Huaian, Jiangsu 223001, China)
       Abstract:The article has summarized the distribution, terpenoids and biological activity of Schisandra; has put Schiseundra in order according to its affiliated basic skeleton and the structure of the terpenoids composition. The review provided valuable chemical information for Schisandra and offered reference for estimating medical effect of the genus in an all-round way.
       Key words:Schisandra;  Terpenoids;  Biological activity
       
       五味子属Schisandra Michx. 约30种,主产于亚洲东部和东南部, 仅1种产于美国东南部。我国约有19种,南北各地均有。本属多数种类药用,茎皮纤维柔韧,可作绳索。茎、叶、果实可提取芳香油[1]。
       
       本文就五味子属萜类成分的植物来源、结构特征和生物活性作一概述,为五味子属药用植物的系统分类提供有价值的化学依据,并为全面评价该属植物的药用价值提供参考。
       1  五味子属植物样品来源产地
       
   
       五味子属植物中已见萜类成分报道的植物种类及产地见表1。
       表1  五味子属植物种类材料来源及产地 (略)
       2  五味子属萜类成分的结构特征
       
   
       在五味子属植物中存在的萜类成分有单萜、倍半萜和三萜, 其基本骨架见图1~3[2,3]。
       2.1  单萜(monoterpenoids) 五味子属植物中存在的单萜有无环单萜、单环单萜和双环单萜。
       2.1.1  无环单萜五味子科中无环单萜的基本骨架是只有月桂烷(myrceane)1种(见图1-1)。其萜烯有月桂烯(myrcene)和罗勒烯(ocimene), 含氧衍生物有芳樟醇(linalool)、乙酸芳樟酯(linalyl acetate)和香茅醇(citronellol)。
       2.1.2  单环单萜五味子属植物单环单萜的基本骨架类型只有薄荷烷(menthane) 1种(见图1-2)。其萜烯有柠檬烯(limonene)、水芹烯(phellandrene)、松油烯(terpinene)、异松油烯(terpinolene)和对伞花烃(p-cymene); 其含氧衍生物有松油醇(terpineol)、松油烯-4-醇(terpinen-4-ol) 和乙酸松油醇酯(terpinyl acetate)。
       2.1.3  双环单萜五味子属植物双环单萜类基本骨架类型有5种, 分别是侧柏烷(thujane)、蒈烷(carane)、蒎烷(pinane)、莰烷[樟烷](camphene)、异莰烷(Isocamphene) (见图1-3~7)。具侧柏烷结构的有侧柏烯(thujene)和香桧烯(sabinene), 具有蒈烷结构的有3蒈烯(3-carene); 具蒎烷结构的有蒎烯(pinene); 具莰烷结构的有莰烯[樟烯](camphene),含氧衍生物有乙酸龙脑酯(bornyl acetate);具异莰烷结构的有乙酸异冰片酯(iso-borneol acetate)。
       图1  五味子属单萜的基本骨架类型(略)
       2.2  倍半萜(sesquiterpenoids)五味子属植物倍半萜基本骨架类型复杂多样,有无环倍半萜、单环倍半萜、双环倍半萜、三环倍半萜和四环倍半萜。
       2.2.1  无环倍半萜五味子属植物中的无环倍半萜的基本骨架只有金合欢烷(farnesane)1种(见图2-1),其萜烯有金合欢烯(farnesene),其含氧衍生物有金合欢醇(farnesol)和橙花叔醇(nerolidol)。其中五味子的金合欢烯的相对含量在14%以上。
       2.2.2  单环倍半萜五味子属植物中的单环倍半萜的基本骨架有3种,分别是没药烷(bisabolane)、吉马烷(germacrane)、榄香烷(elemane)(见图2-2~4)。具有没药烷结构的有没药烯[防风根烯](bisabolene)和姜黄烯(curcumene) ,其含氧衍生物有没药醇(bisabolol);具有吉马烷结构的有吉马烯(germacrene),其含氧衍生物有吉马酮(germacrone);具有榄香烷结构的有榄香烯(elemene)的四种异构体。
       2.2.3  双环倍半萜五味子属植物中双环倍半萜的基本骨架有13种,分别是花柏烷(Chamigrane)、菖蒲烷(Acroane) 、檀香烷(Santalane)、佛手柑烷(Bergamotane) 、花侧柏烷(Cuparane)、杜松烷(Cadinane)、雪松烷(Himachanlane)、愈创木烷(Guaiane)、桉叶烷(Eudesmane)、艾里莫芬烷(Eremophilane)、瓦伦烷(Valencane)、石竹烷 [丁香烷](Caryophyllane)和双环吉马烷(Bicyclogermacrane) (见图2-5~17)。
       
