中文名稱(chēng)：金合歡醛

中文別名：3,7,11-三甲基-2,6,10-十二烷三烯醛;

英文名稱(chēng)：farnesal

英文別名：FARNESAL; 2,6,10-Dodecatrienal, 3,7,11-trimethyl-; 2,6,10-Farnesatrien-1-al; 3,7,11-Trimethyl-2,6,10-dodecatrienal; Einecs 242-957-9; 3,7,10-trimethyl-2,6,10-dodecatrienal; 3,7,11-trimethyl-dodeca-2,6,10-trienal; farnesyl aldehyde; 10-dodecatrienal,3,7,11-trimethyl-6; Farnesal,Pract.

PSA：17.07000

LogP：4.60450

金合歡醛物化性質(zhì)

折射率 n20/D >1.4920(lit.)

閃點(diǎn) 147.8oC

蒸汽壓 0.000187mmHg at 25°C

密度 0.868g/cm3

沸點(diǎn) 328.6oC at 760mmHg

金合歡醛(法尼醛)

金合歡醛又叫法尼醛。因?yàn)棣两鸷蠚g烯，也叫作法尼基。金合歡醛屬于倍半萜烯醛，主要來(lái)自檸檬草和馬鞭草中。金合歡醛聞起來(lái)有女人柔美的味道。金合歡醛特性有活化卵巢、增加女性魅力、提高卵子成熟率、助孕等效果。

CAS號(hào):106-28-5

英文名稱(chēng):(E,E)-Farnesol

英文同義詞:FEMA2478;(E)-farnesol;InhibitorA2;(E,E)-FARNESOL;trans-Farnesol;all-E-Farnesol;(2E,6E)-Farnesol;Farnesol,(E,E)-;ALLTRANSFARNESOL;TRANS,TRANS-FARNESOL

中文名稱(chēng):金合歡醇

中文同義詞:金合歡醇;反反-法呢醇;金合歡香葉醇;反式-金合歡醇;丙異戊二烯基醇;全反式金合歡醇;反,反-金合歡醇;金合歡醇(法尼醇);反式,反式-金合歡醇;(E,E)-金合歡醇CBNumber:CB4669245

分子式:C15H26O

分子量:222.37

金合歡醇(法尼醇)

金合歡醇的化學(xué)性質(zhì)

熔點(diǎn):61-63°C

沸點(diǎn):149°C 4mmHg(lit.)

密度:0.886g/mL at 20°C(lit.)

折射率:n20/D1.490(lit.)

閃點(diǎn):205°F

儲(chǔ)存條件:Sealed in dry,2-8°C

酸度系數(shù)(pKa):14.42±0.10(Predicted)

形態(tài):neat

水溶解性:Miscible with alcohol. Immiscible with water.

敏感性:Light Sensitive

BRN:1723039

InChIKey:CRDAMVZIKSXKFV-YFVJMOTDSA-N

CAS數(shù)據(jù)庫(kù):106-28-5(CASDataBaseReference)

NIST化學(xué)物質(zhì)信息:2,6,10-Dodecatrien-1-ol,3,7,11-trimethyl-,(E,E)-(106-28-5)

EPA化學(xué)物質(zhì)信息:(E,E)-Farnesol(106-28-5)

化學(xué)性質(zhì)

無(wú)色油狀液體。沸點(diǎn)263℃，相對(duì)密度0.887-0.889，折射率1.489-1.491，閃點(diǎn)100℃以上，溶于3體積70%乙醇及許多香料和油類(lèi)。有蜜甜的玫瑰、鈴蘭、菩提花及圓葉當(dāng)歸子的氣息。用途

廣泛用于多種香型的香精中?？捎糜谄刑峄?、紫丁香、鈴蘭Chemicalbook、鳶尾、玫瑰、紫羅蘭、刺槐、金合歡、玉蘭、兔耳草花及素心蘭型、東方香型、膏香型香精，能增強(qiáng)甜花香。也可少量用于食用香精，如杏子、香蕉、漿果、櫻桃、桃子、黃瓜、草莓、懸鉤子、甜瓜、圓醋栗及柑橘。

