1、植物化学物的研究进展南京讲稿文稿演示植物化学物（植物化学物（phytochemicals)定义：定义：植物的植物的次级代谢产物次级代谢产物（Secondary metabolites）植物的植物的初级代谢产物初级代谢产物（Primary metabolites）表表1 植物化学物的分类及它们的主要作用植物化学物的分类及它们的主要作用10 植酸植酸 9 硫化物硫化物 8 植物雌激素植物雌激素 7 单萜类单萜类 6 蛋白酶抑制剂蛋白酶抑制剂 5 多酚多酚 4 芥子油甙芥子油甙 3 皂甙皂甙 2 植物固醇植物固醇 1 类胡萝卜素类胡萝卜素JIHGFEDCBA生物学作用生物学作用 植物化学物植物化学物
2、 注：A=抗癌作用 B=抗微生物作用 C=抗氧化作用 D=抗血栓作用 E=免疫调节作用 F=抑制炎症过程 G=影响血压 H=降低胆固醇 I=调节血糖作用 J=促进消化作用 择自：Watzl和Leitzmann(1999)类胡萝卜素类胡萝卜素(carotenoids)n 无氧型无氧型(oxygen-free)：-胡萝卜素 -胡萝卜素 热稳定型 番茄红素 含氧型含氧型(oxygen-containing)：黄体素 玉米黄素 热敏感型 -隐黄素 -谷固醇谷固醇(-sitosterol)豆固醇豆固醇(stigmasterol)菜油固醇菜油固醇(campesterol)植物固醇植物固醇(phytoste
3、rols)OHHOOHOOHOOCCH2OHOHOHHOOHOROHHOHOHoHOHOCH2OHHOHOHOHOHOOOHOHHOOHOOHOOCCH2OHOOHOHHOHOHHOCH2大豆皂甙A1OHHOOHoHOCH2大豆皂甙I R=CH2OH大豆皂甙II R=HOHHOOHOHOCH2OHHOOHOOHOO CCH2OHOH大豆皂甙IIIOHHOHOHoHOCH2大豆皂甙A2OHHOOHOOHOO CCH2OHOOHHOHOOOHOHHOHOHOHOCH2甙元）与糖缩合形成的一类化合物。皂甙分子为萜类同系物（称为皂皂甙皂甙(saponins)芥子油甙芥子油甙(glucosinolate
4、s)异硫氰酸盐(isothiocyanates)sulforaphane硫氰酸盐(thiocyanates)吲哚(indoles)植物组织的机械性损伤芥子油甙 葡糖硫苷酶活性物质活性物质Chemical structures of glucoraphanin and sulforaphane and the myrosinase-catalyzed conversion 异硫氰酸盐及其代谢产物的检测方法异硫氰酸盐及其代谢产物的检测方法Cyclocondensation reaction of isothiocyanates and dithiocarbamates with 1,2-benze
5、nedithiol序号序号样品名称样品名称平均含量平均含量(mg/100g)1西兰花 2.302 2空心菜 1.838 3洋 葱 1.527 4紫甘蓝 1.456 5大 葱 1.186 6韭 苔 0.976 7水萝卜 0.751 8青萝卜 0.413 9菠 菜 0.341 10红萝卜 0.289 11茄 子 0.000 12马铃薯 0.000 酚酸酚酸(Phenolic acid)：如羟基肉桂酸 类黄酮类黄酮(Flavonoids)：泛指两个苯环(A与B环)通过中央三碳链相互连接而形成一系列化合物。OACB86432124561109573多酚多酚(polyphenols)酚酸酚酸v水杨酸（水
