丁陽平+陸昌琪+候宏曉+岑遠建+童華榮
[摘要]兒茶素是茶葉核心成分,對茶葉品質(zhì)影響極大。兒茶素能進一步氧化聚合形成新的紅茶多酚,但其形成機制仍然不太清楚。文章綜述了低分子量兒茶素氧化聚合產(chǎn)物及其可能的形成機制,為進一步研究茶黃素類、茶紅素類乃至茶褐素類化合物及兒茶素藥理作用機制奠定基礎(chǔ)。
[關(guān)鍵詞]兒茶素; 氧化產(chǎn)物; 形成機制
Progress in catechins oxidation products and their formation mechanism
DING Yangping1,2, LU Changqi1,2, HOU Hongxiao1,2, CEN Yuanjian1,2, TONG Huarong1,2*
(1 College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China;
2 Chongqing Key Laboratory of Agricultural Products Processing, Chongqing 400716, China)
[Abstract]Catechins are the key components of tea and have a great impact on its quality Catechins can be oxidized to form a new black tea polyphenols, some of which have better pharmacological effect However, the formation mechanism of these new polyphenols is still unclear In this paper, oxidation products coming from catechins and the formation mechanism of the new compounds are reviewedIt is the base of further study on theaflavins, thearubigins and theabrownines
[Key words]catechins; oxidation products; formation mechanism
植物多酚,如兒茶素、原花青素、黃酮醇等在食品、飲料及天然藥物中具有多種保健作用,這些化合物在活的植物細胞中是穩(wěn)定的,但一旦組織遭到破壞,它們就會通過酶促或非酶促氧化轉(zhuǎn)變成新的多酚。多酚類物質(zhì)易于氧化的特性在植物氧化應(yīng)激防御體系中扮演重要角色,但對水果蔬菜的采后貯藏且?guī)聿簧俾闊?。茶葉多酚是植物多酚的典型代表,其氧化變化及控制對茶葉品質(zhì)影響很大。茶葉多酚的氧化一直是相關(guān)學(xué)者關(guān)注的焦點。早在20世紀50年代末,Roberts利用色譜技術(shù)揭示了紅茶多酚及其結(jié)構(gòu)特征,并用茶葉粗酶氧化兒茶素單體探討影響發(fā)酵的因素[12]。隨后Takino課題組首次成功更正了茶黃素類結(jié)構(gòu),證實它是具有苯駢卓酚酮骨架的亮紅色色素[34]。此后,報道了大量茶黃素類衍生物及相關(guān)色素。
紅茶多酚是一種典型的氧化多酚,是在茶葉發(fā)酵過程中由兒茶素經(jīng)酶促或非酶促氧化聚合而成[57]。從兒茶素的結(jié)構(gòu)可知(圖1),其主要有三個反應(yīng)位點,即A環(huán)上的C6和C8及B環(huán)的C6′,因此兒茶素的酶促氧化產(chǎn)物非常復(fù)雜,包含多種低聚物[8]。它們中的大多數(shù)已用化學(xué)、色譜及光譜方法進行了鑒定,但其真正形成機制仍不清楚,這極大地引起了天然產(chǎn)物化學(xué)工作者的興趣。
1兒茶素聚合物的形成
11EC及其衍生物聚合物的形成
兒茶素酶促氧化除了能形成茶黃素以外,其二聚體產(chǎn)物
