豆科木蓝属植物化学成分和生物活性研究进展

豆科木蓝属植物化学成分和生物活性研究进展【摘要】本文对近几十年来国内外对豆科木蓝属植物的化学成分、生物活性及临床应用研究进展等进行了综述。【关键词】木蓝属；化学成分；生物活性；硝基丙酰基类化合物木蓝属(Indigofera)是豆科蝶形花亚科中的一个大属，全世界约有700种，广泛分布于热带及亚热带地区，其分布主要集中于热带非洲，约300余种。它有几个分布中心，亚洲东部是其中之一，其中我国有80种8变种，主产我国西南部及南部，主要分布于云南、贵州、四川、广东、广西、台湾及长江流域诸省，仅少数种可延伸到东北、内蒙古等地区[1]。木蓝属许多植物被用作野生牧草，因此国外对木蓝属植物化学成分的研究，主要集中在其地上部分如茎、叶、种子等的研究；在中国，木蓝属多种植物的根在不少地方作为中药山豆根的代用/习用品。本次就国内外对豆科木蓝属植物的化学成分和生物活性研究进行了综述，并主要侧重于最近五年来的研究进展。1.木蓝属植物的化学成分研究近几十年来，国内外对木蓝属植物进行的化学成分研究并不多，大约只涉及了二十种植物，下面简单介绍木蓝属中已进行成分研究的植物种类及其研究部位。1．I.arrecta(叶)、2．I.Aspalathoides(全草)、3．I.Carlesii(根)、4．I.Dendroides(叶)、5．I.Endecaphylla(全草)、6．I.Hebepetala(花、叶)、7．I.Hetrantha(全草)、8．I.Hirsuta(叶)、9．I.Kirilowii(叶、根)、10．I.Linifolia(种子)、11．I.Linnaei(地上部分、种子)、12．I.Longeracemosa(茎)、13．I.Mengtzeana(茎)、14．I.Microcarpa(叶)、15．I.Mysorensis(叶)、16．I.Oblongifola(根、茎、叶)、17．I.psendotinctoria(茎)、18．I.Spicata(全草)、19．I.Suffruticosa（全草)、20．I.Tinctoria(地上部分、种子、荚)。木蓝属植物的化学成分多样，迄今已从该属植物中获得了多种类型的化合物，下面简单介绍。1.113-硝基丙酰基葡萄糖类化合物3-硝基丙酰基葡萄糖类化合物(3-NPG)是木蓝属植物的特征成分之一，它是一类白色的有毒化合物，通常存在于一些较高等的植物种属，如豆科、金虎尾科、榛科的某些植物中，近年来在一些昆虫成虫的分泌物中也发现了此类化合物。相关研究表明，豆科木蓝属Indigofera、紫云英属Astragalus多种植物和叶甲亚科Chrysomelinae昆虫成虫的分泌物中均含有大量的此类物质。迄今已从木蓝属植物中分离出13个此类化合物，主要包括3-硝基丙酸和3-硝基丙酰基吡喃葡萄糖的一、二、三、四取代物等。其中包括α-吡喃葡萄糖的取代物和β-吡喃葡萄糖的取代物两大类型。3-硝基丙酸：NO2CH2CH2COOHα-吡喃葡萄糖的取代物1.6-0-(3-nitropropanoyl)-α-β-glucopyranose[2]2.2,6-O-(3-nitropropanoyl)-α-D-g1ucopyranose[2、3](Coronarian)3.4,6-di-O-(3-nitropropanoyl)-α-D-glucopyranose[4]4.1,2,6-O-(3-nitropropanoyl)-α-D-glucopyranose[4](Coronillin)5.2,3,6-O-(3-nitropropanoyl)-α-D-glucopyranose[3](Corollin)6.3,4,6-tri-O-(3-nitropropanoyl)-α-D-glucopyranose[4]7.2,3,4,6-tetra-O-(3-nitropropanoyl)-α-D-91ucopyranose[4-5]8.KirilowinA[6](R=COCH2CH2N02)9.KirilowinB[6](