舒 悅,李婷婷,曾艷波*
1海南醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院,???570311;2中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所海南省海洋生物資源功能性成分研究與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,???571101
冰菜(MesembryanthemumcrystallinumL.)又名冰葉日中花,為番杏科日中花屬一年生草本植物,在葉面和莖上著生有大量的大型泡狀細(xì)胞,里面充滿液體,在太陽照射下反射光線,就像冰晶一樣,因此而得名[1]。冰菜原產(chǎn)于南非納米比沙漠等干旱地區(qū),現(xiàn)分布較廣,加勒比海周邊、環(huán)地中海沿岸和澳大利亞西部等國(guó)家和地區(qū)都有分布[2]。冰菜是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的保健蔬菜,冰菜的酸味來源于天然的蘋果酸,冰菜中不但含有豐富的氨基酸等,而且還含有豐富的鈉、鉀等礦物質(zhì),并含有肌醇、松醇等對(duì)人體有益的物質(zhì)。肌醇可以促進(jìn)脂肪代謝、預(yù)防脂肪肝和動(dòng)脈硬化,也可以降低體內(nèi)的膽固醇、防止脫發(fā)、改善濕疹,還可以預(yù)防因?yàn)檠逅禺惓R鸬膽n郁癥、恐慌癥和強(qiáng)迫癥。而松醇則具有降低血糖的效果[3]。另外,冰菜中含有2,6-二叔丁基對(duì)甲酚是一種很強(qiáng)的抗氧化劑[4,5]。此外,前期對(duì)冰菜的研究主要集中在冰菜提取物的生物活性方面。Bouftira等[6]的研究表明,冰菜水提物具有抗氧化和抗菌活性。Seungmi等[7]的研究顯示,冰菜提取物具有α-葡萄糖苷酶抑制活性和抗氧化活性,可作為一種天然的抗糖尿病和抗氧化的功能性食品。本研究組對(duì)冰菜乙醇提取物和乙醇提取物各萃取部分進(jìn)行了乙酰膽堿酯酶抑制活性的研究。結(jié)果表明,冰菜乙醇提取物及其各溶劑萃取部分中,除水部分無活性外,其余各部分均有乙酰膽堿酯酶抑制活性[8]。為了一步了厘清冰菜提取物中的化學(xué)成分,尋找新的生物活性成分,本研究對(duì)冰菜的化學(xué)成分進(jìn)行了研究,并對(duì)化合物進(jìn)行了細(xì)胞毒活性測(cè)試。
1.1.1 植物樣品
本研究所用冰菜于2018年5月采于海南省文昌市,由本所段瑞軍博士鑒定為日中花屬植物MesembryanthemumcrystallinumL.。憑證標(biāo)本(MC20180513)存于中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所B502實(shí)驗(yàn)室。
1.1.2 儀器和試劑
Brucker AV-500型超導(dǎo)核磁共振儀(Bruker公司);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(東京理化器械株式會(huì)社);萬分之一分析天平(梅特勒-托利多儀器上海有限公司);Autospec-3000質(zhì)譜儀(Bruker);Laborta 4001 (2L)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(Heidolph Elektro GmbH ( Co.);電子計(jì)重秤(啟東友銘衡器有限公司);安捷倫1260分析型高效液相色譜儀(Agilent Technologies Inc.)。Sephadex LH-20和RP-18(德國(guó)Merck公司);GF254高效薄層板(青島海洋化工廠);柱層析用硅膠(200~300目和60~80目)(青島海洋化工廠);常用有機(jī)溶劑為重蒸工業(yè)試劑;色譜甲醇(天津市四友精細(xì)化學(xué)品有限公司)。
1.2.1 提取與分離
將新鮮冰菜(50.0 kg)切成2厘米左右的小段,用95%乙醇室溫浸提三次,提取液經(jīng)減壓濃縮得到乙醇提取物(200.0 g)。將其分散在水中,依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取各三次,分別經(jīng)減壓濃縮得到石油醚部分、乙酸乙酯部分和正丁醇部分,其質(zhì)量分別為96.6 g、18.0 g和75.0 g。
石油醚部分(96.6 g)經(jīng)MCI柱色譜,以甲醇-水(10%→100%)梯度洗脫,得到五個(gè)流分(Fr.1~5)。Fr.2(80.0 g)經(jīng)減壓硅膠柱層析以氯仿-甲醇(1∶0→0∶1)梯度洗脫,分段收集得到17個(gè)流分(Fr.2.1~ Fr.2.17)。Fr.2.8(4.0 g)經(jīng)葡聚糖凝膠(Sephadex LH-20)柱色譜(甲醇)得5個(gè)流分(Fr.2.8.1~ Fr.2.8.5),F(xiàn)r.2.8.4(1.1 g)經(jīng)反復(fù)硅膠柱色譜得化合物1(1.0 mg)。