是另一主要代謝途徑。兒茶素二聚體最早是由Roberts[1]發(fā)現(xiàn),但直到10年以后,這些化合物的結(jié)構(gòu)才得以陸續(xù)證實[9]。其中化合物6是最早被鑒定的兒茶素二聚體,命名為dehydrodicatechin A(脫氫兒茶素二聚體A)[10]。研究發(fā)現(xiàn)這一化合物是由鄰苯二酚進一步氧化及羥基脫氫后形成的酮類物質(zhì)(圖2)。
Sang等[11]從EC辣根POD/H2O2氧化體系中分離得到3
種主要產(chǎn)物7~9(圖3)。它們都是由一分子EC的A環(huán)和另一分子EC的B環(huán)通過單鍵連接而成的EC二聚體,這一結(jié)果也顯示EC的A,B環(huán)都具有抗氧化作用。這類化合物的形成的機制是(圖3) EC首先通過單電子轉(zhuǎn)移與POD反應(yīng),隨后將B環(huán)的羥基去質(zhì)子化形成一對共振電子對,這些自由基會進攻另一分子EC的C8(或C6)形成化合物7,8(或9)。Takashi等用香蕉勻漿液處理EC分離得到另一種新的三聚體(10)(圖4)[12]。
Kazuhiro Uchida等[13]研究發(fā)現(xiàn)用CuCl2·2H2O氧化 EC得到新化合物11和12,分別命名為dehydrotricatechin B1和dehydrotricatechin B2,而EC在K3Fe(CN)6/NaHCO3體系中能生成另一種新化合物13命名dehydrotricatechin A(圖5),其形成機制(圖6)。首先是EC在氧化劑的作用下氧化成鄰醌,隨后兒茶素的A環(huán)親核加成到鄰醌。
12EGCG聚合物的形成
121TheasinensinsTheasinensins(圖7)是由C2C2′(B
丁陽平等:兒茶素氧化產(chǎn)物及形成機制研究rings)連接的典型黃烷3醇二聚體,又稱雙黃烷醇類物質(zhì),是紅茶發(fā)酵過程中最主要的氧化產(chǎn)物。另外,在茶鮮葉[14]和半發(fā)酵的烏龍茶[15]中也發(fā)現(xiàn)了theasinensins。 Theasinensins化合物的CC單鍵由于受空間位阻的影響無法自由旋轉(zhuǎn),因此會產(chǎn)生一系列阿托異構(gòu)體,這些化合物的絕對構(gòu)型直到1988年才得以證實[15]。
Tanaka等[16]隨后進一步研究發(fā)現(xiàn)theasinensins類化合物只在紅茶發(fā)酵初期由相應(yīng)的theasinensins醌(14a,16a)還原而成,由于該中間體醌不穩(wěn)定,在色譜分離或濃縮過程中易分解,因此無法得到。為了跟蹤該醌類二聚體,將揉捻葉用鄰苯二胺處理后發(fā)現(xiàn)有theasinensins醌吩嗪衍生物(化合物20,21)生成,利用色譜分離及一系列光譜分析確定了這些衍生物的結(jié)構(gòu),間接地證實了這一醌類中間體的存在。但用相同的試劑處理市售紅茶并沒有得到該吩嗪衍生物,進一步證實這些二聚體醌只在紅茶加工中前期出現(xiàn),而在后期轉(zhuǎn)化了(圖8)。另外,研究發(fā)現(xiàn)theasinensins醌用鄰苯二胺處理后生成的是具有R二苯鍵吩嗪衍生物20,21,隨后又能被還原成具有R二苯鍵的theasinensin A,因此認為此二聚體間優(yōu)先通過R二苯鍵進行連接。
為了進一步研究theasinensins的形成機制,Tanaka等[17]用梨勻漿液處理EGCG,并從中分離到另一不穩(wěn)定中間體22 (dehydrotheasinensin A),戚向陽[18]將K3Fe[CN]6和NaHCO3配制成氧化劑,對EGCG進行氧化,同樣得到化合物22。它是由EGCG醌的富電子C2′加成到另一分子EGCG醌的不飽和羧基上形成的二聚體,形成的可能機制route A(圖9)。
化合物22為無色無定形粉末,在HPLC圖譜中呈現(xiàn)一寬峰,這很可能是由于它存在水合醌異構(gòu)體,而兩者之間的