R=H)β-吡喃葡萄糖的取代物：1.6-O-(3-nitropropanoyl)-β-D-glucopyranose[2]2.1,2,6-O-(3-nitropropanoyl)-β-D-glucopyranose[4](Karakin)3.1,2,4,6-O-(3-nitropropanoyl)-β-D-glucopyranose[4](Hiptagin)1.2黄酮类化合物据文献报道，豆科植物中含有大量的黄酮类化合物[7]，目前已经从木蓝属植物中分离得到了黄酮、花色素、二氢黄酮、二氢异黄酮、橙酮等类型的黄酮类化合物，其中主要是黄酮苷。母核表1-1木兰属植物中的黄酮类化合物Table1-1flavonoidsinIndigofera取代基化合物5-OH;3-Glc;7,2’，5‘-OH3HetranthinsB[9]5，7，4’-0H芹菜素[10]5，7，3’,4’-OH木犀草素[10]5，7，4-OH;4’-OCH3刺槐素[11]5，4’-OH;7-Glc2-Rha野漆树苷[12]5-OH;7，4’-Glc芹菜素-7,4’-双葡萄糖[12]取代基化合物3，5，7，2’，4’-OH桑色素[13]3，5，7，3’，4’-OH槲皮素[10\13]3，7，3’，4’-OH漆黄素[13]5，7，3’，4’-OH;3-O-Glc6-Rha芦丁[14]3，5，7，4’-OH山奈酚[10\11]3，7，4’-OH山奈酚5-脱氧-山奈酚[15]3，5，4’-OH;7-All山奈酚-7-阿洛糖[15]3，5，4’-OH;7-Rha山奈酚-7-鼠李糖苷[16]5，4’-OH;3，7-Ara山奈酚-3,7-双阿拉伯糖[15]5，4’-O;3-Ara(P);7-Rha(p)山奈酚-3-O-α-L-阿拉伯糖(p)-7-O-α-L-鼠李糖苷[16]5，4’-OH;3-Rha(P);7-Ara(P)山奈酚-3-O-α-L-阿拉伯糖(p)-7-O-α-L-阿拉伯糖苷[16]5，7，4’-OH;3-O-G1c6-Rha山奈酚-3-沪芸香糖苷[17]5，7，4’-OH;3-Glc2-Rha山奈酚-3-新陈皮苷[12]7，4’-OH;3，5-Gal山奈酚-3，5-β-O-二-半乳糖苷[18]5，4’-OH;3-Gal2-Rha;7-Ara山奈酚3-O-α-L-鼠李糖(1-2)-β-D-半乳糖苷-7-O-α-L-阿拉伯糖苷[15]5，4’-OH;3-Gal6-Rha;7-Ara山奈酚3-O-α-L-鼠李糖(1-6)-β-D-半乳糖苷-7-O-α-L-阿拉伯糖[15]表1-2木兰属植物中的二氢黄酮类化合物Table1-2flavanonesinIndigofera取代基化合物7，4’-OH甘草素[19]7，3’，4’-OH7，3’，4’-三羟基黄烷酮[7]3，3’，4’，5，7-OH3，3’，4’，5，7-五羟基黄烷酮[7]3’，4’-OH;7-OCH33’，4’-二羟基-7-甲氧基黄烷酮[19]HetranthinsA[9]3’，4’，6-三羟基橙酮[19]矢车菊素[15]Indigocarpan[20]鱼藤酮[21]R=OH(β)灰叶素[21]R=H鱼藤素[21]Louisfieserone[6\22]1.3萜类及甾醇类化合物从木蓝属植物中分离出一些萜类及甾醇类化合物。Indigoferabietone[23]熊果酸[13]R=CH3羽扇醇[3]R=Hβ-谷甾醇[19]R=COOH白桦脂酸[3]R=Glc胡萝卜苷[19]豆甾醇一3—0-葡萄吡喃糖[2]1.4酚酸类化合物从木蓝属植物中分离得到了多酚、酚酸及其脂类化合物，有姜黄素、咖啡酸和几个苯甲酸的衍生物。R1，R2=CH3姜黄素[19]R1=H;R2=CH3去甲基姜黄素[19]R1=H;R2=H二去甲基姜黄素[19]1.5其他化合物木蓝属的植物比较多，因此其化学成分也较为复杂。除了上述化合物，还有其他类型的化合物。