6、杨酸（hydroxybenzoic acid）P-P-羟基苯甲酸（羟基苯甲酸（p-hydroxybenozic acid）原儿茶酸（原儿茶酸（protocatechuic acid）香草酸（香草酸（vannilic acid）水解鞣质（水解鞣质（hydrolyzable tannins）v肉桂酸（肉桂酸（hydroxycinnamic acid）P-P-香豆酸（香豆酸（p-coumaric acid）咖啡酸（咖啡酸（coffeic acid）阿魏酸（阿魏酸（ferulic acid）芥子酸芥子酸（sinapic acid）水杨酸 从结构上可分为许多类型，其中主要有6类：黄酮类及黄酮醇类黄酮类及
7、黄酮醇类(flavones and flavonols)，该类的槲皮素(也称栎精)及其甙类为植物界分布最广、最多的黄酮类化合物；二氢黄酮及二氢黄酮醇类二氢黄酮及二氢黄酮醇类(flavanones and flavanonols)，存在于精炼玉米油中；黄烷醇类黄烷醇类(flavanols)，茶叶中茶多酚(tea polyphenols)主要由儿茶素(catechins，占70%)组成，儿茶素即属于黄烷-3-醇类；异黄酮及二氢异黄酮类异黄酮及二氢异黄酮类(isoflavones and isoflavanones)，主要存在于豆科、鸢尾科等植物中，如葛根素、大豆素；双黄酮类双黄酮类(biflavo
8、noids)，多见于裸子植物中，如银杏黄酮；其它其它，如查耳酮、花色甙等。Structures of representative PMFs 人体平均每日摄入量约为295mg，素食者可能更高。所吸收的蛋白酶抑制剂能以生物活性形式在各组织中被检测出来，主要具有抑制肿瘤和抗氧化的作用。蛋白酶抑制剂蛋白酶抑制剂(protease inhibitors)v 薄荷(peppermint)中的薄荷醇(menthol)v 葛缕子种籽(caraway seeds)中的香芹酮(carvone)v 柑桔油(citrus oil)中的柠檬油精(limonene)单萜类物质的每日摄入量大约为150mg。单萜类单萜类(
9、monoterpenes)植物中存在的可结合到哺乳动物体内雌激素受体上并能发挥类似于内源性雌激素作用的成分植物雌激素植物雌激素(phyto-oestrogens)异黄酮(isoflavones)：几乎全部存在于大豆和大豆制品中木聚素(lignans)：存在于亚麻种籽和粮食制品中硫化物硫化物(sulphides)二丙烯基一硫化物 二丙烯基二硫化物(蒜素 Allicin)蒜氨酸酶(Allinase)蒜苷(Alliin)二丙烯基三硫化物 大蒜对促进健康有重要意义，包括降低癌症发生的危险性，但应加强进一步的人群干预试验，以探讨发挥生物学作用所需的摄入量和时间。大蒜的副作用似乎很小，其气味可能不是促进健
10、康作用的先决条件。目前，对大蒜及与其相关的硫化物在抗癌过程中影响到的关键分子靶点尚不清楚。大蒜的作用依赖于多种环境因素和遗传因素，所以认识到不是所有个体对大蒜的摄入都有同样的效果是很重要的。动物试验的结果表明植酸具有调节血糖和预防肿瘤的作用。但在某些情况下，植酸可影响矿物质和微量元素的吸收。植酸植酸(Phytic acid)Normal Initiation Preneoplastic Neoplastic Promoters Carcinogen Initiation Promotion ProgressionStages in the development of cancer 影响机体的