動態(tài)平衡形成了這一色譜特征,氫譜、碳譜表現(xiàn)出復(fù)雜的共振也表明存在這一水合醌平衡,HMBC和COSY相關(guān)性進一步證實了這一結(jié)構(gòu)。另外,化合物22在加熱條件下會發(fā)生氧化還原歧化反應(yīng)[17],除了生成化合物theasinensins A (14)和D (18)外還有大量氧化產(chǎn)物生成,如化合物23(galloyl oolongtheanin)和24(圖10)。由于theasinensins是主要的紅茶多酚,因此研究這一轉(zhuǎn)化機制對了解紅茶多酚的形成至關(guān)重要[19]。Tanaka等[16]發(fā)現(xiàn)化合物21的歧化作用發(fā)生在茶葉發(fā)酵后期,即發(fā)酵葉加熱干燥階段,前已證實化合物14a只在前期形成,因此可以推測化合物21應(yīng)該是化合物14a和theasinensins之間的過渡中間體(圖8)。另外,研究表明這一歧化反應(yīng)受不同處理方式的影響:在常溫下用溫和的還原試劑Vit C或硫醇處理化合物21很容易發(fā)生氫化作用,生成的主要是具有立體選擇性的化合物theasinensin A (14);而其水溶液在加熱的條件下生成的是具有S二苯鍵的theasinensin D和氧化產(chǎn)物23(galloyl oolongtheanin);在室溫及中性水溶液中化合物21能同時生成還原產(chǎn)物14,18及氧化產(chǎn)物23,27[17]。
122EGCG醌二聚體Valcic課題組[20]在加熱加氧的條件下用AMVN[2,2偶氮二異丁氰(2,4二甲基正丁基氰)]作為自由基引發(fā)劑氧化EGCG,分離得到一種化合物25(EGCG醌二聚體A),它是由2分子EGCG鄰醌(4a)通過親核加成反應(yīng)生成含有2個具有空間位阻羧基的三環(huán)亞結(jié)構(gòu),隨后通過水合作用釋放空間張力并形成乙醚橋[21] (圖9,路線 B)。
化合物26(EGCG醌二聚體B)和27(dehydrotheasinensin AQ)是從巰基乙醇處理過的EGCG氧化產(chǎn)物中分離得到的另外2個還原產(chǎn)物。化合物26為白色不定型粉末,其結(jié)構(gòu)與EGCG醌二聚體A相似,命名為EGCG醌二聚體B,其形成機制路線C(圖9)。化合物27為黃色不定型粉末,最大吸收波長為277,447 nm,可與鄰苯二胺反應(yīng)生成吩嗪類衍生物,證實有1,2二酮結(jié)構(gòu)的存在[22]。
Tanaka等[23]用茶PPO氧化EC(形成EC醌氧化EGCG)和EGCG混合物并從中分離得到一種EGCG二聚體(28)。此化合物為棕色無定形粉末,HMBC和NOESY譜及紅外數(shù)據(jù)顯示存在環(huán)戊烯酮結(jié)構(gòu)。其形成機制(圖11)包括經(jīng)過穩(wěn)定性很差的EGCG鄰醌異構(gòu)體4b的水合作用,然后通過環(huán)縮合、脫羧、氧化及分子間環(huán)加成反應(yīng)最終形成化合物28。
Sheng等[24]用實時質(zhì)譜分析了EGCG在中性及弱堿性條件下的自動氧化產(chǎn)物,并發(fā)現(xiàn)了1個EGCG二聚體(29),其自動氧化機制(圖12)。他認為首先是EGCG在Cu2+或Fe3+催化下被空氣中的氧氧化形成EGCG自由基(EGCG·),EGCG·作為陰離子自由基(EGCG·-)與氧反應(yīng)生成EGCG醌,而EGCG醌與另一分子EGCG反應(yīng)形成EGCG二聚體theansinensin A。theansinensin A還能被另一分子EGCG醌進一步氧化形成化合物29。
123TheacitrinsTheacitrins是一類不穩(wěn)定的黃色色素,具有5,7,8a三羥基環(huán)烷醇[α]茚1,6,8(3aH,3bH,8aH)三酮結(jié)構(gòu)。研究表明它的生成及降解對紅茶多酚的多樣性起到至關(guān)重要的作用。
Powell等[2528]在研究紅茶多酚自動氧化水解產(chǎn)物時分離得到theacitrin A(30),theacitrin B(31),theacitrin C(32)(圖13)。它們是紅茶中不溶于乙酸乙酯且能與咖啡因形成沉淀的一類化合物,并且比TFs,theaflavic acids親水性更強,結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)它們沒有典型紅茶色素的苯駢卓酚酮骨架[28]。隨后Davis等[29]從脫咖啡因阿薩姆紅茶的甲醇丙酮提取物中分離得到化合物30從而正式確定其結(jié)構(gòu)。化合物30的形成機制(圖14)[30],首先是EGCG和EGC的B環(huán)氧化分別形成自由基4k和2a,隨后這2個自由基通過CC單鍵連接生成中間體30a,該中間體再經(jīng)歷分子內(nèi)環(huán)化、重排和水合作用形成該化合物。