       具有花柏烷结构的有花柏烯(chamigrene), 华中五味子中的α-花柏烯(α-chamigrene)的相对含量达15.64%,五味子中的β-花柏烯(β-chamigrene)的相对含量达9.21%; 具有菖蒲烷结构的有二氢白菖考烯(calamenene)和菖蒲二烯(acoradiene),五味子的菖蒲二烯的相对含量达3.19%; 具有檀香烷结构的有檀香烯(santalene)及其氧化衍生物檀香醇(santalol)和檀香酮(santalanone),五味子和华中五味子的α-檀香烯(α-santalene)的相对含量分别是6.08%和3.98%; 具有佛手柑烷结构的有佛手柑油烯(bergamotene); 具有花侧柏烷结构的有花侧柏烯(cuparene),在五味子和华中五味子中的相对含量分别为6.97%和16.82%; 陶勇等从翼梗五味子中分离得到一种具有花侧柏烷的倍半萜酸cuparenic acid;具有杜松烷结构的有杜松烯(cadinene)及其含氧衍生物杜松醇(cadinol); 具有雪松烷结构的有雪松烯(himachalene),五味子中α-雪松烯和β-雪松烯的相对含量分别为4.22%和8.44%;具有愈创木烷结构的有愈创木烯(guaiene)、古芸烯(gurjunene)、喇叭茶烯(ledene)和异喇叭茶烯(isoledene), 其含氧衍生物有异匙叶桉油醇(isospathulenol); 具有桉叶烷结构的有芹子烯(selinene); 具有艾里莫芬烷结构的有α-艾里莫芬烯(α-eremophilene); 具有瓦伦烷结构的有瓦伦烯(valencene); 具有石竹烷结构的有石竹烯(caryophyllene)、异石竹烯(isocaryophyllene)和石竹烯氧化物(Caryophyllene oxide); 具有双环吉马烷结构的有双环吉马烯(biocyclogermacrene)和异双环吉马烯(isobiocyclogermacrene)。
       2.2.4  三环倍半萜五味子属植物中三环倍半萜的基本骨架有12种, 分别是柏木烷(Cedrane)、罗汉柏烷(Thujopsane)、胡椒烷(Copane)、毕澄茄烷(cubebane)、依兰烷(Ylangane)、长叶蒎烷(Longipinane)、长叶烷(Longifolane)、广藿香烷(patchoulane) 、波旁烷(Bourbonane)、橄榄烷(maliane)、香木兰烷(aromadendrane)和别丁香烷(Clovane)(见图2-18~29)。具有柏木烷结构的有柏木烯(cedrene); 具有罗汉柏烷结构的有罗汉柏烯(thujopsene); 具有胡椒烷结构的有胡椒烯(copaene)和胡椒醇(copaenol),王炎等在五味子中测得胡椒烯相对含量高达31%; 具有毕澄茄烷结构的有库毕烯(cubebene); 具有依兰烷结构的有依兰油烯(muurolene)和依兰烯(Ylangene)以及氧化衍生物依兰油醇(muurolol); α-依兰烯(α- Ylangene)在五味子中的相对含量高达13.99%; 具有长叶蒎烷结构的有长叶蒎烯(longipinene); 具有长叶烷结构的有长叶烯(longifolene); 具有广藿香烷结构的有广藿香烯(patchoulene); 具有波旁烷结构的有波旁烯(bourbonene); 具有橄榄烷结构的有马啊里烯(maaliene); 具有香木兰烷结构的有香树烯(aromadendrene)、异香树烯(Isoaromadendrene)和去氢香树烯(dehydroaromadendrene); 具有别丁香烷(Clovane)结构的有别丁香烯(clovene)。
       2.2.5  四环倍半萜五味子属植物中四环倍半萜的基本骨架有两种,分别是苜蓿烷Sativane和环苜蓿烷Cylosativane.(见图2-30~31)。具有苜蓿烷结构的有苜蓿烯(sativene);具有环苜蓿烷结构的有环苜蓿烯(cyclosativene)。
       图2  五味子属三环和四环倍半萜的基本骨架类型(略)
       2.3  三萜(triterpenoids)五味子属植物中三萜的基本骨架有5种,分别是环安坦烷(cycloartane)开环-环安坦烷(seco-cycloartane)、乌苏烷(Ursane)和羊毛甾烷(Lanostane)和开环羊毛甾烷(Seco-Lanostane); 且大多以三萜酸和三萜内酯形式存在。五味子属植物中主要含羊毛甾烷型四环三萜类成分(见图3)。