乙酸乙酯部分(18.0 g)經(jīng)過減壓硅膠柱層析,以氯仿-甲醇(1∶0→0∶1)梯度洗脫,得到12個(gè)流分(Fr.1~12)。Fr.1(0.7 g)經(jīng)Sephadex LH-20柱色譜(甲醇)洗脫后,又反復(fù)硅膠柱色譜得化合物4(1.0 mg)。Fr.4(0.8 g)經(jīng)反復(fù)硅膠柱色譜和葡聚糖凝膠柱色譜得到化合物3(3.0 mg)。Fr.7(2.1 g)用甲醇:水(30%→100%)ODS反相色譜柱洗脫后經(jīng)葡聚糖凝膠Sephadex LH-20凝膠柱色譜(甲醇)洗脫,最后通過硅膠柱色譜和半制備型高效液相色譜得到單體化合物2(1.5 mg)。Fr.9(2.8 g)經(jīng)甲醇Sephadex LH-20柱色譜分離后,又用甲醇:水(10%→100%)C18反相色譜柱梯度洗脫,最后經(jīng)硅膠柱色譜分離得到化合物5(3.1 mg)。
正丁醇部分(75.0 g)經(jīng)PR-18柱色譜以甲醇:水(0∶1→1∶0)梯度洗脫得到7個(gè)流分(Fr.1~7)。Fr.2(5.0 g)經(jīng)減壓硅膠(H)柱色譜以氯仿:甲醇梯度洗脫得到5個(gè)流分(Fr.2.1~ Fr.2.5)。Fr.2.2(1.3 g)用純甲醇Sephadex LH-20凝膠柱色譜洗脫,然后經(jīng)一系列硅膠柱色譜繼續(xù)分離得到單體化合物6(325.5 mg),F(xiàn)r.2.3(0.6 g)經(jīng)硅膠柱色譜和半制備型高效液相色譜分別分離得到單體化合物7(1.0 mg)和8(3.5 mg)。Fr.2.4(0.4 g)經(jīng)Sephadex LH-20凝膠柱色譜(甲醇洗脫)分離,然后用硅膠柱色譜繼續(xù)純化,最后用半制備型高效液相柱色譜分離得到單體化合物9(7.6 mg)。
1.2.2 細(xì)胞毒活性篩選
腫瘤細(xì)胞毒活性篩選采用MTT法,具體方法參照文獻(xiàn)[9,10]。
化合物1白色固體;ESI-MS:m/z279[M+H]+;分子式為C16H22O4;1H NMR(500 MHz,CD3OD)δ:7.72(2H,dd,J= 5.7,3.3 Hz),7.62(2H,dd,J= 5.7,3.3 Hz),4.29(4H,t,J= 6.6 Hz),1.72(4H,m),1.46(4H,m),0.98(6H,t,J= 7.4 Hz);13C NMR(125 MHz,CD3OD)δ:167.6,132.4,130.6,128.3,65.8,30.5,19.8,13.7。上述數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[11]報(bào)道一致,故鑒定化合物1為鄰苯二甲酸二丁酯。
化合物2無色膏狀物;ESI-MS:m/z227 [M+H]+;分子式為C13H22O3;(500 MHz,CD3OD)δ:6.04(1H,d,J= 16.5 Hz,H-7),5.52(1H,ddd,J= 16.5,6.5,3.0 Hz,H-8),4.31(1H,q,J= 6.5 Hz,H-9),3.83(1H,d,J= 3.0 Hz,H-4),3.78(1H,m,H-3),1.83(3H,s,H-13),1.81(1H,m,H-2a),1.27(3H,d,J= 6.5 Hz,H-10),1.46(1H,m,H-2b),1.07(3H,s,H-12),1.04(3H,s,H-11);13C NMR(125 MHz,CD3OD)δ:142.4(C-6),140.5(C-8),128.8(C-5),126.8(C-7),72.6(C-4),69.5(C-9),68.0(C-3),41.6(C-2),37.7(C-1),30.3(C-11),27.7(C-12),23.8(C-10),19.9(C-13)。上述數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[12]報(bào)道一致,故鑒定化合物2為ixerol B。
化合物3白色絮狀結(jié)晶;ESI-MS:m/z247 [M+H]+;分子式為C14H18N2O2;1H NMR(500 MHz,DMSO-d6)δ:7.97(1H,s,H-4),7.77(1H,s,H-1),7.06(5H,m,H-12~16),4.00(1H,q,J= 5.2 Hz,H-3),3.39(1H,dt,J= 3.8,1.9 Hz,H-6),3.00(1H,m,H-10b),2.73(1H,dd,J= 13.5,5.1 Hz,H-10a),1.55(1H,m,H-7),0.50(3H,d,J= 7.1 Hz,H-8),0.11(3H,d,J= 6.8 Hz,H-9);13C NMR(125 MHz,DMSO-d6)δ:167.8(C-5),168.0(C-2),137.0(C-11),131.2(C-12,16),128.0(C-13,15),127.0(C-14),60.1(C-6),56.2(C-3),38.7(C-10),31.2(C-7),19.0(C-8),17.8(C-9)。上述數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[13]報(bào)道一致,故鑒定化合物3為環(huán)(苯丙-纈)二肽。
