五加属植物中萜类成分的研究

张 琪，韩明虎

(陇东学院 化学化工学院，甘肃 庆阳 745000)

五加属植物又名刺五加，广泛分布于亚洲各国，主要生长于喜马拉雅山脉周围及亚洲东部如中国、韩国、日本、朝鲜、俄罗斯东北部、蒙古、印度、不丹和尼泊尔等。作为《中华人民共和国药典》中的中药之一，五加属植物的药用、食用价值颇高，在医药、生物领域应用前景广阔[1-2]。截至目前，研究人员已经从五加属植物的根、茎、叶、果实和种子等不同部位分离鉴定出多种化学成分，主要包括萜类、木脂素、黄酮、茋、生物碱、甾醇、香豆素等。同时，还发现多种无机元素、氨基酸、单糖、多糖、挥发油等成分，相对比较复杂[3-5]。其中，萜类化合物含量高且种类繁多，具有抗氧化、抗风湿、抗应激、抗疲劳、抗肿瘤、抗病毒、抗溃疡、抗辐照和强化骨骼等多种生物活性，临床可用于治疗糖尿病、冠心病、心绞痛、风湿痹痛、腰膝软弱及神经衰弱等疾病，能有效缓解短暂性脑缺血发作、动脉硬化、血栓形成和脑栓塞等症状，其生物活性的多样性和重要性备受人们的重视，已成为中药化学研究的一个热点领域[6-8]。

鉴于五加属植物中萜类化合物已有潜在的药用价值，结合国内外最新研究成果，对其化学成分、生物活性与临床应用进行了系统整理和总结，为新药、食品、保健品的市场开发，植物化学和结构鉴定的进一步研究提出依据。

1 化学成分

萜类是五加属植物中种类最多且含量较高的化合物。目前，国内外学者从五加属植物中已分离得到约180余种萜类及其皂苷，包括三萜(A)、二萜(B)及倍半萜(C)等。其中三萜类化合物大多为五环结构，分为羽扇豆烷型、3,4-seco-羽扇豆烷型与齐墩果烷型，自然界大多以游离状态或成苷或成酯的形式存在，生物活性与药理功能良好，是中药化学研究的热点领域之一[9]。系列化典型代表有Acantrifoside A、B、C，Acankoreoside A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O，Wujiapioside A、B，Acanjaposide A、B、D、E、F、G、H、I，Acanthopanaxoside A、B、C、E，Ciwujianoside A1、A2、A3、A4、B、C1、C2、C3、C4、D1、D2、D3、E，Nipponoside A、B、C、D、E，Eleutheroside L、M、K，Spinoside C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、D1、D2、D3，SpinogeninD2、D3等，部分化合物结构见图1[10-45]。

AR1R2R3R4R51HCH3HHCH32HCH3HOHCH33HCOOHHHCH34HCHOHOHCH35HCH2OHHOHCH36HCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-RhaOHCH37HCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-RhaHCH38HCH2OH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-RhaOHCH39HCH2OH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-RhaHCH310HCHO←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-RhaOHCH311HCHO←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-RhaHCH312HCOOH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-RhaHCH2OH13HCOOH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-RhaOHCH2OH14HCHO←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-RhaHCH2OH15HCHO←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-RhaOHCH2OH16HCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-RhaHCH317←1)-β-D-GlcCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-RhaOHCH318←1)-β-D-GlcCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-RhaOHOH19CHOCOOHHHCH2OH20CHOCOOH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-RhaHCH2OH