       2.3.1  环安坦烷型Cycloartane五味子属植物中从红花五味子中分离得到红花五味子内酯A 、B (Rubriflordilactones A、B)、从华中五味子中分离得到的sphenadilactones A和B,以及从狭叶五味子分离得到的14种三萜化合物Lancifodilactone A-N 都是具有源于环安坦烷的降三萜骨架(bisnortripenoid backbone)的三萜内酯。存在于合蕊五味子中的Schisandronic acid和Schisanterpene B也有类似结构。
       2.3.2  开环环安坦烷型Secocycloartane从狭叶五味子分离得到的lancifoic acid A是一种开环环安坦烷型的三萜内酯。
       2.3.3  乌苏烷型Ursane五味子属植物中乌苏烷型的三萜有从球蕊五味子(Schisandra sphaerandra)藤茎得到2α,24-二羟基乌苏酸、3-乙酰基乌苏酸和乌苏酸等三萜酸。
       2.3.4  羊毛甾烷类型五味子属植物中属于羊毛甾烷类型的三萜有存在于球蕊五味子和狭叶五味子中的Nigranoic acid; 湖北利川产五味子中的表安五酸[3β-羟基-8,24-二烯羊毛甾-26(Z)酸],Schizandrolic acid和iso-Schizandronic acid,产于四川宜宾的翼梗五味子果实中的Schizandrolic acid 滇藏五味子中的occinic acid。李良等从中间五味子(Schisandra propinqua var. intermedia)中也得到了Schizandrolic acid和Schizandronic acid。
       2.3.5  开环羊毛甾烷型五味子属植物中属于开环羊毛甾烷型的三萜有产于四川宜宾的翼梗五味子果实中分离得到的满五酸(manwuweizic acid)。马志荣从滇藏五味子中分离得到的安五酸(Anwuweizonic acid)和kadsuric acid。满五酸(manwuweizic acid)和安五酸(Anwuweizonic acid)也存在于合蕊五味子Schisandra propinqua中。
       图3  五味子属三萜的基本骨架类型(略)
       3  五味子属萜类成分的生物活性
       3.1  抗HIV活性Wei-Lie Xiao等从红花五味子Schisandra rubriflora中分离得到的两种双降三萜红花五味子内酯A和B (Rubriflordilactones A和Rubriflordilactones B)显示抗HIV-1活性,红花五味子内酯A的活性较弱,红花五味子内酯B显示EC50= 9.75 microg/ml (SI=12.39)。 Rong-Tao Li等从狭叶五味子Schisandra lancifolia分离得到的Lancifodilactone F显示抗HIV 活性,EC50 = 20.69 +/- 3.31 microg/ml,敏感指数 > 6.62。狭叶五味子中的lancifodilactone H, lancifoic acid A和nigranoic acid 都在体外显示有抗HIV的活性。 Wei-Lie Xiao等从华中五味子中Schisandra sphenanthera分离得到的sphenadilactones A和具有抗HIV-1 的活性。
       3.2  抗癌活性药理实验表明满五酸(Manwuweizic acid)对Lewis小鼠肺癌、脑瘤-22和实体肝癌均有抑制作用; 安五酸(anwuweizonic acid)、 nigranoic acid 和满五酸(manwuweizic acid) 具有抗癌活性, 在体外对人蜕膜细胞和鼠黄体细胞具有较强的抑制作用(Ye-Gao Chen et al., 2001)。Rong-Tao Li等从狭叶五味子(Schisandra lancifolia)分离得到的Lancifodilactone F对 C8166肿瘤细胞具有细胞毒性 (CC50 > 200 microg/ml)。
       
       4  结语
       
   
       木兰目(Magnoliales)的五味子科(Schisandraceae)中的五味子S. chinensis为著名滋补强壮中药,其应用已有二千多年的历史, 一直为我国药典所收载,该科其它许多种也在民间广泛应用。五味子属植物的主要特征成分为萜类成分和木脂素。其中的三萜酸及内酯具有抗爱滋病毒、抗癌、抑制胆固醇生物合成和抗生育等作用。本文根据萜类成分的基本结构特征进行了深入的分析和整理,对于进一步阐明五味子及同属植物在传统中医应用中的功效及发现新的天然药物活性成分具有重要的意义,并为进一步研究植物化学成分与生物活性的对应关系设计安全、高效的新型药物提供更大帮助; 同时为在亲缘关系较近的植物中寻找新的药源提供化学依据。
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