化合物4白色絮狀結(jié)晶;ESI-MS:m/z231 [M+H]+;分子式為C13H14N2O2;1H NMR(500 MHz,CD3OD)δ:7.45(1H,d,J= 7.5 Hz,H-4),7.35(1H,d,J= 8.0 Hz,H-7),7.10(1H,t,J= 7.5 Hz,H-6),7.01(1H,t,J= 7.5 Hz,H-5),4.55(1H,q,J= 6.0 Hz,H-11),3.21(1H,dd,J= 16.0,4.5 Hz,H-8a),2.82(1H,m,H-8b),1.63(3H,d,J= 7.0 Hz,H-12);13C NMR(125 MHz,CD3OD)δ:136.5(C-7a),126.2(C-3a),121.5(C-6),119.0(C-5),118.1(C-4),111.4(C-7),106.8(C-3),57.8(C-9),49.2(C-11),23.2(C-8),17.0(C-12)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[14]報(bào)道一致,故鑒定化合物4為(1S,3S)-1-methyl-1,2,3,4-tetrahydro-β-carboline-3-carboxylic acid。
化合物5淡黃色晶體;ESI-MS:m/z231 [M+H]+;分子式為C13H14N2O2;1H NMR(500 MHz,DMSO-d6)δ:7.42(1H,d,J= 8.0 Hz,H-4),7.32(1H,d,J= 8.0 Hz,H-7),7.08(1H,t,J= 7.5 Hz,H-6),6.99(1H,t,J= 7.5 Hz,H-5),4.65(1H,q,J= 6.5 Hz,H-11),3.09(1H,dd,J= 15.5,5.0 Hz,H-8a),2.96(1H,dd,J= 15.5,8.0 Hz,H-8b),1.58(3H,d,J= 6.5 Hz,H-12);13C NMR(125 MHz,DMSO-d6)δ:136.2(C-7a),126.2(C-3a),121.3(C-6),118.7(C-5),118.0(C-4),111.2(C-7),105.6(C-3),52.9(C-9),46.5(C-11),22.8(C-8),18.4(C-12)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[15]報(bào)道一致,故鑒定化合物5為(1R,3S)-1-methyl-1,2,3,4-tetrahydro-β-carboline-3-carboxylic acid。
化合物6無色油狀物;ESI-MS:m/z331 [M+H]+;分子式為C16H26O7;1H NMR(500 MHz,CD3OD)δ:4.69(1H,d,J= 10.9 Hz,H-7a),4.32(1H,d,J= 7.8 Hz,H-1′),4.26(1H,d,J= 10.9 Hz,H-7b),3.91(1H,dd,J= 12.0,2.0 Hz,H-6′b),3.70(1H,dd,J= 12.0,5.0 Hz,H-6′a),3.28~3.37(3H,H-3′,4′,5′),3.18(1H,dd,J= 9.2,7.8,H-2′),2.49(2H,dd,J= 7.7,6.0 Hz,H-6),1.86(2H,m,H-5),1.85(3H,s,2-Me),1.24(6H,d,J= 6.0 Hz,4-Me);13C NMR(125 MHz,CD3OD)δ:202.1(C-1),135.4(C-2),160.1(C-3),36.6(C-4),35.2(C-5),38.4(C-6),26.7(4-Me),27.0(4-Me),11.9(2-Me),66.6(C-7),104.1(C-1′),75.1(C-2′),78.1(C-3′),71.7(C-4′),78.1(C-5′),62.9(C-6′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[16]報(bào)道一致,故鑒定化合物6為jasmioside E。