如：三十烷醇[22]、靛蓝[27]、D-(+)-松醇[22]、(+)-lyoniresinol-4，4’-双-O-β-D-吡喃葡萄糖苷[8]、1-[(3一甲基丁酰基)phloroglucinyl]β-D-吡喃葡萄糖苷[8]等2.木蓝属植物的药理作用及临床应用研究木蓝属植物种类多，化学成分复杂，因此药理作用及临床应用也相当广泛。尤其中国，木蓝属多种植物的根在不少地方作为中药山豆根的代品/习用品，俗称木蓝山豆根，用于清热解毒、消肿利咽、补虚等且用药历史悠久，疗效确切。2.1抗茵作用木蓝属植物在我国不少地方作为中药山豆根的主要代用品/习用品之一，用于治疗咽炎、急性扁桃腺炎、咽喉肿痛等，提示此类植物应该具有抗菌消炎的作用，且现代药理实验也证明了各种来源的山豆根确具有抗菌、抑菌作用。郭济贤[29]等曾对各种来源的山豆根类生药的水煎剂进行抑菌、抗炎试验，结果表明各种植物来源的山豆根在消肿利咽方面的功效一致，其中木蓝山豆根(土豆根)的抑菌作用最强，能抑制革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的生长，对呼吸道感染菌如金黄色葡萄糖球菌、B一链球菌和草绿色链球菌有效，对肠道感染菌如福氏痢疾杆菌、副伤寒乙杆菌等也有效。但木蓝山豆根无抗炎作用[30]。M．UmarDahot等[31]将木蓝属植物上I.oblongifolia的叶子水提物进行了抗菌和抗真菌活性的试验。结果显示，该植物叶子的水提物具有显著的抗革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌及抗真菌的活性，但对埃希氏大肠杆菌、克雷白产气菌和棒曲青霉菌无效。抗菌活性物质为该植物中的蛋白。从印度植物I.ongeracemosa中分离得到的二萜类化合物indigoferabietone在抗菌和抑菌实验中显示，对普通变形杆菌和埃希氏大肠杆菌等具有显著的抑制作用[23]。从I.microcarpa中分离得到的2-(2’-OH-4’-MeO-phenyl)-3-Me-6-MeO-benzofurans表现出微弱的抗细菌活性，而2-(2’-OH-4’-MeO-phenyl)-3-Me-5,6-diaxymethylenebenzo[b]furans具有抗真菌活性[32]。R4=H;R2,R5=OHGenetisicacids[15]R2=H;R4,R5=OH原儿茶酸[24]Rl=benzyl;R2=H安息香苯甲酯[26]Rl=benzyl;R2=OCH3邻甲氧基苯甲酸甲酯[26]R3,R4=OH咖啡酸[12]R3=H;R4=OCH3对甲氧基肉桂酸[24]此外，I.dendroides的新鲜叶子甲醇提取物在抗菌试液中也表现出广谱抗细菌及抗真菌的活性[33]。2.2抑制环氧合酶和脂氧合酶作用环氧合酶Cycloxygenase(COX)和脂氧合酶Lipoxygenase(LOP)是花生四烯酸(从)代谢途径中非常重要的两个酶，从经环氧合酶途径代谢产生前列腺素或经脂氧合酶途径代谢产生白三烯，而前列腺素和白三烯被认为是一组作用极强的致炎因子，可引起支气管平滑肌强烈而持久的收缩、血管通透性增加，并有很强的趋化作用。因此，抑制环氧合酶和脂氧合酶作用在一定程度上可改善支气管哮喘、炎症等症状。从I．aspalathoidesVahl．的三氯甲烷提取物中分离得到的新化物Indigocarpan和己知化合物mucronulatol具有抑制环氧合酶的作用，紫檀素母核是该化合物的药效基团。另外，Indigocarpan和mucronulato在体外试验中还表现出抗氧化活性[20]。从I.hetrantha植物全草的甲醇提取物中分离得到四个黄酮类化合物HetranthinsA，HetranthinsB，7，3’，4’-trihydroxyflavanone和3，5，7，3’，4’-pentahydroxyflavanone，它们均具有抑制脂氧合酶的作用。其抑制率呈剂量依赖性增强，最大抑制率可达70％以上，是良好的脂氧酶抑制剂[9]。2.3保肝作用木蓝属植物I.tinctoria地上部分的石油醚提取物中的生物活性成分靛蓝酮indi