用途

用于合成萜烯類(lèi)化合物，例如鯊烯類(lèi)化合物、西松烯類(lèi)化合物和毛喉萜。

金合歡醇在化妝品方面的應(yīng)用

金合歡醇廣泛存在于植物體的花、葉、莖等部位之中，尤其是在一些中草藥植物和香料植物中具有較高含量，如細(xì)毛樟、辛夷花、枇杷葉等是具有較好開(kāi)發(fā)利用前景的重要資源。金合歡醇是中草藥植物的重要活性成分之一，也是一些重要香料植物精油中的主要香料成分之一，因此，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、化妝品和日用化工等需要其生物活性的方面已經(jīng)得到較多應(yīng)用，并具有較好的前景。國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道，綜述了金合歡醇的主要資源及其生物活性應(yīng)用。

鏈狀倍半萜化合物金合歡醇是重要的高級(jí)香料之一，也是重要的生物活性物質(zhì)或活性物質(zhì)中間體。金合歡醇也稱(chēng)法呢醇(farnesol)，化學(xué)名稱(chēng)為3,7,11一三甲基-2,6,10－十二碳三烯－1－醇(3,7,11一trimethyl-2,6,10-dodecatrien－1-ol)，分子式C15H26O，相對(duì)分子質(zhì)量222.41。金合歡醇有4種幾何異構(gòu)體，分別為反反式、反順式、順?lè)词胶晚橅樖?，自然界中主要以反反式存在，但橙葉精油中則以順?lè)词酱嬖?。金合歡醇為無(wú)色油狀液體，具有令人愉快溫和而細(xì)膩的帶有鈴蘭特征的花香氣味，同時(shí)由于其具有很好的定香作用，常用做基香，是高檔花香香精中的重要香原料，沸點(diǎn)110℃(47 Pa)，149℃（532 Pa)，閃點(diǎn)96°C，折光率1.486~1.478(25°C)，相對(duì)密度0.882~0.892(20℃)，不溶于水。金合歡醇的物理常數(shù)會(huì)隨著來(lái)源和異構(gòu)體的不同而有所變化。金合歡醇分子中有3個(gè)雙鍵，存放時(shí)最好保持低溫，同時(shí)密封要好，這樣能有效減少金合歡醇的氧化。

金合歡醇的急性毒性數(shù)據(jù)，為口服LD50 20mL/kg(大鼠，Dragoco公司數(shù)據(jù))或LD50如 6g/kg(大鼠，Merck公司數(shù)據(jù))。

金合歡醇可有效抑制痤瘡的形成，改善肌膚膚質(zhì)，并可消除體臭和汗臭。Symrise公司已將金合歡醇作為天然除臭劑使用，抑菌選擇試驗(yàn)表明，金合歡醇對(duì)汗臭產(chǎn)生菌有選擇性的抑制作用，而且對(duì)產(chǎn)生痤瘡(青春痘)的細(xì)菌、皮膚的絲狀菌(導(dǎo)致發(fā)生濕疹和腳氣的細(xì)菌)有抑制功效。金合歡醇在化妝品應(yīng)用中的抑菌作用與傳統(tǒng)殺菌概念不同，傳統(tǒng)殺菌劑通常殺滅包括皮膚保護(hù)層的一切微生物，破壞皮膚的自然生態(tài)，長(zhǎng)期使用會(huì)導(dǎo)致許多皮膚問(wèn)題，如皮膚過(guò)敏、瘙癢等；并且會(huì)引起環(huán)境污染。天然來(lái)源的金合歡醇，溫和抑菌。它僅抑制導(dǎo)致體癬、腳氣、體臭、粉刺等皮膚問(wèn)題的微生物，不破壞皮膚的天然保護(hù)層，維持皮膚自然生態(tài)，促進(jìn)皮膚健康，被用于液體皂、沐浴液、護(hù)膚液和防曬霜等化妝品中。

金合歡醛的生物合成及其代謝路徑[1]

