毕业论文文献综述
生物工程
白蔹成分及其抗性研究
1 前言
在没有化学合成农药之前, 最早的农药有不少是从植物中提取出来的, 有些植物天然活性物质已开发成商品用杀虫剂, 如鱼藤酮、烟碱等。但自20 世纪40 年代以来, 有机化学合成农药纷纷代替了植物性农药而雄居市场, 致使植物性农药的研究一度陷入低谷。由于有机农药具有品种多、效果好、见效快和使用方便等突出优点, 一时普遍认为似乎只有化学药剂才是解决植保问题的有效方法, 而忽视了使用农药可能带来的多方面不良影响。由于人们对化学农药的不合理使用及其药剂本身的固有缺点, 农药在使用中产生了一系列公害问题, 例如环境污染、人畜中毒、杀伤天敌、破坏生态平衡等严重问题, 这些不良影响已引起人们的普遍关注, 因此, 对农药进行重新评价, 开发对人畜及环境安全的生物合理性农药是解决上述问题的重要途径之一[。植物源农药作为生物合理性农药的一个重要组成部分,正越来越受到人们的重视, 因为植物是生物活性化合物的天然宝库, 其产生的次生代谢产物超过40 万种 , 主要化学物质为萜类、生物碱、黄酮、甾体、酚类及独特的氨基酸和多糖等。目前人们已经从植物、微生物中提取抗真菌、细菌、病毒、线虫、杀虫、除草的活性物质。因此开发利用植物资源用于有害生物防治的前景十分广阔。从植物中探寻新的活性先导化合物或新的作用靶标, 通过类推合成或生物合理设计新农药的开发已成为当前农药化学和农药毒理学研究的热点。【1】
2 白蔹及其组成 2.1 白蔹简介
白蔹又名白根、猫儿卵,首载于《神农本草经》,归为下品。具有清热解毒、消肿散结、生肌止痛之功能。《中华人民共和国药典》2005 版收载的白蔹为葡萄科白蔹( A m pelopsis japonica ( Thunb. ) Makino) 的块根。为了进一步阐明白蔹的化学成分,为植物的深层开发提供依据,作者对白蔹的化学成分进行较为系统的研究,从其乙酸乙酯提取物中分离得到了8 个化合物,利用理化常数和波谱学方法( 1H-NMR、13C-NMR) 鉴定了它们的结构,分别为没食子酸 、原儿茶酸、龙胆酸、白藜芦醇、大黄素、羽扇豆醇、β 谷甾醇、胡萝卜苷 。【2】
2.2 白蔹组成
2.2.1 多酚类
多酚类是白蔹的主要化学成分，也是其主要活性物质。研究白蔹化学成分的首篇报道见于1 9 9 5年，俞文胜等用Sephadex LH-20柱层析从白蔹的乙酸乙酯提取物中分离得到一系列多酚类化合物，包括没食子酸，1,2,6-三氧-没食子酰基-β-D-吡喃葡萄糖，1,2,3,6-四氧-没食子酰基-β-D-吡喃葡萄糖，1,2,4,6- 四氧- 没食子酰基-β-D- 吡喃葡萄糖，1,2,3,4,6-五氧-没食子酰基-β-D-吡喃葡萄糖，二聚没食子酸，1,4,6-三氧-没食子酰基-β-D-吡喃葡萄糖，2,4,6- 三氧- 没食子酰基-D- 吡喃葡萄糖，2,3,4,6- 四氧- 没食子酰基-D- 吡喃葡萄糖，6- 氧- 二聚没食子酰基-1,2,3-三氧-没食子酰基-β-D-吡喃葡萄糖，槲皮素-3-氧-α-L-吡喃鼠李糖，槲皮素-3-氧-(2- 氧-没食子酰基)-α-L- 吡喃鼠李糖。这些多酚类物质有的具有较强的抗脂质过氧化活性，有的具有很强的抗毒肝素活性。【3】 2.2.2 有机酸类
用硅胶柱层析从白蔹的乙醇提取物中分离得到脂肪酸三十烷酸和二十八烷酸。邹济高分离得到十六烷酸和富马酸。此外，白蔹还含有酒石酸， 龙脑酸等。 2.2.3 三萜、甾醇及其苷类
