iugi
在高等植物中,此类化合物主要积累在保卫细胞、上皮细胞、以及叶子亚表皮细胞中心液泡中峥.10],能清除 活性氧达到保护植物的作用。Pe.A_rez—RodroAguez等uu(2001)研究发现当n vermicularis遭受过多紫外线照射 时,其体内的THC(3,6,7一trihydroxyeoumarin),在细胞壁内侧和叶泡膜周围积累,而起到减少紫外线损伤的作 用,主要因其抗氧化特性而阻止过度辐射造成的氧化损伤,此前已经证明THC与其它酚类化合物一样,能抑制 膜脂过氧化、清除超氧自由基和过氧化氢,是有效的抗氧化剂¨2’”1,进一步的研究发现THC有着与抗坏血酸一 样高的抗氧化活性¨¨,其抗氧化活性的贡献主要来自邻二羟基的出现¨“。Chong研究发现6一甲氧基一7一羟基香豆素类化合物在植物中也可以清除过敏反应引起过多的活性氧¨引。
1.2作为植保素的研究
香豆素类化合物作为植物合成的苯丙烷类次生代谢产物,与其它一些苯丙烷类化合物如黄酮、异黄酮、1,2 一二苯乙烯等一样,有许多重要生物功能:抗微生物活性、紫外线保护,可作为调节昆虫、共生菌、病原菌与植物 互作反应的信号分子。许多病原菌诱导的苯丙烷类化合物(例如:香豆素,异黄酮),因为它们在体外有抑菌活性,同时在植物体内可以积累到防止感染的浓度,被认为是植保素¨“。Beier(1983)报道这类化合物影响植物的 许多活动,例如作为植物毒素来保护植物免受感染,可以阻止病原物在植物体内繁殖Ⅲ1。 多种植物在受到微生物侵染或激发子诱导时能够合成香豆素类化合物,早在1960年Hughes等报道,被 Phytophthora infestan,感染的土豆块茎中,在感染部位周围有东莨菪苷的积累u引。20世纪70年代Fritig等在TMV侵染的烟草中也发现有香豆素类化合物东莨菪苷的合成,由TMV造成局部坏死过敏反应中也发现有东莨菪苷的积累u引。此外Houh等(1996)发现胡萝卜被真菌感染时产生一种香豆素羟化衍生物,被认为是具有抗 真菌活性的植保素旧’。Sehalk等(1998)研究结果表明,在对真菌激发子做出反应时,烟草培养细胞中发现有东 莨菪亭的积累。在烟草对TIVlV过敏反应中在局部坏死周围有东莨菪亭所产生的荧光环口¨。Gutie’1TeZ—Mella. do等(1996)发现且tuberosus对植物病原菌或激发子反应时合成天然香豆素化合物Ayapin陋1。Kauss等(1993)以粗制真菌激发子处理大麦悬浮细胞,发现有香豆素化合物的合成旧1。这类化合物的合成与病程相关, 研究发现在一些植物一病原物不亲和互作中东莨菪亭被快速显著地合成,而在亲和互作中东莨菪亭合成很慢并 以还原态形式存在Ⅲ瑚1。Chong等(2002)以烟草BY2原生质体为研究材料,接种烟草花叶病毒前进行东莨菪亭 处理和对照加水处理,所用东莨菪亭浓度不影响原生质体的存活,在接种48h后,用全长’rMV—DNA作探针杂交,结果显示东莨菪亭处理与加水处理相比,TMV基因组RNA在原生质体中显著减少Ⅲ1。
2抑制病原微生物机制的研究
2.1香豆素类化合物抑制病毒机制
早在1978年,Elsevier B.等发现香豆素可用来防止由HSV一1引起的人体感冒疮再发生。Keating(1997)报道香豆素化合物Warfarin能与DNA相互作用,表现抗病毒活性瞳7|。Mazumder等(1996)研究表明4一羟基香豆素类化合物是HIV病毒整合酶的抑制剂,进而阻止病毒复制汹】。Zhao(1997)等通过生物化学和重组整合酶实验,证明包含一个或多个羟基的香豆素化合物可作为整合酶的抑制剂。Huang(1994)发现一种香豆素衍生物Camphanoyl khellaeton(DCK)在纳摩尔水平抑制HIV一1,经过分析DCK的立体异构对其抑制活性是必要的。Sekiguchi等(1996)报道香豆素能抑制牛痘病毒,其机制是:香豆素通过与解旋酶B亚基结合,阻止ATP结合的位点,从而阻止解旋酶与DNA的相互作用,抑制牛痘拓扑异构酶,并且证实香豆素以非共价键结合而抑制拓扑异构酶与双链DNA的结合。蛇床子素在抗病毒机制上有所不同,Hyang等(1996)研究发现,经过蛇床子素处理后HBV表