隨后Davis等[29]又分離得到2個與化合物30結(jié)構(gòu)相似的化合物31和32。根據(jù)HPLC,ESIMS,UVVis譜(吸收
波長277,379 nm)及化學(xué)方法推測其可能的結(jié)構(gòu)式。隨后,Matsuo等[31]首次從EGCG與梨勻漿液中分離并鑒定了化合物32(theacitrin C),并提出其可能的形成機制(圖15),首先是EGCG B環(huán)氧化成EGCG醌,EGCG醌與另一分子EGCG 之間通過1,4加成形成CC單鍵,再經(jīng)一系列氧化及分子內(nèi)1,2加成生成二環(huán)[321]辛烷中間體,然后重排生成化合物32。該化合物不穩(wěn)定,在加熱條件下能生成化合物33,34(圖16),其中2,5環(huán)己二烯1酮通過芳香化形成更穩(wěn)定的連苯三酚是促進化合物32發(fā)生消除反應(yīng)的主要原因。
隨后,他們對theacitrins的降解進行了深入研究,并發(fā)現(xiàn)化合物30(theacitrin A)能經(jīng)烯酮苯酚重排形成化合物
(圖17)。Powell等[28,30]推測該類化合物(theacitrins)可能是形成TRs的先質(zhì)或者是TFs進一步氧化形成TRs的中間體。
124EGCG三聚體Takashi等[22]用日本梨氧化EGCG分離得到化合物36,其為無定形白色粉末,最大吸收波長為275 nm,氫譜表明有4個芳香單質(zhì)子峰及沒食子?;?個雙質(zhì)子單峰,顯示B環(huán)的C2通過共價鍵連接在D環(huán)的C2上形成了theasinensintype化合物,質(zhì)譜顯示為EGCG三聚體,其中theasinensin的BB′環(huán)之間二苯鍵的絕對構(gòu)型為R。此外,用化合物theasinensins形成的類推法可知化合物36為36a的還原產(chǎn)物?;瘜W(xué)還原后沒有檢測到theasinensin D進一步證實了這一絕對構(gòu)型。生物合成的偶聯(lián)過程(圖18),這與化合物dehydrotheasinensin A 生物合成theasinensin A和theasinensin D的過程類似[17]。另外,在純化過程中發(fā)現(xiàn)有相似色譜行為的化合物表明有化合物36的異構(gòu)體存在,雖然沒有分類得到,但是這一阿托異構(gòu)體很可能是由GB′′環(huán)之間的二苯鍵構(gòu)型不同形成。
化合物36的形成表明除了B環(huán)醌外,沒食子?;?/p>
能通過分子間偶聯(lián)形成微量聚合多酚。
13EGC及衍生物聚合物的形成
EGC有2條氧化途徑:一是與EC及其酯型化合物發(fā)生縮合反應(yīng)生成茶黃素類;另一是形成EGC二聚體。Tanaka課題組[12]研究發(fā)現(xiàn)EGC與EGCG的氧化具有很多相似之處,如EGC主要的氧化產(chǎn)物為類似的dehydrotheasinensin C(37,圖19),同樣它能進一步降解生成theasinensin C(16),theasinensin E(19),desgalloyl oolongtheanin(38)和dehydrotheasinensin E(39),除了主要產(chǎn)物37外,還能生成與EGCG產(chǎn)物類似的化合物42和43(圖19)。而與EGCG氧化不同的是EGC的氧化產(chǎn)物中還含有少量的proepitheaflagallin(40,存在2種同分異構(gòu)體40a和40b),40a脫羧后形成41(proepitheaflagallin,同名)(圖19)[16,32],40b脫羧后經(jīng)dienonephenol重排形成hydroxytheaflavin(見23 theaflagallin)。最近Yosuke Matsuo用未成熟的橘子勻漿液氧化連苯三酚型兒茶素得到1個新化合物44,并用COSY, HSQC和HMBC對化合物desgalloyl oolongtheanin(38)的結(jié)構(gòu)進行了修正(圖20化合物38a)[33]。