像所有蛋白質(zhì)一樣，戊烯基化蛋白質(zhì)的半衰期是有限的。然而，與其他蛋白不同的是，丙烯基化蛋白降解后釋放法尼?；腚装彼?FC)或香葉基香葉基半胱氨酸(GGC)。哺乳動(dòng)物具有一種能催化FC和GGC氧化裂解的戊基半胱氨酸裂解酶。這種依賴(lài)fad的硫醚氧化酶消耗分子氧，并產(chǎn)生過(guò)氧化氫、半胱氨酸和戊醛產(chǎn)物(即金合歡醛或香葉基香葉醛)。在擬南芥中也存在類(lèi)似的裂解酶。然而，由fly (At5g63910)基因編碼的擬南芥酶對(duì)FC具有特異性(圖1)。GGC的代謝機(jī)制不同。植物膜被證明含有金合歡醇激酶、香葉基香葉醇激酶、金合歡醇磷酸激酶和香葉基香葉醇磷酸激酶活性(圖1)。這些膜相關(guān)激酶對(duì)核苷酸特異性不同,這表明它們是不同的酶(即金合歡醇激酶和香葉基香葉醇激酶可以使用CTP, UTP,或三磷酸鳥(niǎo)苷磷?；w,而通過(guò)磷酸激酶和香葉基香葉醇磷酸激酶展覽CTP作為磷?；w特異性)。然而，目前還不清楚金合歡醇激酶是否與香葉基香葉醇激酶不同，也不清楚金合歡醇磷酸激酶是否與香葉香葉醇磷酸激酶不同。盡管如此，很明顯，這些激酶將金合歡醇和香葉醇轉(zhuǎn)化為它們的一磷酸和二磷酸形式，用于異戊二烯類(lèi)生物合成，包括甾醇生物合成和蛋白質(zhì)戊烯基化。

圖1 提出的金合歡醛和金合歡醇的代謝。它與蛋白質(zhì)的戊烯基化有關(guān)。紅色顯示的循環(huán)部分是本文的主題。

金合歡醇、金合歡醛的藥學(xué)活性

1、非環(huán)倍半萜結(jié)構(gòu)相關(guān)化合物的篩選及其抗菌和細(xì)胞毒活性

天然的非環(huán)倍半萜類(lèi)化合物大多作為香料和調(diào)味料應(yīng)用于香精工業(yè)。這一類(lèi)包括香葉丙酮(1)，橙花醇(2)，金合歡醇(3)，金合歡醛(4)和金合歡乙酸酯(5)。

圖1 (1)香葉丙酮；(2)橙花叔醇 ；(3)金合歡醛(法尼醛)；(4)金合歡醇(法尼醇)；(5)醋酸金合歡酯的結(jié)構(gòu)。

橙花醇和金合歡醇除了具有風(fēng)味特性外，還具有抗菌特性。許多乳霜和營(yíng)養(yǎng)劑中都含有法尼醇，它對(duì)引起痤瘡的細(xì)菌(金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌)有抑菌作用，而且不會(huì)影響皮膚上自然存在的微生物群。它阻斷耐藥菌株金黃色葡萄球菌生物膜的形成，并與抗生素協(xié)同作用。Brilhante等研究表明，金合歡醇單獨(dú)或聯(lián)合抗真菌藥物對(duì)球蟲(chóng)屬二型真菌和念珠菌臨床分離株具有抑制活性。橙花醇對(duì)腸道沙門(mén)氏菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和黑曲霉等具有一定的毒性作用，并能提高抗生素的抗菌活性。Nagaki等人檢測(cè)了金合歡醛對(duì)金黃色葡萄球菌的活性，發(fā)現(xiàn)其在分析的萜類(lèi)化合物中表現(xiàn)出最高的活性。Shin等人評(píng)價(jià)了乙酸金合花酯抑制金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌生長(zhǎng)的抗菌活性。通過(guò)對(duì)其食品防腐性能的研究表明香葉丙酮還具有抗菌性能。此外，天然倍半萜在體內(nèi)和體外對(duì)人類(lèi)癌癥細(xì)胞株(特別是人類(lèi)惡性黑色素瘤、早幼粒細(xì)胞白血病和肺癌)具有化學(xué)預(yù)防和化療特性。

我們?cè)谥皥?bào)道了與香葉丙酮和橙花醇結(jié)構(gòu)相關(guān)的化合物(圖2)，因?yàn)樗鼈兙哂行嵊X(jué)和抗菌性能，是潛在的香味成分，按照目前的趨勢(shì)，應(yīng)該具有附加價(jià)值，特別是保存性能。因此可以減少或消除傳統(tǒng)的化妝品防腐劑。

圖2 化合物結(jié)構(gòu)為香葉酮丙酮(6 ~ 11)和橙花醇(12 ~ 17)

