浙江中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院 杭州 310053
銀杏(Ginkgo biloba L.)作為銀杏科唯一幸存的物種,有“活化石”之稱,已被國際自然保護(hù)聯(lián)盟(International Union for Conservation of Nature,IUCN)紅色名錄[1]和《中國植物紅皮書》[2]列為瀕危植物?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究認(rèn)為,銀杏提取物具有廣泛的生物活性,包括清除自由基、改善血液流變學(xué)指標(biāo)、保護(hù)血管、增強(qiáng)認(rèn)知能力、抗血小板活化等[3]。銀杏葉為我國特色中藥材,近幾年來引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。銀杏葉化學(xué)成分復(fù)雜、種類繁多,目前絕大部分研究集中于對黃酮類和萜內(nèi)酯類活性成分的研究,這兩類成分主要分布于銀杏葉的石油醚和乙酸乙酯部位,而對于其正丁醇部位的化學(xué)及藥理研究較少,故本實(shí)驗(yàn)對銀杏葉正丁醇部位進(jìn)行系統(tǒng)研究。
1.1.1 藥品試劑和主要消耗品 銀杏葉購于云南希康生物科技有限公司(批號:20160702);1,1-二苯基-2-苦肼基(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、維生素 C(vitamin C,Vit C)、6-羥基-2,5,7,8-四甲基色烷-2-羧酸(Trolox)、2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(2,2'-azino bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate),ABTS)均購于上海源葉生物科技有限公司 (批號:W27F10E81251、J04A10R84808、25D8N51258、Y27A10K87055);過硫酸鉀購于上海展云化工有限公司(批號:190103);甲醇(色譜純)、乙腈(色譜純)均購于美國TEDIA公司(批號:19015156、19055131);純凈水購于杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司(批號:20190220);其余試劑均為分析純。柱色譜硅膠(100~200目、200~300目)和薄層色譜硅膠 GF254購于青島海洋化工有限公司(批號:0180026、0180192、20180318);聚酰胺(60~90目)購于江蘇長豐化工有限公司(批號:20181115);XB-C18填料購于禹城化工(上海)有限公司(批號:401M014)。
1.1.2 主要儀器 BioTek Cytation 1細(xì)胞成像多功能酶標(biāo)儀購于美國BioTek公司;Bruker AVANCEⅢ600MHz核磁共振儀購于瑞士 Bruker公司;SHIMADZU LC-MS 8050液質(zhì)聯(lián)用儀購于日本島津公司;Agilent 1260高效液相色譜和Agilent ZORBAX Eclipse XDB-C18色譜柱(4.6mm×250mm,5μm)均購于美國安捷倫公司;島津LC-20A半制備液相色譜儀、Shim-pack GIST色譜柱(20mm×250mm,5μm)均購于日本島津公司;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀購于瑞士Buchi公司;冷凍干燥機(jī)購于上海比朗儀器制造有限公司。
1.2.1 提取和分離 將10kg干燥銀杏葉粉碎,分別用10倍量70%乙醇加熱回流提取3次,每次1h,合并所有提取液,減壓濃縮干燥,得到銀杏葉醇提總浸膏3.5kg。銀杏葉總浸膏用水均勻混懸,依次用石油醚、乙酸乙酯、水飽和正丁醇分級萃取,萃取液減壓濃縮,分別得到石油醚部位385g、乙酸乙酯部位388g、正丁醇部位600g。取正丁醇部位300g經(jīng)聚酰胺色譜柱,依次用水、30%乙醇、50%乙醇、70%乙醇、95%乙醇洗脫,經(jīng)分析合并得到5個(gè)餾分Fr.A1~A5。Fr.A1(3.6g)以二氯甲烷-甲醇(1:0-0:1)為洗脫溶劑,經(jīng)硅膠色譜柱,分離得到8個(gè)餾分 Fr.B1~B8。Fr.B2(211mg)經(jīng)半制備液相甲醇-水(3:7)純化,得到化合物1(28.1mg)。Fr.A3(21g)以二氯甲烷-甲醇(50:1-0:1)為洗脫溶劑,經(jīng)硅膠色譜柱,分離得到9個(gè)餾分Fr.C1~C9。Fr.C8(3.4g)經(jīng)反相十八烷基硅烷鍵合硅膠(octade-cylsilyl,ODS)色譜柱處理后得到流分 Fr.C8.a~Fr.C8.h。Fr.C8.b(1.7g)經(jīng)開放ODS柱色譜處理和半制備液相分離純化后得到化合物2(41mg)和化合物3(8.4mg)。Fr.C8.d(32mg)、Fr.C8.e(59mg)、Fr.C8.g(17mg)分別經(jīng)半制備液相分離純化得到化合物4(15.8mg)、化合物 5(19.8mg)和化合物 6(4.8mg)。化合物 1~6 結(jié)構(gòu)見圖1。