Tanaka等首次分離得到化合物39[34],可以推測出化合物39(dehydrotheasinsin E)是EGC通過分子間加成形成的具有S二苯鍵的化合物。
研究發(fā)現(xiàn)EGC醌的反應(yīng)具有高度立體選擇性,生成的二聚體構(gòu)型與C2的構(gòu)型及C2和C3之間的相對構(gòu)型有關(guān),如EGC的主要氧化產(chǎn)物是dehydrotheasinensin C(37)(圖19),而GC的氧化產(chǎn)物以化合物46為主(圖21)。另外在相同的氧化條件下,GC減少的速度明顯比EGC慢,說明酶優(yōu)先氧化的是EGC而不是GC,顯示酶的專一性與底物的立體化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。隨后對GC的一對對映體45a[2R,3S(+)GC]和45b[2S,3R (-)GC](圖22)進行研究發(fā)現(xiàn)酶對兩者沒有差異,可能的原因是酶只將兒茶素B環(huán)氧化成鄰醌,而隨后的聚合反應(yīng)是非酶促作用。醌二聚體46(為31的同分異構(gòu)體)是proepitheaflagallin(40b)脫羧后的同分異構(gòu)體,已證明它也是epitheaflagallin(66)的先質(zhì)[35]。
2茶黃素類及其衍生物的形成
21Theaflavins(TFs)
茶黃素及其單酯或雙酯衍生物是兒茶素氧化的另一主要產(chǎn)物[4,3637]。茶黃素類是一類具有3′,4′二羥基苯駢卓酚酮骨架的多酚類化合物,它是由鄰苯二酚型兒茶素B環(huán)和連苯三酚型兒茶素B環(huán)縮合而成,其中連苯三酚型兒茶素B環(huán)最終形成茶黃素類七元環(huán)骨架,鄰苯二酚型兒茶素B環(huán)保持不變。早在20世紀60年代Takino等[36]就提出了這一骨架的可能形成機制(圖23),認為首先是兒茶素被氧化形成鄰醌,然后通過分子間醇醛縮合反應(yīng)生成中間體TFsa,再經(jīng)分子內(nèi)醇醛縮合反應(yīng)形成三環(huán)二酮中間體TFsb,此中間體經(jīng)歷芐基酸型重排(benzylic acidtype rearrangement)、脫羧后生成苯駢卓酚酮結(jié)構(gòu)。
1998年Haslam等[38]提出了苯駢卓酚酮形成的另一可能機制(圖24)。這一機制涉及到兒茶素B環(huán)之間通過分子間自組裝成具有區(qū)域選擇性的氫醌型ππ復(fù)合體,最后脫羧生成苯駢卓酚酮結(jié)構(gòu)。而第3種形成機制則認為(圖25)多酚氧化酶首先將EC氧化成EC醌,然后缺電子的EC醌進攻富電子的連苯三酚型B環(huán),后經(jīng)氧化、脫羧最終形成茶黃素類化合物[36,38]。3種機制同時認為二環(huán)[3,2,1] 辛稀中間體TFse可能是形成茶黃素類化合物的關(guān)鍵。近來,Yanase等[3940]成功地分離到這一二環(huán)辛烯中間體,并認為這一中間體經(jīng)水化、氧化及脫羧后生成茶黃素類(圖26)。
Collier等從茶葉中分離得到該類茶黃素的2種同分異構(gòu)體52和54(圖27)[37,41],它們是由于先質(zhì)兒茶素的差向
異構(gòu)體形成的茶黃素類非對映異構(gòu)體,命名為isotheaflavins或neotheaflavins。Davis等和Lewis等[4243]隨后分別從紅茶中分離得到另外2種茶黃素類同分異構(gòu)體53(isotheaflavin3′Ogallate)和55(neotheaflavin3Ogallate)(圖27),并且通過化學(xué)氧化ECG與GC及C與EGCG分別合成了化合物53和55,從而證實了它們的絕對構(gòu)型。此外,Nishimura等[44]從紅茶醇水溶液中分離鑒定了2種甲基化茶黃素類56[TF3O(3OMe)G]和57 [TF3O(3OMe)G3′G](圖27)。最近Huadong Chen等[45]用LC/ESIMS/MS還發(fā)現(xiàn)紅茶中存在茶黃素三沒食子酸酯及茶黃素3,3′,5,5′四沒食子酸酯(圖28)。