從醇12-17[18]開(kāi)始，通過(guò)叔烯丙基醇[21]的氧化重排，我們得到了一系列與法尼醛(18 - 23)結(jié)構(gòu)相關(guān)的化合物(圖3)。我們觀察到得到的醛表現(xiàn)出很高的不穩(wěn)定性，這在某種程度上可以從收率對(duì)分離方法的依賴(lài)中得到證實(shí)。蒸餾產(chǎn)物的得率為36% ~ 67%，硅膠柱層析純化產(chǎn)物的得率為71% ~ 83%。此外，我們發(fā)現(xiàn)醛18-23在溶液中是相當(dāng)穩(wěn)定的。經(jīng)GC和NMR分析，重排后的C-C雙鍵的E/Z幾何異構(gòu)體比分別為2:1(18、19、20、23)和2:1(21、22)。核磁共振譜上最具特征和診斷性的信號(hào)是γ甲基取代基信號(hào)。對(duì)于E型同分異構(gòu)體，由于羰基的脫屏蔽作用，1H化學(xué)位移較高(約2.1 ppm, Z型同分異構(gòu)體約1.9 ppm)。另一方面，在E型異構(gòu)體中，由于空間效應(yīng)，碳原子的信號(hào)被上移(對(duì)于Z型異構(gòu)體，約為17 ppm和25 ppm)。這些化合物的氣味在結(jié)構(gòu)上與法尼醛有關(guān)，或者更確切地說(shuō)，與法尼醛的缺乏有關(guān)，這是令人驚訝的。唯一的例外是21的氣味，濃郁的花香，帶有脂肪和甜瓜的味道;23的氣味，類(lèi)似香葉丙酮(綠色、水果味、蠟味和木味)。

圖3 金合歡醛(18 ~ 23)、金合歡醇(24 ~ 29)、金合歡乙酸酯(30 ~ 35)等結(jié)構(gòu)相關(guān)化合物的合成。

用硼氫化鈉還原得到的醛類(lèi)化合物與金合歡醇結(jié)構(gòu)相關(guān)(47% ~ 97%)。除29產(chǎn)物無(wú)臭外，其余產(chǎn)物均為淡淡花香。隨后在三乙胺存在下與醋酸酐酯化，得到了結(jié)構(gòu)上與金合歡乙酸酯相關(guān)的化合物(收率為69% - 90%)，與結(jié)構(gòu)上與金合歡酯相關(guān)的化合物一樣，通常是無(wú)臭的，但有一個(gè)例外?；衔?5有一種很淡的榅桲((果實(shí)金黃有澀味，可制果醬))香味。對(duì)所有有氣味的化合物，我們還進(jìn)行了GC-O測(cè)定實(shí)驗(yàn)。對(duì)香葉丙酮和橙花醇結(jié)構(gòu)相關(guān)的化合物，異構(gòu)體的氣味描述沒(méi)有明顯差異。

對(duì)所有得到的化合物和親本萜類(lèi)化合物進(jìn)行抑菌活性評(píng)價(jià)(表1所示)。香葉酮丙酮、橙花醇、酮6 ~ 11和醇12 ~ 17的數(shù)據(jù)在之前由我們提供。酮6 ~ 11對(duì)腸球菌屬和革蘭氏陰性菌的抑菌活性最高，最低抑菌濃度(MIC)在12 ~ 32μg/mL之間。親本萜類(lèi)金合歡醇及其相關(guān)的部分醇類(lèi)及其乙酸酯具有相似的活性。對(duì)所有化合物的抗性最強(qiáng)的是金黃色葡萄球菌標(biāo)準(zhǔn)菌株ATCC 43300。雖然Togashi等人發(fā)現(xiàn)法尼醇在濃度為10 μg/mL及以上時(shí)對(duì)金黃色葡萄球菌FDA209P具有活性，但在他們的研究中，含1 × 105 CFU的菌懸液搖晃培養(yǎng)48小時(shí)，并監(jiān)測(cè)比濁度。另一方面，Jin等人指出，金合醇對(duì)恥垢分枝桿菌mc2 155 ATCC 700084具有抑制活性，微量稀釋后MIC值為64μg/mL，符合ncls指南。在我們的研究中獲得的法尼醇的MIC值從16μg/mL到52μg/mL對(duì)所有測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)菌株。另一種萜類(lèi)化合物及其結(jié)構(gòu)相關(guān)化合物對(duì)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)菌的抑制活性在12 ~ 54μg/mL之間。

