上海大学 2010~2011学年 冬 季学期研究生课程考试 小论文
课程名称:天然产物的研究与开发 课程编号 121201903 论文题目 : 天然产物抗氧化机理的研究
研究生姓名 : 张义凯 学 号 : ******** 论文评语 :
刘桂苏成 绩 : 任课教师 :
评阅日期 :
天然产物抗氧化机理的研究
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摘要 :在崇尚自然的要求下, 近二十年来天然的食品抗氧化剂有了较快的发展。 目前已从单 纯的作为油脂和含脂食品的抗氧化剂发展到作为体内氧自由基清除剂, 以达到保护组织, 抗 病及延缓衰老的等生理作用。我国天然资源十分丰富,对天然产物的抗氧化性的深入研究, 特别是对黄酮、 多酚、多糖等天然活性物质的研究表明, 天然产物大多具有抗氧化性, 而抗 氧化性是众多生理功能的基础, 对天然产物抗氧化作用机理的研究将成为这一领域的研究热 点。 我们从清除自由基、 抑制自由基的产生与激活机体抗氧化体系三个方面, 对天然产物抗 氧化作用机理的研究进行了综述。 关键词 :抗氧化,作用机理,天然产物
Study on antioxidant mechanism of natural products Abstrcct : With the request of the respect for nature, natural food antioxidants has been rapid development in the past two decades. To achieve conservation organizations, such as disease resistance and physiological role in delaying aging, current research in this field from a simple food as fat and greasy food transfer to the development of antioxidants as scavengers of oxygen free radicals in vivo. Natural resources are extremely rich in our country, the scientist has conducted thorough research to the natural products oxidation, specially to flavones, polyphone, polysaccharide and so on. The research indicated that the natural products mostly had the oxidation resistance, and its antioxidant avtivity was the multitudinous physiological function foundation. The research on antioxidant mechanism of natural products would become focuses of this field in recent year. From the elimination free radi
cal production and the activation organism oxidation resistance, a review about research progress of the antioxidant mechanism of natural products was summarized in this article.
key words: antioxidantion; mechanism; natural products
江苏少儿频道我国地域辽阔,植物、动物、微生物等天然资源十分丰富,中草药应用历史悠久,因而 天然产物的研究有着得天独厚的优势 [1]。目前所研究的天然产物一般包括相对分子质量一 千以下或一千左右的化合物,从中国的传统中药中发现的有抗氧化作用的成分就有上百种,
概况起来分为以下几类:
(1黄酮类,以懈皮素,芦丁黄酮等为代表。
(2皂昔类以人参皂昔,三七皂昔为代表。
(3多糖类,以构祀多糖为代表。
(4多酚类,以茶多酚为代表。
(5有机酸类,以阿魏酸为代表。
(6其它类,其它一些从中药中分离出的组份如生物碱、酮类,不饱和脂肪酸,菇类 都有清除自由基,抗氧化的作用。
近年来, 国内外科学家对天然产物的抗氧化性进行了深入的研究, 特别是对黄酮、 多酚、 多糖等活性物质的研究表明, 它们大多具有抗氧化的能力, 而抗氧化性是众多生理功能的基 础。 当前, 对天然产物抗氧化性的研究多集中于验证方面, 而对于这些天然产物抗氧化作用 机理的研究却不是很深入,也缺乏系统性。
1 体内自由基产生的途径及危害
自由基是指能独立存在的,含有一个或一个以上未成对电子的任何原子或原子团 [2]。 它具有很高的反应活性,易失去电子(氧化或夺取电子(还原 ,特别是其氧化作用强, 故具有强烈的引发脂质过氧化的作用。人体内自由基的产生有两方面:一是环境中的高温、 辐射、 光解、 化学物质等导致共价键均裂产生的外源性自由基; 二是体内各种代谢反应产生 的内源性自由基。内源性自由基是人体内自由基的主要来源 [3]:
自由基是机体在生命活动过程中通过生化反应产生的中间产物。 在正常生理情况下, 人 体内自由基的产生与消除处于动态平衡。 当体内存在生理范围内的氧自由基时, 不但对人体 不构成危害, 还可显示出独特的生理作用, 如可以促进细胞增殖, 刺激白细胞和吞噬细胞杀 灭细菌,消除炎症,分解毒物等。但当机体处于应激状态时,体内氧自由基的产生过多,或 清除自由基的体系减少, 或二者兼而有之时, 氧自由基的产生和清除平衡遭到破坏, 使氧自 由基水平增高,便会造成机体许多重要的生物大分子发生不可逆转的氧化损伤,如使核酸、 蛋白质、膜多不饱和脂肪酸等出现交联或断裂,导致细胞结构和功能的破坏,这将在分子、 细胞乃至器官水平对机体造成损伤, 从而加快机体的衰老过程, 并可诱发癌症、 心血管疾病 等诸多疾病 [4-5]。usr
2 体内的抗氧化机理
正常情况下, 机体自由基维持在损伤阈值以下的平衡态, 而这种平衡态的维持依赖于机百美图之
体的抗氧化体系, 这包括酶体系和非酶体系。 酶系统主要包括各种抗氧化酶, 如超氧化物歧 化酶(SOD 、过氧化氢酶(CA T 、谷胱甘肽过氧化酶(GPX 等,它们可以有效地清除 O 2-、 H 2O 2及 ROOH 等活性氧, 使之不继续发生自由基反应; 非酶系统包括各种抗氧化因子, 如
维生素 E ,维生素 C 及天然产物如多酚类、黄酮化合物、多糖、活性肽等,在体内都是良 好的自由基清除剂。抗氧化体系的抗氧化机理主要表现在以下几个方面:中国青年运动的时代主题
2.1 直接清除自由基
许多天然产物对于机体产生的自由基可以直接清除。 除了作为预防性抗氧化剂清除自由 基外,还可作为链阻断式抗氧化剂清除脂自由基。脂质在活性氧或辐射条件下产生自由基, 引发脂质自由基链式反应。 天然产物可与脂质链式氧化中间产物—脂质自由基或脂氧自由基 反应,终止链反应而抑制脂质氧化。
大量研究表明,黄酮类化合物是很好的自由基清除剂 [6-9]。段志芳 [10]等从溪黄草及其 发酵物中提取总黄酮,采用 UV-Vis 法测定两类黄酮提取物对 O 2-·和·OH 的清除作用。结 果显示,溪黄草及其发酵物中的黄酮对 O 2-·和·OH 均有良好的清除作用,且与其浓度成 正相关。 于智峰等 [11]采用不同的自由基体系对苦荞黄酮提取物的体外抗氧化活性进行研究, 结果表明, 苦荞黄酮对自由基及 N O2-均有不同程度的清除作用, 纯化后的产物对 DPPH ·自 由基、 H 2O 2及 N O2-的清除作用明显增加。 潘英明等 [12]用体积分数 75%的乙醇从槐花米中制 得粗提物,并测定了不同质量浓度的粗提物、芦丁与槲皮素对 DPPH ·自由基的
清除效果。 结果显示,它们对 DPPH ·自由基均有良好的清除作用,清除能力大小顺序为:槲皮素 >粗 提物 >芦丁 >BHT; 0.15mg/mL的槲皮素、芦丁、粗提物对 DPPH ·自由基的最高清除率分别 为 83.75%、 80.16%、 80.89%。
多酚类物质能与自由基反应形成较为稳定的酚氧自由基, 因而能够灭活自由基。 茶多酚 能有效地清除无机和有机自由基, 而起着不同的抗氧化效果—预防性抗氧化和链阻断式抗氧 化。沈生荣等 [13]用 Fenton 反应体系研究 TP 对·OH 的清除效果,结果表明,在最适浓度 范围内清除率达到 99%。茶黄素通过抑制自由基的产生途径而减少自由基,对于机体内固 有的自由基,茶黄素则有直接清除效果。体外实验表明,茶黄素能有效清除 ABTS 自由基。 在 HL60细胞模型中, 用四豆蔻的佛波醇醋酸酯诱导自由基的产生, 在该模型中观察到茶黄 素能抑制约 60%的自由基的形成。
刘书成等 [14]研究了大蒜精油清除自由基的作用。 发现大蒜精油中的硫化物能与引起油 脂自动氧化的活泼自由基发生反应而终止自由基的链锁反应, 延缓多不饱和脂肪酸的自动氧 化。 大蒜提取物具有清除自由基的作用是由于其分子中有亚甲基亚砜及烯丙基结构, 大蒜提
取物是通过提供活泼氢与自由基反应, 自身形成自由基共振杂化而被稳定。 共振极限式越多, 自由基越稳定,抗氧化效果就越
好。由以上分析可知,大蒜提取物能与过氧化物发生氧化反应,自身被氧化,其氧化产物依 然能与活泼自由基反应,而且所形成的自由基更为稳定,因为氧
化可使产生的共振极限式更多。
2.2抑制自由基的产生
2.2.1对氧化酶系的抑制 缺血与再灌注、吞噬细胞激活、花生四烯酸代谢异常及补体激活 是产生活性氧的重要途径。 其来源主要是两大细胞系统及多套酶系统。 花生四烯酸的三条代 谢途径均伴有活性氧的产生, 内皮细胞主要依靠黄嘌呤氧化酶系统、 中性粒细胞主要依靠髓 过氧化酶系统及还原型辅酶氧化形成氧化型辅酶产生活性氧, 脂氧化酶和环氧化酶、 一氧化 氮合成酶等生物体内的氧化酶均与自由基生成相关。
黄嘌呤氧化酶能催化黄嘌呤和次黄嘌呤的氧化而生成尿酸, 并产生过氧化物自由基。 陈 科力等 [15]研究发现,卷柏属的一种植物的提取物不仅具有很强的直接清除自由基的活性, 而
且还能较强地抑制 XO 和 LOX 的活性。他们在对 7种卷柏属药用植物的提取物抑制黄嘌 呤氧化酶活性的研究中,发现 7种药用植物的乙酸乙酯提取物和 95%乙醇提取物对黄嘌呤 氧化酶活性显示出一定的抑制,并能
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