1.2.2 抗氧化活性測定 化合物抗氧化活性分別采用1,1-二苯基-2-苦肼基(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除法和 2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(2,2'-azino bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate),ABTS)自由基清除法測定。
1.2.2.1 DPPH自由基清除法 用無水乙醇將DPPH配制成 2×10-3mol·L-1溶液,4℃避光保存。將 Vit C 和Trolox分別用純凈水和無水乙醇配制成2×10-3mol·L-1溶液,化合物3~6分別用無水乙醇配制成2×10-3mol·L-1溶液,化合物1、2分別用無水乙醇配制成4×10-3mol·L-1溶液,使用前以純凈水或無水乙醇稀釋成所需濃度。
參考段世廉等[4]的方法并加以改進(jìn),將不同濃度的供試品溶液 60μL和 1×10-4mol·L-1DPPH 溶液140μL加入96孔板各孔中,選擇常用抗氧化劑Vit C和Trolox作為陽性對照,同時(shí)以不加DPPH(以140μL無水乙醇代替DPPH)的各濃度供試品溶液作為對照,以消除供試品本身顏色對測定結(jié)果的干擾,并設(shè)DPPH空白對照(以60μL無水乙醇代替供試品),每組平行設(shè)置3個(gè)復(fù)孔。將96孔板放入酶標(biāo)儀中,振蕩1min,室溫避光保存15min后測定其在517nm處的吸光度A,按如下公式計(jì)算供試品的自由基清除率。
其中AS為各濃度供試品吸光度的平均值;AC為供試品本身的吸收本底;A0為DPPH空白對照吸光度的平均值。采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算半數(shù)清除率(half maximal inhibitory concentration,IC50)。
1.2.2.2 ABTS自由基清除法 用純凈水將ABTS和過硫酸鉀分別配制成 7×10-3mol·L-1和 2.45×10-3mol·L-1的溶液,等體積混合后,室溫避光條件下靜置12~16h。測定前,將上述混合液用純凈水稀釋20倍,使其在734nm下的吸光度為0.7±0.02,制得ABTS工作液,備用。將Trolox用無水乙醇配制成2×10-3mol·L-1溶液,化合物2用無水乙醇配制成2×10-3mol·L-1溶液,其余化合物分別用無水乙醇配制成4×10-3mol·L-1溶液,使用前用無水乙醇稀釋至所需濃度。
參考樂世俊等[5]的方法并加以改進(jìn),將不同濃度的供試品溶液60μL和ABTS工作液140μL加入96孔板各孔中,以Trolox作為陽性對照,同時(shí)設(shè)ABTS空白對照(以60μL無水乙醇代替供試品),每組平行設(shè)置3個(gè)復(fù)孔。將96孔板放入酶標(biāo)儀中,振蕩1min,室溫避光保存90min后測定其在734nm處的吸光度A,按如下公式計(jì)算供試品的自由基清除率。
其中AS為各濃度供試品吸光度的平均值;A0為ABTS空白對照吸光度的平均值。采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算IC50。
圖1 化合物1~6化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structures of compounds 1~6
2.1.1 化合物1 為黃色油狀物。電噴霧電離-質(zhì)譜(electrospray ionization-mass spectrometry,ESI-MS)m/z:127.06[M+H]+,分子式為 C6H6O3。1H-NMR(600MHz,CD3OD)δ:9.53(1H,s,CHO),7.38(1H,d,J=2.4Hz,H-3),6.58(1H,d,J=2.3Hz,H-3),4.60(2H,s,CH2OH);13C-NMR(150MHz,CD3OD)δ:179.4(CHO),163.2(C-5),153.9(C-2),124.8(C-3),110.9(C-4),57.6(CH2OH)。光譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[6]報(bào)道的基本一致,故確定該化合物為5-羥甲基糠醛。
2.1.2 化合物2 為黃色無定形粉末。ESI-MS m/z:617.15[M+Na]+,分子式為C27H31O15。1H-NMR(600MHz,CD3SOCD3)δ:12.53(1H,S,OH),7.76(2H,d,J=8.7Hz,H-2′,6′),6.91(2H,d,J=8.7Hz,H-3′,5′),6.39(1H,d,J=1.8Hz,H-8),6.19(1H,d,J=1.8Hz,H-6),5.56(1H,s,H-1′′),4.24(2H,d,J=7.8Hz,H-1′′′),4.08(2H,d,J=2.4Hz,H-2′′),0.86(3H,d,J=6.1Hz,H-6′′);13C-NMR(150MHz,CD3SOCD3)δ:177.6(C-4),164.8(C-7),161.3(C-5),160.1(C-4′),157.0(C-2),156.6(C-9),134.5(C-3),130.6(C-2′,6′),120.4(C-1′),115.4(C-3′,5′),106.1(C-1′′′),104.0(C-10),100.9(C-1′′),98.9(C-6),93.8(C-8),81.3(C-2′′),76.7(C-3′′′),76.3(C-5′′′),73.9(C-2′′′),71.7(C-4′′),70.4(C-5′′),70.2(C-3′′),69.3(C-4′′′),60.5(C-6′′′),17.4(C-6′′)。光譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[7]報(bào)道的基本一致,故確定該化合物為山奈酚-3-O-β-D-葡萄糖基(1-2)-α-L-鼠李糖苷。