對(duì)于合成的化合物，我們也通過(guò)柱層析(E)-(Z)-異構(gòu)體富集餾分，根據(jù)GC，其中含有≥85%的適當(dāng)異構(gòu)體，但測(cè)定的生物活性(抗菌和細(xì)胞毒性)與混合物的沒(méi)有顯著差異(數(shù)據(jù)未提供)。以環(huán)丙沙星和慶大霉素作為對(duì)照。

表1 結(jié)構(gòu)相關(guān)化合物及親本萜類(lèi)化合物對(duì)革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性對(duì)照菌株的抑菌活性。

*檢測(cè)的最高濃度為64μg/mL。

藥效基團(tuán)

有了大量關(guān)于抗菌活性(MICs)的數(shù)據(jù)，我們確定了定義所述化合物活性的可能的藥效團(tuán)模型(圖4、圖5、圖6、圖7、圖8和圖9)。

醛18對(duì)金黃色葡萄球菌ATCC 43300的活性最高，藥效團(tuán)由一個(gè)氫鍵受體(HBA，綠色)定義，它被四個(gè)排斥體(EV，灰色)和兩個(gè)疏水體(H，綠色)包圍(圖4)。其中一個(gè)在氫鍵受體所指定的直線(xiàn)上，距離它5.7 ?，另一個(gè)距離HBA 12.4 ??；钚宰畹偷幕衔?1、2、12、14、16和17)，在其可能的和有利的能量構(gòu)象中，不填滿(mǎn)一個(gè)離氫鍵受體更遠(yuǎn)的疏水分子。香葉丙酮(1)太短。在橙花醇(2)及其結(jié)構(gòu)相關(guān)醇(12、14、16和17)靠近HBA的情況下，疏水性被乙烯基部分填充，這使得它不可能進(jìn)一步填充疏水性。

圖4 醛18排列于金黃色葡萄球菌活性化合物的藥效團(tuán)模型(左側(cè))，最不活性化合物1、2、12、14、16和17(右側(cè))。

抑制糞腸球菌活性化合物的藥效基團(tuán)模型(圖5)由一個(gè)HBA、兩個(gè)疏水體和五個(gè)排除體積組成。在氫鍵受體附近應(yīng)該沒(méi)有空間位阻，這表明附近存在四個(gè)排除體。HBA與疏水體的距離分別為5.8和7.2 ?。在這種情況下，就像在抑制金黃色葡萄球菌活性化合物的藥效基團(tuán)模型中一樣，活性最低的化合物并不填滿(mǎn)一個(gè)疏水體，原因是空間和構(gòu)象因素。此外,在最不活躍的情況下的結(jié)構(gòu)與橙花叔醇12和15,它可以假定短長(zhǎng)度的分子結(jié)合的官能團(tuán)的位置在中間的鏈會(huì)導(dǎo)致降低這些化合物的活性。反過(guò)來(lái)，對(duì)于活性最高的酮7和乙酸35，適當(dāng)?shù)逆滈L(zhǎng)連接和官能團(tuán)的暴露使這些化合物更有活性。

圖5 結(jié)構(gòu)上與香葉丙酮和醋酸金合花酯相關(guān)的化合物(7和35)與糞腸球菌活性化合物的藥效團(tuán)模型對(duì)齊(左側(cè))，活性最低的化合物12和15(右側(cè))。

在分析的化合物中，對(duì)屎腸球菌最有效的是酮9和乙酸35。該藥團(tuán)由一個(gè)氫鍵受體、兩個(gè)疏水體和五個(gè)除外體組成(圖6)。兩個(gè)疏水體均位于與HBA確定的直線(xiàn)垂直的線(xiàn)上，距離分別為6.9和10.0 ?。疏水化合物12和22活性低的原因是其中一種疏水化合物缺乏填充。這是由于與前兩種情況相同的考慮。

圖6 結(jié)構(gòu)上與香葉丙酮和醋酸金合歡酯相關(guān)的化合物9和35與屎腸球菌活性化合物的藥效團(tuán)模型對(duì)齊(左側(cè))，活性最低的化合物12和22(右側(cè))。