用硅胶柱层析从白蔹乙醇浸膏的乙酸乙酯提取物中分离得到β-谷甾醇、豆甾醇和豆甾醇-β-D- 葡萄糖苷。邹济高等[4]分离得到羽扇豆醇。 2.2.4 其他
白蔹中的蒽醌类主要有大黄素甲醚、大黄酚和大黄素等。Lee 等用活性追踪法，从白蔹的甲醇提取物中分离得到具有抗肿瘤活性的momordins，包括momordin I，Id 和 Ie。白蔹中还含有卫茅醇、淀粉和黏液质等。【4】
3 抗菌机理
抗菌剂的抗菌作用, 一般是指抗菌剂对微生物的生命活动所产生的不良影响和后果。这种不良影响和后果最集中的表现就是影响微生物的生长、繁殖以至死亡。也就是说抑制微生物的生长与繁殖或杀死微生物的作用。抗菌剂和微生物之间的关系,可以看作微生物与环境关系,特别是对微生物有毒性的环境关系。抗菌作用机制有以下几个方面:
( 1 )干扰细胞壁的合成。细菌细胞壁的重要组分为肽聚糖,抗菌剂对细胞壁的干扰作用,主要是抑制多糖链与四肽交联的连结, 从而使细胞壁失去完整性和对渗透压的保护作用, 损害菌体而死亡。
( 2 )可损伤细胞膜。细胞膜是细菌细胞生命活动的重要结构部分,因此当细胞膜受损伤、破坏时,将导致细菌死亡。
( 3 )抑制蛋白质的合成。蛋白质的合成需要活化的氨基酸, 且在各种酶参与下在核糖体上完成。抑制、阻碍和改变其中任何一组结构或其合成环节之一, 都能导致蛋白质合成过程变更、停止,使细菌死亡。
( 4 )干扰核酸的合成。总的说是阻碍遗传信息的复制, 包括DNA、RNA 的合成以及按DNA 模板转录mRNA 等 。【5】
无机抗菌剂的抗菌机理是抗菌剂缓慢释放出的银、铜、锌等离子作用在细菌细胞膜上。高浓度时,金属离子穿透细胞膜,与细胞质中的蛋白质的活性中心结合,使细胞死亡或丧失分裂增殖能力;低浓度和极低浓度时,金属离子吸附在细胞膜上,阻碍细菌对氨基酸、尿嘧啶等生长必需的营养物质的吸收,从而抑制细菌的生长。金属离子抗菌剂、季胺盐的正电荷还吸引细菌细胞膜表面的负电荷,阻止细菌的移动, 使其失去营养而死亡, 或细胞变形破裂因内容物渗出而死亡。
植物内生真菌是指那些在其生活史的一定阶段或全部阶段生活在健康植物组织或器官内部的并不引起宿主植物出现明显病害症状的真菌[1,2]。植物内生真菌是一个巨大的活性物质资源库,目前从植物内生真菌中探寻新型活性物质日益成为研究热点,对于植物内生真菌的开发,从中寻找新的抗菌活性物质无论是在医药工业、农业还是在食品工业等方面都有着巨大的潜力[3-5]。植物内生真菌普遍存在着抗菌活性,近年来人们先后从植物内生真菌中发现了多种抗菌活性物质,主要有生物碱、萜类、甾体类、黄酮类、肽类、脂肪族类、酚类和苯丙素类等。【6】
4 植物内含物提取方法
有关天然产物的提取方法很多, 常用的溶剂提取法包括浸渍法、渗漉法、水蒸汽蒸馏法、煎煮法、回流法、连续回流法等。近年来又出现了破碎提取法、超声波提取法、微波提取法、超临界萃取法等新方法。同一种提取方法, 不同的提取溶剂提取的效果存在差异, 一般采用系统溶剂进行活性物质的提取, 包括溶剂连续提取和溶剂平行提取, 前者可以使植物中活性成分不造成漏筛, 后者能确定最佳的提取溶剂。林捷等分别用乙醇、乙酸乙酯、丙酮、石油醚、乙醚在室温下浸提柚皮提取物, 结果表明用乙酸乙酯提取物抑菌力最强。王维华等用水、95% 乙醇、丙酮提取连翘中抗菌有效成分, 以95% 乙醇的提取物抑菌最强。提取中可加入提取辅助剂如酸、碱、表面活性剂、纤维素酶等提高提取效能, 增大有效成分的溶解度, 增