2.1.3 化合物3 為黃色無定形粉末。ESI-MS m/z:617.15[M+Na]+,分子式為 C27H31O15。1H-NMR(600MHz,CD3SOCD3)δ:12.52(1H,s,OH),7.97(2H,d,J=8.8Hz,H-2′,6′),6.87(2H,d,J=8.8Hz,H-3′,5′),6.36(1H,d,J=1.8Hz,H-8),6.16(1H,d,J=1.8Hz,H-6),5.29(1H,d,J=7.6Hz,H-1′′),4.38(1H,d,J=1.2Hz,H-1′′′),0.98(3H,d,J=6.2Hz,H-6′′′);13C-NMR(150MHz,CD3SOCD3)δ:177.2(C-4),163.9(C-7),161.1(C-5),159.9(C-4′),156.6(C-2),156.6(C-9),133.2(C-3),130.9(C-2′),130.8(C-6′),120.9(C-1′),115.1(C-3′,5′),103.7(C-10),100.8(C-1′′),100.8(C-1′′′),98.8(C-6),93.9(C-8),76.4(C-3′′),75.7(C-5′′),74.2(C-2′′),71.8(C-4′′′),70.6(C-3′′′),70.4(C-2′′′),69.9(C-4′′),68.3(C-5′′′),66.9(C-6′′),17.7(C-6′′′)。光譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[8]報(bào)道的基本一致,故確定該化合物為山奈酚-3-O-β-D-蕓香糖苷。
2.1.4 化合物4 為無色油狀物。ESI-MS m/z:279.15[M+H]+,分子式為 C16H22O4。1H-NMR(600MHz,CD3OD)δ:7.71(2H,dd,J=5.7,3.3Hz,H-3,6),7.61(2H,dd,J=5.7,3.3Hz,H-4,5),4.28(4H,t,J=6.6Hz,H-8,8′),1.71(4H,m,H-9,9′),1.45(4H,m,H-10,10′),0.97(6H,t,J=7.4Hz,11,11′-CH3);13C-NMR(150MHz,CD3OD)δ:169.3(C-7,7′),133.6(C-1,2),132.3(C-4,5),129.9(C-3,6),66.6(C-8,8′),31.7(C-9,9′),20.2(C-10,10′),14.0(C-11,11′)。光譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[9]報(bào)道的基本一致,故確定該化合物為鄰苯二甲酸二丁酯。
2.1.5 化合物5 為白色無定形粉末。ESI-MS m/z:699.40[M+Na]+,分子式為 C33H56O14。1H-NMR(600MHz,CD3OD)δ:5.37-5.29(6H,m,H-9,10,12,13,15,16),4.23(1H,d,J=7.4Hz,H-1′′),4.13(1H,d,J=4.4Hz,H-1′′′),3.97(1H,m,H-2′),2.79(4H,t,J=6.0Hz,H2-11,14),2.34(2H,t,J=7.5Hz,H2-2),2.06(4H,m,H2-8,17),1.38-1.30(10H,m,H2-3,4,5,6,7),0.96(3H,t,J=7.5Hz,H3-18);13C-NMR(150MHz,CD3OD)δ:175.5(C-1),132.7,131.1,129.2,129.2,128.8,128.2(C-9,10,12,13,15,16),105.3(C-1′′),100.5(C-1′′′),74.6(C-3′′),74.5(C-5′′),72.5(C-2′′),72.5(C-5′′′),72.1(C-1′),71.4(C-3′′′),71.0(C-4′′′),70.2(C-2′′′),70.1(C-4′′),69.6(C-2′),67.7(C-6′′),66.6(C-3′),62.7(C-6′′′),34.9(C-2),30.7,30.3,30.2,30.2,28.2,26.5,26.4,26.0(C-4,5,6,7,8,11,14,17),21.5(C-3),14.7(C-18)。光譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[10]報(bào)道的基本一致,故確定該化合物為姜糖脂A。