酮6對(duì)革蘭氏陰性菌：大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌和鮑曼不動(dòng)桿菌活性最高。乙酸35對(duì)最后提到的菌株表現(xiàn)出同樣的活性。藥團(tuán)由一個(gè)氫鍵受體、三個(gè)(大腸桿菌)或兩個(gè)(其他兩株)疏水體和五個(gè)(肺炎克雷伯菌)或兩個(gè)除外體(分別圖7、圖8和圖9)定義。對(duì)于大腸桿菌，疏水體包括C-6和C-7上的甲基取代基和異丁烯基部分;在肺炎克雷伯菌的情況下，甲基似乎發(fā)揮了重要的作用，他們適合疏水性。反過(guò)來(lái)，描述鮑曼不動(dòng)桿菌活性分子空間需求的藥效團(tuán)表明了C-7甲基取代基和異丁烯基部分的重要作用。從HBA到疏水體的距離分別為5.5、7.2、9.0、3.4、4.2、5.8、6.1 ?(分別為大腸桿菌、肺炎克雷伯菌和鮑曼不動(dòng)桿菌)。對(duì)于抗革蘭氏陰性菌活性最低的化合物來(lái)說(shuō)，藥效團(tuán)的問(wèn)題似乎在于功能基團(tuán)在鏈中的位置。當(dāng)兩個(gè)疏水體都被填滿(mǎn)時(shí)，在每種情況下，官能團(tuán)都會(huì)通過(guò)氫鍵受體發(fā)揮作用。雖然對(duì)于對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌有效的化合物，官能團(tuán)的暴露是有益的，但在這里它并沒(méi)有帶來(lái)預(yù)期的效果。

圖7 與香葉丙酮6結(jié)構(gòu)相關(guān)的化合物，排列在大腸桿菌活性化合物的藥效團(tuán)模型上(左側(cè))，最不活性化合物18和21(右側(cè))。

圖8 酮6排列在肺炎克雷伯菌活性化合物的藥效團(tuán)模型上(左側(cè))，最不活性的18和21(右側(cè))。

圖9 結(jié)構(gòu)上與香葉丙酮和醋酸金合花酯相關(guān)的化合物6和35排列在鮑曼不動(dòng)桿菌活性化合物的藥效團(tuán)模型上(左邊)，最不活性的21(右邊)。

僅對(duì)活性最強(qiáng)的物質(zhì)進(jìn)行藥效團(tuán)建模(圖10)。得到的結(jié)果證實(shí)了前面所描述的關(guān)于所需鏈長(zhǎng)度和官能團(tuán)的闡述的觀察結(jié)果。與使用本文描述的所有化合物所得到的更一般的模型相比，上述模型可被認(rèn)為更具限制性。雖然這些模型的外觀不同，但它們的分析得出了相同的結(jié)論。長(zhǎng)鏈化合物具有較高的抗菌活性。此外，官能團(tuán)的暴露一度是有利因素(對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌的活性)，而在另一時(shí)刻則是不利因素(對(duì)革蘭氏陰性菌的活性)。此外，在上述空間條件下，可以看出β-甲基取代基也起著重要的作用(在金黃色葡萄球菌的情況下)。

圖10 對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌活性最強(qiáng)的化合物的藥效團(tuán)模型:金黃色葡萄球菌(a);糞腸球菌(b);屎腸球菌 (c)和對(duì)革蘭氏陰性菌活性最強(qiáng)的化合物:大腸桿菌 (d);肺炎克雷伯氏菌(e);鮑曼不動(dòng)桿菌 (f)。

親本萜及其結(jié)構(gòu)相關(guān)化合物的細(xì)胞毒性研究

所有獲得的化合物和親本萜類(lèi)化合物作為陽(yáng)性對(duì)照，另外使用一種流行的人白血病HL-60細(xì)胞體外模型進(jìn)行細(xì)胞毒性(MTT試驗(yàn))。香葉丙酮和橙花醇的細(xì)胞毒活性與已有報(bào)道的相近，但生物活性較低。對(duì)橙花醇(2)和香葉酮(1)，IC50水平(即抑制50%細(xì)胞活力所需的化合物濃度)分別為135μM和295μM。我們的研究表明,橙花叔醇,合成結(jié)構(gòu)相關(guān)的化合物(12 - 17)更加活躍細(xì)胞脫氫酶抑制劑相比基于香葉基丙酮化合物結(jié)構(gòu)(表2)。12到17的IC50值醇在大致范圍500μM - 750μM,除了16 (大約1000μM),香葉酮和合成酮6 ~ 11的含量大于1000 μ M。

表2 研究的化合物在24小時(shí)后對(duì)癌癥和正常細(xì)胞代謝活動(dòng)的濃度-反應(yīng)效應(yīng)(活力)

