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基于化学成分特有性的质量标志物发现策略及应用

中草药杂志社  · 公众号  · 药品  · 2021-05-26 08:40

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[15]

“特有性”是中药鉴别、质量评价和质量控制的重要条件,物质的特有性是决定药材品质功效差异的内在依据。科学的质量评价方法或质量标准应具有对特定药材的“针对性”和“专属性”,若以普遍存在的成分作为含量测定指标,不能准确评价不同药材各自特有的质量特点。成分的“特有性”是中药质量控制方法“专属性”的基本条件,其重要价值在于可对不同药材进行有效的鉴别、评价和质量控制。因此,中药质量控制应基于中药成分的“特有性”。

3 Q-Marker 特有性 的理论依据

化学物质组的辨识和表征研究是成分“特有性”确定的前提。要想获得理想的 Q-Marker ,物质基础的系统辨识和比较研究是重要的基础和先决条件,但针对“特有性”的内涵,不但要有实验研究的证据,还需要具有植物亲缘学及其次生代谢生源途径、采收时间与植物物候期、药用部位的显微组织化学、炮制加工成分转化和化学性状环境饰变等理论依据。中药特有成分发现研究策略的技术路线见图 1

3.1 植物亲缘学及其次生代谢产物生源途径依据

中药大部分来源于植物,在植物的漫长演化过程中,形成了或远或近的亲缘关系。亲缘近的种往往有着相似的形态和生理生化特性,因此所含的化学成分往往也比较相似。植物次生代谢物是指植物体在释放能量过程中所产生的物质,如生物碱类、萜类、黄酮类等,它们的生成受基因控制,并有明显的种属特异性,有的与植物生长发育存在一定关系 [16-17] 。在对中药进行亲缘学分析的基础上,通过对中药中次生代谢产物生源途径的分析有助于发现中药中特异性化学成分。

人参属内化学成分类型和存在规律与其种系发生、起源与演化、地理分布等相关。与人参属祖种亲缘关系近的类群含有该属的原始化学成分,分布于属的原始种保存地;与祖种亲缘关系较远的类群含有该属的新生(进化)化学成分,分布于属的进化中心或多样中心 [2] 。应当注意的是,原始种保存地与进化中心或多样中心可能是一致的 [18] 。人参属植物始发中心位于太行山脉及辽南山地,属东亚 - 北美间断分布的植物区系,中国横断山脉和中部、云南东南部及其相邻地区为该属的进化中心和多样性中心 [19-20] 。人参属植物于第 4 纪前从始发中心迁移至我国各地及分别通过白令海峡与朝鲜海峡迁移至现北美与日本等地,后由于冰河时期环境剧变,导致大部分地区人参属植物灭绝,仅现存人参属植物生存区存活,其中迁至我国西南地区的类群保持祖先原有倍性,并经过不断地选择和进化,形成现在多个物种,如三七 Panax notoginseng (Burk.) F. H. Chen 、珠子参 P. japonicus C. A. Mey. var. major (Burk.)C. Y. Wu et K. M. Frng 、竹节参 P. japonicus (T. Nees) C. A. Mey. 等;迁至长白山山脉、西伯利亚地区等地的类群由于纬度较高,为适应环境的变化,导致倍性加倍,并由于地域间隔,各自形成现有物种,如人参 P. ginseng C. A. Mey. 、西洋参 P. quinquefolius L. [21-23] 。三七与人参为生长在天然避难所的孑遗物种,且三七可能比人参更加古老。结合地下部分形态特征,人参属划分为两大类群:第 1 类群被认为是古老类群,典型植物有人参、西洋参、三七;第 2 类群被认为是进化的类群,典型植物有竹节参、珠子参等 [24]

人参属古老类群的特征性成分组包括:①氨基酸 - 三七素;②以达玛烷型四环三萜皂苷为主的皂苷成分 [24] 。三七不含齐墩果烷型五环三萜皂苷,这与人参、西洋参有所区别,且三七含有特有的皂苷类成分三七皂苷 R 1 [25] 。古老类群共有皂苷成分(人参皂苷 Rg 1 、人参皂苷 Re 、人参皂苷 Rb 1 )比例存在明显差异, Rg 1 Re Rb 1 3 者比例在人参中约为 1.7 1 1.5 ,西洋参中约为 0.2 1 1.2 ,三七中约为 8 1 7 [26]

三七中皂苷主要成分为人参皂苷 Rb 1 、人参皂苷 Rg 1 、三七皂苷 R 1 等达玛烷型四环三萜皂苷。目前,对植物达玛烷型四环三萜皂苷的生物合成途径已有初步的认识,研究认为植物达玛烷型四环三萜皂苷主要通过乙酸 / 甲羟戊酸途径 [27] mevalonate pathway )合成,见图 2 。一般可分为 3 个阶段:①合成异戊烯基焦磷酸( isopentenyldiphosphate IPP 和二甲基烯丙基焦磷酸( dimethylallylpyrophosphate DMAPP );②由异戊烯基转移酶和萜类环化酶催化 IPP DMAPP 形成 2,3- 氧化鲨烯;③ 2,3- 氧化鲨烯依次经过环化、羟基化、糖基化修饰后最终形成三萜类皂苷,但糖基化步骤仍有待鉴定。目前已鉴定出三七中 8 种参与皂苷类成分生物合成途径的糖基转移酶(







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