AR1R2R322CHOCOOH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha23COOHCHO←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha24CH3OH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha25HH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha26CH3H←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc27CH3HH28CH3H←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha29CH3OH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha30CH3OHH31CH3OOCH3H32CH2OHHH33CH2OHH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha34HCH3H35←1)-α-L-AraCH3H36←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-RhaCH3H37←1)-α-L-Ara-(2←1)-β-D-GlcCH3H38←1)-α-L-Ara-(3←1)-β-D-Glc-(3←1)-α-L-RhaCH3H39←1)-α-L-Ara-(2←1)-β-D-GlcCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-[(6←Ac)]-(4←1)-α-L-Rha40←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-RhaCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-[(6←Ac)]-(4←1)-α-L-Rha41←1)-α-L-Ara-(2←1)-β-D-GlcCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha42←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-RhaCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha43←1)-α-L-AraCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha44←1)-α-L-AraCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-[(6←Ac)]-(4←1)-α-L-Rha45HCHO←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha46HCOOH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha47HCH3H48←1)-α-L-AraCH3H49←1)-α-L-Ara-(4←1)-α-L-RhaCH3H50←1)-β-D-GlcA-[(6←OCH3)]-(2←1)-α-L-AraCH3H51←1)-α-L-Ara-(2←1)-β-D-GlcCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-[(6←Ac)]-(4←1)-α-L-Rha52←1)-α-L-Ara-(2←1)-β-D-GlcCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha53←1)-β-D-GlcCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha54←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-RhaCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha55←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-RhaCH3H56←1)-β-D-GlcACH3H57←1)-β-D-GlcA-(6←OCH3)CH3H58←1)-β-D-GlcA-(6←OCH2CH2CH2CH3)CH3H59←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Ara-(2←1)-β-D-GlcCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc60←1)-β-D-GlcACH3←1)-β-D-Glc61←1)-β-D-GlcACH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc62←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-RhaCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc63←1)-α-L-Ara-(4←1)-α-L-RhaCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha64←1)-α-L-AraCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha65←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-RhaCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-[(6←Ac)]-(4←1)-α-L-Rha66←1)-α-L-AraCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-[(6←Ac)]-(4←1)-α-L-Rha67←1)-α-L-Ara-(2←1)-β-D-GlcCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc68←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-Rha-(3←1)-β-D-XylCH3H69←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-Rha-(3←1)-β-D-XylCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha70←1)-α-L-Ara-(2←1)-β-D-GlcCH3H71HCH2OHH72←1)-α-L-AraCH2OHH73←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-RhaCH2OHH74←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-GlcCH2OHH75←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-RhaCH2OH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha76←1)-α-L-AraCH2OH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha77←1)-α-L-Ara-(2←1)-β-D-GlcCH2OH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha

AR1R2R378←1)-α-L-AraCH2OH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-[(6←Ac)]-(4←1)-α-L-Rha79←1)-α-L-Ara-(2←1)-β-D-GlcCH2OH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-[(6←Ac)]-(4←1)-α-L-Rha80CH3COOH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha81CHOCOOH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha82CH2OHCOOH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha83CH3CH2OH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha84CHOCH2OH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha85CH2OHCH2OH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha86CH3OH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha87CHOOH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha88CH2OHOH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha89CH3COOHH90CH2OHCH3←1)-β-D-Glc91CH2OHCOOHH92CHOCOOHH93CH2OHCH3CH3

AR1R2R3R494CH3OHH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha95HOHOHH96HOHHH97HOHH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha98HHHH99HHH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha100HCH3COOHH101←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-RhaCH3COOHH102HCH2OHCH3←1)-β-D-Glc103HCH2OHCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha104HCH2OHOH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha105HCH2OHCH3H106HCH2OHCH3CH3107←1)-β-D-GlcACH2OHCH3H108←1)-α-L-AraCH2OHCH3H109←1)-β-D-GlcA-(6←OCH3)CH2OHCH3H110←1)-β-D-GlcACHOCH3H111←1)-β-D-GlcACHOCH3←1)-β-D-Glc112←1)-β-D-GlcCHOCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha113←1)-β-D-GlcACH2OHCH3←1)-β-D-Glc114←1)-β-D-GlcA-(6←OCH3)CH2OHCH3←1)-β-D-Glc115←1)-β-D-GlcCH2OHCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha116←1)-α-L-Ara-(2←1)-β-D-GlcCH2OHCH3H117←1)-α-L-AraCH2OHCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc118←1)-α-L-Ara-(2←1)-β-D-GlcCH2OHCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc119←1)-α-L-Rha-(2←1)-α-L-AraCH2OHCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha120←1)-α-L-AraCH2OHCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha121HCH2OHCOOH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha122HCOOHCH2OH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha123HCOOHCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha124HCHOCH2OH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha125HCHOCOOH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha126←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-RhaCH2OHCH3H127←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-Rha-(3←1)-β-D-XylCH2OHCH3H128←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-Rha-(3←1)-α-L-AraCH2OHCH3H129←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-RhaCH2OHCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha130←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-Rha-(3←1)-β-D-XylCH2OHCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha131HCHOOH←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha132←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-Rha-(3←1)-β-D-GlcHCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha133←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-RhaHCH3←1)-β-D-Glc-(6←1)-β-D-Glc-(4←1)-α-L-Rha134←1)-β-D-GlcAHCH3←1)-β-D-Glc135←1)-β-D-GlcA-[(3←1)-β-D-Xyl]-(2←1)-β-D-GalOHCH2OH←1)-α-L-Ara-(2←1)-α-L-Rha-(4←1)-β-D-Xyl-(3←1)-β-D-Api136←1)-β-D-GlcA-(3←1)-β-D-Gal-(3←1)-β-D-GlcOHCH2OH←1)-β-D-Glc-(2←1)-α-L-Rha-[(3←1)-β-D-Api]-(4←1)-β-D-Xyl