24小時(shí)后半數(shù)最大抑制濃度(IC50)，內(nèi)插值(加粗)。濃度范圍:10-1000μM。如果IC50超過(guò)1000μM活力，在1000μM時(shí)給予[%]±標(biāo)準(zhǔn)差。

金合歡醇具有非常高的細(xì)胞毒性，因此它有可能被用作一種抗癌藥物，這在之前對(duì)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞(H460和A549)進(jìn)行的研究中得到了證實(shí)，這表明兩種細(xì)胞系的IC50值約為4.5μM。對(duì)所有新合成的化合物進(jìn)行細(xì)胞株活力比較，結(jié)果表明金合歡醇及其結(jié)構(gòu)相關(guān)化合物具有最高的生物活性，尤其是對(duì)HL-60細(xì)胞株的活性，但合成的化合物均不如金合歡醇(IC50 = 54 μ M)。在較高濃度(IC50 = 289 ~ 630 μ M)時(shí)，與金合歡醛和金合歡酯相關(guān)的化合物的活性均低于金合歡醇，但對(duì)白血病細(xì)胞的代謝活性有抑制作用。所有研究的化合物對(duì)消化系統(tǒng)起源的上皮細(xì)胞系(結(jié)直腸腺癌HT29和小腸上皮細(xì)胞IEC6)幾乎是無(wú)害的。

另一方面，考慮到這些新的合成化合物在香料和香料工業(yè)中的潛在用途，有必要對(duì)皮膚來(lái)源的細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞毒性研究。眾所周知，皮膚由不同類(lèi)型的細(xì)胞組成，如角化細(xì)胞、黑素細(xì)胞和成纖維細(xì)胞;因此，測(cè)定了化合物對(duì)MEWO黑素細(xì)胞、永久化角質(zhì)形成細(xì)胞HaCaT和正常人類(lèi)成纖維細(xì)胞(HFIG)的細(xì)胞代謝活性的影響。在這種情況下，在測(cè)試的化合物濃度范圍內(nèi)，無(wú)法獲得香葉醇丙酮、橙花醇及其結(jié)構(gòu)相關(guān)化合物對(duì)所使用細(xì)胞系的IC50水平;這些值均大于1000μM。更重要的是，最高化合物濃度觀察到的最大代謝抑制效應(yīng)不超過(guò)15%(數(shù)據(jù)未顯示)。Pohlit等人的研究表明橙花醇對(duì)其他人類(lèi)黑色素瘤MDA/MB - 435細(xì)胞株和結(jié)腸癌HCT-8細(xì)胞沒(méi)有毒性。這些數(shù)據(jù)表明，所獲得的化合物可能可以安全地用于香精和香料成分。金合歡醛、金合歡醇和醋酸金合歡酯等結(jié)構(gòu)相關(guān)化合物對(duì)皮膚細(xì)胞活力有一定影響，其IC50值為350 ~ 990 M;在研究的細(xì)胞系中，角質(zhì)形成細(xì)胞是最不敏感的，然而，正常成纖維細(xì)胞和惡性細(xì)胞的結(jié)果是具有可比性的。當(dāng)比較結(jié)果時(shí)，重要的是要強(qiáng)調(diào)HL-60細(xì)胞株對(duì)測(cè)試的化合物更敏感，而皮膚和消化系統(tǒng)來(lái)源的細(xì)胞(正常和不朽的)沒(méi)有顯示出代謝活性的顯著降低。使用HL-60細(xì)胞作為單細(xì)胞模型可能會(huì)對(duì)這些化合物的生物活性給出錯(cuò)誤的評(píng)價(jià)。

2、金合歡醇及其衍生物的化學(xué)和生物學(xué):具有巨大治療潛力的群體感應(yīng)分子 [2]

背景:金合歡醇是一種通過(guò)麥角甾醇途徑內(nèi)源性合成的無(wú)環(huán)倍半萜醇。它是一種群體感應(yīng)分子(QSM)，首次在白色念珠菌中發(fā)現(xiàn)，并參與抑制菌絲形成。

方法:對(duì)金合歡醇及其衍生物的發(fā)生、化學(xué)/生物合成及生產(chǎn)調(diào)控因素進(jìn)行綜述。此外，還介紹了它們的細(xì)胞功能和多種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