另外,研究發(fā)現(xiàn)除了茶葉PPO外,其他植物如枇杷葉、日本梨、蘋果和香蕉等PPO同樣能將EC和EGC氧化成該類茶黃素類化合物,推測其形成機制與茶葉發(fā)酵相似[12]。
22Theaflavates
研究表明與兒茶素B環(huán)相比,沒食子酸衍生物中連苯三酚的活性較低,但兒茶素B環(huán)也能與沒食子酸衍生物之間發(fā)生氧化偶聯(lián),如,ECG單獨進行酶促氧化時一分子ECG中的沒食子?;芘c另一分子ECG B環(huán)進行分子間偶合反應(yīng)生成具有苯駢卓酚酮結(jié)構(gòu)的氧化聚合產(chǎn)物。這種通過酯型兒茶素D環(huán)與鄰苯二酚型兒茶素B環(huán)氧化偶聯(lián)形成的茶黃素類衍生物命名為theaflavates(圖29)。
Wan等[46]用NaHCO3/Fe(CN)6體系氧化ECG分離得到1種ECG二聚體theaflavate A(61)。隨后Lewis等[43]首次從紅茶中分離得到另一類似化合物62,命名為theaflavate B。Sang等[47]在山葵POD/H2O2體系中通過兒茶素兩兩反應(yīng)分離得到18個苯駢卓酚酮類衍生物,其中首次發(fā)現(xiàn)了化合物64(neotheaflavate B)。Kusano等[48]用日本梨作為酶源氧化ECG分離得到2種同類型ECG三聚體及四聚體化合物theaflavate C(63)和bistheaflavate A(65)。
23Theaflagallins
Takino等[49]發(fā)現(xiàn)在氧存在的條件下,漆酶能將沒食子酸和EGC(或EGCG)轉(zhuǎn)變成茶黃素類衍生物(66和67,圖30)。Takashi等[22]用梨作為酶源氧化EGCG也分離得到化合物67。這類化合物具有1′,2′,3′三羥基3,4苯駢卓酚酮結(jié)構(gòu),是由2分子連苯三酚環(huán)縮合而成,命名為(epi)theaflagallins[1,3536,50]。隨后Nonaka等[35]從紅茶中分離得到化合
物66的差向異構(gòu)體68(圖31),這類化合物的形成機制(圖32)。首先在PPO作用下沒食子酸和EGC(或EGCG)的B環(huán)被氧化成醌類中間體[51],隨后醌中間體進行Michael加成及跨環(huán)羧基加成,最后脫羧形成。
如前所述Matsuo等[52]用EGC作為底物分離得到化合物40b,該化合物不穩(wěn)定除能脫羧生成化合物41外,
在加熱的條件下1,4環(huán)己二烯還能發(fā)生二烯酮苯酚重排生成化合物69(hydroxytheaflavins),同時也能發(fā)生消除反應(yīng)生成化合物66(epitheaflagallin)(圖33)。并且發(fā)現(xiàn)[53]化合物66只來源于EGC。隨后,他們[54]又成功分離得到化合物40的前體化合物proepitheaflagallin B(40c)(圖33)。在形成過程中首先是EGC和EGC醌之間通過1,2加生成中間體40d,來源于EGC的B環(huán)繼續(xù)氧化成40e,40e隨后通過分子內(nèi)1,2加成(EGCG B環(huán)的C2′和C4′羧基)形成二環(huán)
[321]辛烯中間體40f,隨后來源于EGC醌C環(huán)C3的羥基與EGC B環(huán)C3的羰基之間形成半縮醛生成化合物40c。
24Theaflavic acids
Coxon等[55]通過化學(xué)方法合成并表征了theaflavic acid(72)和epitheaflavic acid(73)(圖34),這是鄰苯二酚型兒茶素B環(huán)與沒食子酸形成的氧化聚合產(chǎn)物。緊接著Berkowitz等[5657]又從EGC茶葉粗酶氧化產(chǎn)物中分離得到另一化合物74(epitheaflavic acid3′gallate)。
25多苯駢卓酚酮型茶黃素類衍生物