2.1.6 化合物6 為白色無定形粉末。ESI-MS m/z:391.35[M+H]+,分子式為 C24H38O4。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ:7.70(2H,dd,J=5.7,3.3Hz,H-3,6),7.53(2H,dd,J=5.7,3.3Hz,H-4,5),4.21(4H,m,H-1′,1′′),1.67(2H,m,H-2′,2′′),1.42(4H,m,H-a′,a′′),1.35(4H,dd,J=8.6,4.5Hz,H-3′,3′′),1.31(8H,m,H-3′,3′′,4′,4′′),0.91(6H,t,J=7.6Hz,H-b′,b′′),0.89(6H,m,H-6′,6′′);13C-NMR(150 MHz,CDCl3)δ:168.0(C=O),132.7(C-1,2),131.1(C-3,6),129.0(C-4,5),68.4(C-1′,1′′),39.0(C-2′,2′′),30.6(C-3′,3′′),29.2(C-4′,4′′),24.0(C-a′,a′′),23.2(C-5′,5′′),14.3(C-6′,6′′),11.2(C-b′,b′′)。光譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[11]報(bào)道的基本一致,故確定該化合物為鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯。
2.2.1 對DPPH自由基的清除作用 陽性藥Vit C和 Trolox 分別在濃度為 (21.91±0.41)μmol·L-1和(24.13±0.32)μmol·L-1時(shí)即可達(dá)到半數(shù)清除的效果,而化合物1、2的IC50值明顯大于陽性藥物,表明其對DPPH僅具有較弱的自由基清除效果,而其他化合物在所設(shè)濃度范圍內(nèi)均未達(dá)到半數(shù)清除效果。結(jié)果表明化合物1、2具有一定的抗氧化活性。見表1。
2.2.2 對ABTS自由基的清除作用 化合物2對ABTS自由基有較好的清除效果,雖然其清除效果不如陽性藥 Trolox,后者的 IC50為(17.31±0.20)μmol·L-1,但在分離得到的化合物中效果最佳。化合物1、3對ABTS自由基僅具有較弱的清除能力,而其他化合物在所設(shè)濃度范圍內(nèi)均未達(dá)到半數(shù)清除效果?;衔?、3均為山奈酚的雙糖苷,且雙糖均為1分子葡萄糖和l分子鼠李糖組成的寡聚糖,區(qū)別在于山奈酚-3-O-β-D-蕓香糖苷(3)為葡萄糖6位羥基取代,而山奈酚-3-O-β-D-葡萄糖基(1-2)-α-L-鼠李糖苷(2)為葡萄糖2位羥基取代,保留其醛基,具有還原性,最終導(dǎo)致其抗氧化能力的差異。見表1。
隨著現(xiàn)代理論的完善和技術(shù)的發(fā)展,對于銀杏中生物活性成分的研究日益深入,本實(shí)驗(yàn)對銀杏葉正丁醇部位進(jìn)行了系統(tǒng)分離,得到了6個(gè)化合物,包括2個(gè)黃酮苷類和4個(gè)其他類化合物,且4個(gè)其他類化合物均為該植物中首次分離得到。在這些化合物中,5-羥甲基糠醛(1)可通過清除細(xì)胞內(nèi)活性氧(reactive oxygen species,ROS),影響胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)來抑制A375細(xì)胞的增殖,并通過提高胞內(nèi)超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶(catalase,CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)酶活性,減少丙二醛(malondialdehyde,MDA)產(chǎn)生來抑制紅細(xì)胞溶血,證明其一定的抗氧化作用[12],這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。鄰苯二甲酸二丁酯(4)可模擬雌激素效應(yīng)進(jìn)而促進(jìn)MCF-7細(xì)胞生長和增殖[13],可導(dǎo)致小鼠巨噬細(xì)胞活性降低和細(xì)胞膜損傷[14],能引起大鼠離體胸主動脈收縮[15]等,具有一定的毒性作用。鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(6)對肝臟、腎臟、呼吸系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)均能產(chǎn)生毒性作用[16]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果豐富了銀杏的化學(xué)組成,為闡明銀杏的藥效物質(zhì)基礎(chǔ),科學(xué)評價(jià)藥物作用,控制藥品質(zhì)量,提供了一定的理論依據(jù)。
表1 化合物1~6的抗氧化活性比較(±s,n=3)Tab.1 Comparison on antioxidant activity among compounds 1~6(±s,n=3)
表1 化合物1~6的抗氧化活性比較(±s,n=3)Tab.1 Comparison on antioxidant activity among compounds 1~6(±s,n=3)
化合物IC50(μmol·L-1)DPPH ABTS Vit C Trolox-1 2 3 4 5 6 21.91±0.41 24.13±0.32 1 156.49±45.37 529.85±11.36>1 000>1 000>1 000>1 000 17.31±0.20 843.06±8.94 87.48±2.28 200.86±11.72>1 000>1 000>1 000