化合物7淡黃色結(jié)晶;ESI-MS:m/z245 [M+H]+;分子式為C9H12N2O6;1H NMR(500 MHz,DMSO-d6)δ:7.89(1H,d,J= 8.0 Hz,H-6),5.77(1H,d,J= 5.5 Hz,H-1′),5.65(1H,d,J= 8.0 Hz,H-5),4.02(1H,t,J= 5.0 Hz,H-5′a),3.95(1H,t,J= 5.0 Hz,H-5′b),3.84(1H,q,J= 3.5 Hz,H-4′),3.62(1H,br d,J= 12.5 Hz,H-2′),3.55(1H,br d,J= 12.5 Hz,H-3′);13C NMR(125 MHz,DMSO-d6)δ:163.2(C-4),150.8(C-2),140.8(C-6),101.8(C-5),87.7(C-1′),84.9(C-4′),73.6(C-2′),69.9(C-3′),60.9(C-5′)。上述數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[17]報(bào)道一致,故鑒定化合物7為尿苷。
化合物8白色固體;ESI-MS:m/z136 [M+H]+;分子式為C5H5N5;1H NMR(500 MHz,DMSO-d6)δ:8.11(1H,s,H-2),8.10(1H,s,H-8),7.13(2H,s,H-NH2);13C NMR(125 MHz,DMSO-d6)δ:155.7(C-6),152.8(C-2),151.9(C-4),139.9(C-8),117.7(C-5)。上述數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[18]報(bào)道一致,故鑒定化合物8為維生素B4。
化合物9白色晶體;ESI-MS:m/z373 [M+H]+;分子式為C17H24O9;1H NMR(500 MHz,CD3OD)δ:6.76(2H,s,H-3,5),6.59(1H,d,J= 16.0 Hz,H-7),6.36(1H,dt,J= 16.0,5.5 Hz,H-8),4.87(1H,s,H-1′),4.23(2H,d,J= 5.5 Hz,H-9),3.86(6H,s,2,6-OMe),3.80(1H,dd,J= 11.9,1.8 Hz,H-6′a),3.67(1H,dd,J= 12.0,5.1 Hz,H-6′b),3.48(1H,t,J= 8.3 Hz,H-2′),3.42(2H,m,H-3′,4′),3.21(1H,m,H-5′);13C NMR(125 MHz,CD3OD)δ:154.3(C-2,6),135.8(C-7),135.1(C-1),131.3(C-4),130.0(C-8),105.4(C-3,5),105.3(C-1′),78.4(C-5′),77.8(C-3′),75.7(C-2′),71.4(C-4′),63.6(C-9),62.6(C-6′),57.0(2,6-OMe)。上述數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[19]報(bào)道一致,故鑒定化合物9為紫丁香苷。
細(xì)胞毒活性測(cè)試結(jié)果表明,以上9個(gè)化合物對(duì)宮頸癌細(xì)胞(Hela)、胃癌細(xì)胞(SGC-7901)、肺癌細(xì)胞(A549)、肝癌細(xì)胞(BEL-7402)和慢性髓原白血病細(xì)胞(K562)的增殖均無生長(zhǎng)抑制活性。
因?yàn)榍捌趯?duì)冰菜的研究主要集中在冰菜提取物的生物活性方面,對(duì)冰菜化學(xué)成分的研究比較少,為了進(jìn)一步厘清冰菜提取物中的化學(xué)成分,本研究對(duì)冰菜的化學(xué)成分進(jìn)行了研究。從冰菜中共分離鑒定9個(gè)化合物,均為首次從冰菜中分離得到。細(xì)胞毒活性測(cè)試結(jié)果顯示,上述化合物對(duì)宮頸癌細(xì)胞(Hela)、胃癌細(xì)胞(SGC-7901)、肺癌細(xì)胞(A549)、肝癌細(xì)胞(BEL-7402)和慢性髓原白血病細(xì)胞(K562)的增殖均無生長(zhǎng)抑制活性。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,其中環(huán)(苯丙-纈)二肽(3)對(duì)肝癌細(xì)胞HepG-II和前列腺癌細(xì)胞LNCaP具有一定的細(xì)胞毒活性[20],并具有對(duì)小鼠乳腺癌tsFT210細(xì)胞的細(xì)胞周期抑制活性[21]。從白刺果汁中分離得到的(1S,3S)-1-methyl-1,2,3,4-tetrahydro-β-carboline-3-carboxylic acid(4)和(1R,3S)-1-methyl-1,2,3,4-tetrahydro-β-carboline-3-carboxylic acid(5)的抗氧化和α-葡萄糖苷酶抑制活性均不明顯[22]。從冰菜中分離得到的jasmioside E(6)為含量最大的一個(gè)化合物,所分離到的質(zhì)量達(dá)到325.5 mg。此化合物屬于單萜葡萄糖苷類化合物,是中藥梔子的主要成分。藥理研究顯示中藥梔子具有抗氧化、抗炎、抗疲勞、抗菌、抗老年癡呆、降血糖、降血壓和神經(jīng)保護(hù)等多種生物活性[23,24]。因此推測(cè)冰菜提取物的抗菌、抗氧化、α-葡萄糖苷酶抑制活性和乙酰膽堿酯酶抑制活性有可能與這個(gè)化合物的存在有一定的關(guān)系,這個(gè)化合物的生物活性值得深入研究。