由于2分子兒茶素B環(huán)及沒食子酸衍生物與1分子兒茶素B環(huán)之間都能形成苯駢卓酚酮骨架,因此從理論上就可能存在多苯駢卓酚酮型茶黃素類衍生物。Sang等[58]研究發(fā)現(xiàn)酯型茶黃素的沒食子酰基與EGCG(或EGC)的B環(huán)具有同樣的活性,能進一步與EC反應(yīng)形成二苯駢卓酚酮型茶黃素類76 (theadibenzotropolone A) (圖35),其形成機制(圖36)。另外TF3G還能與C反應(yīng)生成相應(yīng)的同分異構(gòu)體77(theadibenzotropolone B),并且研究發(fā)現(xiàn)紅茶中化合物76的含量(220 μg·kg-1)是77(70 μg·kg-1)的3倍,其可能的原因是EC(48 mV at pH 135)的氧化還原電位值要遠低于C(79 mV,pH 135),因此EC更容易發(fā)生氧化反應(yīng)[59]。另外neotheaflavin3Ogallate(55)也能與EC反應(yīng)生成78 (theadibenzotroplone C),但是不能與C反應(yīng)得到化合物79。而TF3,3′dG與EC反應(yīng)得到的是三苯駢卓酚酮型化合物80(theatribenzotropolone A),而不是預(yù)測的2個二苯駢卓酚酮型衍生物,說明1分子TF3,3′dG與2分子EC進行反應(yīng)(圖35)。研究發(fā)現(xiàn)多苯駢卓酚酮結(jié)構(gòu)的形成機制與茶黃素類和theaflavates的形成相似[43,46]。
3展望
研究發(fā)現(xiàn)兒茶素化合物具有多種藥理功能,如可以通過調(diào)節(jié)相關(guān)酶的活性來抑制癌細胞增殖,誘導(dǎo)癌細胞凋亡,但不同兒茶素單體間存在明顯差異[6061]。Frei等[62]發(fā)現(xiàn),EGCG可通過清除ROS,NO或與ROS反應(yīng)生成穩(wěn)定化合物的方式來有效平衡人體內(nèi)的自由基,從而達到抗氧化目的。Nakanishi T[63],Nance C[64]等研究證明,兒茶素還具有抗炎癥、抗菌、抗病毒的效用。另外,兒茶素在預(yù)防心腦血管疾病[65]及保護腎臟、肝臟、神經(jīng)系統(tǒng)等方面也都具有良好效果[66]。但由于兒茶素化合物穩(wěn)定性差,因此它們在這些治療或預(yù)防作用中到底發(fā)揮多大作用并不清楚,另外,Wei[67]及本課題組的研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)氧化處理后的EGCG對某些癌細胞株的抑制作用更強,因此推測兒茶素化合物氧化產(chǎn)物及氧化產(chǎn)物形成過程中產(chǎn)生的不穩(wěn)定中間體也可能發(fā)揮著重要作用,如醌、半醌等[68]。因此研究兒茶素氧化產(chǎn)物及形成機制對探討兒茶素類化合物的藥理作用機制提供重要信息。兒茶素類氧化產(chǎn)物的形成過程復(fù)雜,且大多數(shù)中間體不穩(wěn)定,因此如何對眾多不穩(wěn)定化合物實現(xiàn)瞬間鑒定或用化學(xué)及物理方法“固定”這些不穩(wěn)定中間體都是未來機制研究的重要方向。隨著先進的色譜、波譜及其它鑒定技術(shù)的發(fā)展,將會獲得更多新化合物的結(jié)構(gòu)及形成過程信息,這為將來研究兒茶素類的藥理機制及定點開發(fā)具有某些特定生理活性化合物奠定基礎(chǔ)。
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[責任編輯丁廣治]
[收稿日期]20160928
[基金項目]重慶市自然科學(xué)基金項目(cstc2014jcyjA80024) ; 西南大學(xué)基本科研業(yè)務(wù)費專項資金項目(XDJK2014C159) ; 西南大學(xué)博士基金項目(SWU111040); 重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心能力提升項目(cstc2014ptgc8001)
[通信作者]*童華榮, 教授, 研究方向為天然產(chǎn)物化學(xué), Email: barry4784088@126com
[作者簡介]丁陽平, 講師,研究方向為天然產(chǎn)物化學(xué), Email: dingyangping@swueducn