iugi
面抗原的分泌在离体条件下受到抑制,发现HBV表面抗原糖基化增加,并认为蛇床子素通过增加
HBV表面抗原糖基化抑制分泌H“。
2.2香豆素抑制细菌机制
Stadler等(1984)报道,花椒毒素等对细菌和真菌具有强烈的抑制作用∽】。Weinmann(1997)发现woodruff (Galiumodoratura)的抽提物有抗菌潘隆,其成分主要是香豆素类化合物 。Femandez(1996)发现羟化香豆酸
这一类香豆素相关化合物,能抑制革兰氏阳性菌m】。香豆素相关化合物具有抗菌、消炎活性,作为许多酶系的抑制剂。以香豆素为基础的抗生素药物香豆霉素Al、新霉素和氯霉素等通过抑制拓扑异构酶B亚基与ATP的结合,阻止其催化ATP的水解而阻碍DNA复制m1。此外实验证明香豆素类药物还能抑制拓扑异构酶Ⅳ。
Moniea等(2000)发现抗菌药物新霉素除作用于拓扑异构酶外还能和HSP90分子伴侣c一端ATP结合域结合。香豆素除与DNA复制有关外,还影响到蛋白合成。Ramaehandiran(2000)等研究发现香豆素衍生物与细菌氯霉素乙酰基转移酶N端结合导致大量核糖体停留在已经停止的地方,经过分析N端的修饰影响到CAT(氯霉素乙酰基转移酶)新生肽的延长,从而导致4kD肽链的积累。2.3香豆素类化合物抑制单加氧酶,Moniello(1996)研究结果表明香豆素能减少真菌对纤维素的附着能力,同时能抑制N.frontalis对葡萄糖的吸收Ⅲ1。真菌中,甾醇在调节膜的可塑性或流动性方面起着重要作用,而在万方数据其合成过程中有关键酶P450的参与,而香豆素类药物在人体中抑制P450酶已有报道,Kleiner等(2001)研究结果表明,人们饮食中接触的几种香豆素有些可以抑制P450调节benzo[ot]pyrene(B[o【]P),及7,12一dimethyl-benz[0【]anthracene(DMBA)在活体中的代谢,阻止老鼠上皮细胞中DNA加合物的形成,阻止B[d]P、DMBA引起的肿瘤。Thull等(1994)研究表明,黄酮、香豆素还有其它的含氧化合物可以抑制单氨氧化酶A和B,从而可以治疗疯颠。此外香豆素化合物还作为脂氧合酶和环氧合酶的抑制剂,在12一HETE及LTB。合成过程中,七叶亭是L0和COX代谢途径的抑制剂。Resch等(1998)证明蛇床子素是5一lipoxygenase的选择抑制剂旧 。
3香豆素类化合物蛇床子素作为杀虫抑菌生物农药的研究
蛇床子素(Osth01),其化学名称为8一(3一甲基一2一丁烯基)甲醚缴形酮,属于香豆素类化合物,该类化合物的核心结构由苯环和吡喃酮环组成。作为香豆素类化合物的一员,蛇床子素除具有香豆素的核心结构外,还有异戊烯结构,异戊烯结构化合物作为植保素在抗病中有着重要作用口¨。王超等(2003)报道蛇床子素对菜青虫、小菜蛾低龄幼虫等害虫具有触杀作用m】,对辣椒疫霉病菌、番茄灰霉病菌、小麦赤霉病菌等病原真菌具有显著的抑制作用汹],尤其对瓜类白粉病菌具有特效,1%蛇床子素水乳剂田间施药3次后7d防效可达98.51%Do]。关于蛇床子素的杀虫抑菌机理近年也有报道,石志琦等发现蛇床子素处理造成小麦赤霉菌丝断裂,初步研究推论蛇床子素能抑制小麦赤霉菌对葡萄糖的吸收,导致糖饥饿,引起几丁质酶活性升高,进而影响小麦赤霉菌细胞壁的形成汹1。医学研究表明蛇床子素能抑制L一型Ca2+流,具有阻断Ca2+内流的作用而用于治疗心肌失调。在真菌中Ca2+在孢子萌发、压力孢的形成发育、菌丝顶端生长等方面起着重要作用H1’421,ca2+ 对几丁质纤维微体分泌有导向作用m1,进而影响几丁质纤维微体在细胞表面的沉积从而阻止细胞壁的合成m1。