11、激素代谢影响机体的激素代谢 植物雌激素和芥子油甙的代谢物吲哚-3-甲醇 植物化学物抑制肿瘤发生的作用机制：植物化学物抑制肿瘤发生的作用机制：抑制某些致癌前体物向致癌物转化抑制某些致癌前体物向致癌物转化 芥子油甙、多酚、单萜、硫化物 阻断致癌物质到达组织靶器官阻断致癌物质到达组织靶器官 某些酚酸、单酚和多酚类 抑制细胞恶性转化及进一步发展成肿瘤细胞抑制细胞恶性转化及进一步发展成肿瘤细胞 蛋白酶抑制剂、植物固醇和皂甙体内抗氧化系统体内抗氧化系统v 抗氧化酶抗氧化酶：SOD、GSH-Px等；v 内源性抗氧化物内源性抗氧化物：尿酸、谷胱甘肽、-硫辛酸、辅酶 Q10等；v 有抗氧化活性的必需营养素有抗氧
12、化活性的必需营养素：维生素E、维生素C等；v 植物化学物植物化学物：类胡萝卜素、多酚、植物雌激素、蛋白酶抑制 剂、硫化物等；皂甙皂甙与初级胆酸结合微团不能通过肠壁胆酸排出内源性胆固醇池(肝脏)增加初级胆酸合成血中胆固醇浓度使微团中的胆固醇游离出来植物固醇植物固醇胆固醇吸收硫化物硫化物羟甲基戊二酸单酰CoA还原酶活性胆固醇合成硫化物蒜素芥子油甙异硫氰酸盐 硫氰酸盐 例：水芹、金莲花和辣根治疗尿路感染 多酚酸莓汁300ml清除尿道上皮细菌类胡萝卜素(动物实验、人群干预)类黄酮(离体试验)增强免疫增强免疫免疫抑制免疫抑制增强免疫增强免疫皂甙硫化物植酸(离体试验)口口 腔腔 胃胃 肠肠 道道 肝肝 脏
13、脏 口口 腔腔 内内 的的 微微 生生 物物 和和 唾唾 液液 酶酶 胃胃 里里 的的 酸酸 性性 环环 境境 胰胰 酶酶 或或 微微 生生 物物 酶酶 肝肝 脏脏 的的 、相相 酶酶 内内 源源 的的 、相相 酶酶 组组 织织 中中 、相相 酶酶 组组 织织 跨跨 膜膜 细细 胞胞 转转 运运 植植物物化化学学物物 代代谢谢产产物物 活性基团改变；活性基团改变；化合物解体；化合物解体；化合物结合；化合物结合；v吸收：吸收：类黄酮通常以糖基化形式存在，不同的糖基将直接影响它 们的吸收；v胃肠循环：胃肠循环：胆汁从胆囊排入小肠上半段，存在其中的类黄酮可 重新吸收；v相酶代谢：相酶代谢：主要是羟基
14、化和去甲基化；v相酶代谢：相酶代谢：主要是与葡萄糖醛酸和硫酸结合；v微生物代谢：微生物代谢：微生物可利用类黄酮为自身提供能量，而类黄酮类 物质可依靠微生物使其分解为低分子量物质，以进行下一 步代谢；对200多项流行病学研究结果进行分析，证实了大量食用蔬菜和水果可以预防人类多种癌症。通常摄入蔬菜和水果量大的人群较摄入量低的人群癌症发生率大约低50%。除降低癌症发生的危险性外，流行病学证据还显示摄入大量蔬菜和水果可降低心脑血管疾病发病的危险性。2002年美国进行一项研究，调查中国上海男性摄年美国进行一项研究，调查中国上海男性摄入葱属蔬菜情况与前列腺癌发病率之间的关系，结果入葱属蔬菜情况与前列腺癌发病率之间的关系，结果发现葱属蔬菜摄入量多者发现葱属蔬菜摄入量多者(10.0g/day)与摄入量少者相与摄入量少者相比前列腺癌发病率明显降低。比前列腺癌发病率明显降低。2003年年Fowke等人报道，亚洲人食用大量白菜，等人报道，亚洲人食用大量白菜，其乳腺癌发病率低于西方人。其乳腺癌发病率低于西方人。食用生大蒜后肿瘤患者唾液酸的含量明显下降，食用生大蒜后肿瘤患者唾液酸的含量明显下降，表明长期食用大蒜有防癌作用。表明长期食用大蒜有防癌作用。作用机制的研究 早期的生物标志物研究 植物化学物的强化 基因多态性及个性化营养 植物化学物的联合作用 风险/效益评价 交流与协作