图1 三萜类化合物结构

二萜、倍半萜类化合物约20余种，如Acanthoic acid，Kaurenoic acid，ent-16β,17-Dihydroxy -(-) -kauran-19-oic acid，Acanthokoreoic acid A，Acanthol，(-)-Pimara-9(11)，15-dien-19-ol-19- acetate，Noracanthopanin A，Acanthopanolide B，Andrographolide等，部分化合物结构见图2[46-57]。

图2 二萜及倍半萜类化合物结构

2 生物活性与毒性

五加属植物中不同的化学成分具有独特的生物活性，大部分萜类成分在体外对胰脂肪酶、COX-1、β-葡萄糖醛酸酶、蛋白酪氨酸磷酸酶、组胺释放和血小板聚集的活性具有较强抑制作用，还兼有一定的抑菌、杀虫与溶血活性。萜类化合物表现出多种多样的生物活性，如紫杉醇可治疗多种癌症，青蒿素可治疗疟疾，川楝素具有杀灭血吸虫作用，穿心莲内酯有抗上呼吸道感染的作用。白桦脂酸具有镇咳、祛痰及选择性抑制人型黑色素瘤细胞作用，并对HIV-1型感染、脑瘤、神经外胚层瘤、白血病、人型结肠癌等有一定的抑制作用。Silphioside F具有很强的杀传播血吸虫病Biomphalariaglabrata和Bulinusglobosus软体动物的活性。Kalopanaxsaponin G有显著的镇静作用，在1 mg/kg时能明显降低小鼠的运动性[58-61]。Loniceroside C具有较强的溶血活性，对传播血吸虫病的蜗牛Biomphalariaglabrata具有强烈的杀软体动物活性(<10mg/kg)等。

3 临床与实用价值

五加属植物中的化学成分临床应用与实用价值较大，已成为天然药物研究的热点领域。萜类被誉为天然抗生素药物，临床上主要用于肝炎、溃疡、菌痢、肺炎、关节炎、高血压、低血糖、脑膜炎、艾滋病、上呼吸道感染、钩端螺旋体病、增强肾上腺皮质功能等疾病的治疗，添加在化妆品中能减少头皮屑和预防脱发，分析上用于含量测定、鉴定、药理实验等标准品的制备[62-67]。

4 结论

五加属植物中的萜类化合物及其衍生物作为药物和保健品，已广泛用于中国民间医学的营养治疗，其相关资源分布、化学成分、波谱特征、生物活性、临床应用等基础研究已得到了重点关注，并取得了丰硕成果。同时，萜类化合物化学成分结构复杂，功能基因的表达量低，人工合成与分离纯化困难，其开发利用受到限制。因此，研究萜类代谢合成途径中参与的相关功能基因，有利于提高植物药效，为新药合成及其大规模生产奠定基础。而且，随着分子生物学的发展，药用植物功能基因的克隆呈现快速增长的趋势，分离和鉴定更多的萜类有用成分生物合成的关键酶及基因，实现目的成分在特定组织和细胞中的定向表达，提高中药材品质，为天然药用植物的品种选育、规范化种植及质量控制提供技术支撑。