結(jié)果:采用化學(xué)合成和代謝工程方法可實(shí)現(xiàn)金合歡醇的大規(guī)模生產(chǎn)。金合歡醇參與多種生理過(guò)程的調(diào)節(jié)，包括絲狀細(xì)胞形成、生物被膜形成、藥物外排和細(xì)胞凋亡等。金合歡醇及其衍生物/類(lèi)似物也被報(bào)道具有抗生物膜、抗癌、抗腫瘤和殺菌性能。通過(guò)與已知的抗真菌藥物協(xié)同作用，以及通過(guò)納米配方，金合醇的抗菌潛力已得到增強(qiáng)。

結(jié)論:金合歡醇除具有群體感應(yīng)活性外，還可作為一種有效的抗微生物、抗炎、抗過(guò)敏、抗癌和抗肥胖藥物。

3、金合歡醇是一種中藥倍半萜醇，對(duì)卵清蛋白致敏及應(yīng)激性哮喘小鼠有抗炎及抗過(guò)敏作用[3]

為了研究金合歡醇對(duì)過(guò)敏性哮喘的作用，在卵清蛋白(OVA-)致敏和致毒的小鼠使用的AIN- 76飼料中添加3個(gè)劑量的金合醇，分別為5、25和100 mg金合醇/kg, BW/day，連續(xù)5周。結(jié)果表明：添加金合歡醇組與對(duì)照組的體重、采食量和內(nèi)臟器官重量均無(wú)顯著差異。添加金合歡醇可降低支氣管肺泡灌洗液(BALF)中白細(xì)胞介素(IL)-6/IL-10水平。金合歡醇顯著恢復(fù)了因OVA致敏和激發(fā)而被抑制的腹膜巨噬細(xì)胞的細(xì)胞因子分泌能力，略微降低了腫瘤壞死因子(TNF-α)/IL-10細(xì)胞因子的分泌比例。金合歡醇可輕微降低OVA作用下脾細(xì)胞分泌的IL-4水平，但顯著提高IL-2水平，提示金合歡醇可能對(duì)過(guò)敏性哮喘小鼠具有全身抗過(guò)敏作用。金合歡醇顯著提高了OVA存在下脾細(xì)胞分泌的IL-10水平，提示金合歡醇可能對(duì)過(guò)敏性哮喘小鼠具有抗炎作用?？傊覀兊慕Y(jié)果表明，補(bǔ)充金合醇可能有利于改善th2偏倚的過(guò)敏性哮喘炎癥。

金合歡醇結(jié)構(gòu)(a)和不同劑量的補(bǔ)充5周對(duì)OVA/ al致敏和激發(fā)BALB/c哮喘小鼠體重變化的影響(b)。數(shù)值為平均值±SD (n = 12 - 15)。同一實(shí)驗(yàn)點(diǎn)各實(shí)驗(yàn)組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05)，采用單因素方差分析，Duncan 's new multiple range test。NSC, nonsensitized控制;直流、飲食控制;PC，陽(yáng)性對(duì)照(地塞米松，3 mg/kg BW, 0.3 mL/小鼠灌胃);FL，低劑量金合歡醇(在AIN-76飼料中為0.003%);FM，中劑量金合歡醇(在AIN-76飼料中為0.017%);FH，高劑量金合歡醇(在AIN-76飼料中為0.067%)。[3]

4、p21Cip1和p27Kip1介導(dǎo)異戊二烯類(lèi)紫蘇醇、香葉醇和金合歡醇在人胰腺腺癌細(xì)胞中的細(xì)胞周期阻滯

胰腺癌是美國(guó)癌癥相關(guān)死亡的第四大原因，通常出現(xiàn)在晚期，化療通常難以治愈。因此，對(duì)這種疾病的新療法有很大的需求。天然衍生的類(lèi)異戊二烯類(lèi)紫蘇醇、金合醇和香葉醇對(duì)胰腺和其他類(lèi)型的腫瘤具有化療潛力。然而，它們?cè)谶@些系統(tǒng)中的作用機(jī)制還沒(méi)有完全定義。在本研究中，我們研究了類(lèi)異戊二烯對(duì)細(xì)胞周期的影響，并觀察了三種化合物之間類(lèi)似的抗增殖作用機(jī)制。首先，當(dāng)聯(lián)合使用時(shí)，類(lèi)異戊二烯表現(xiàn)出對(duì)MIA PaCa-2人胰腺癌細(xì)胞的增生性抑制作用。此外，所有這三種化合物誘導(dǎo)G0/G1細(xì)胞周期阻滯，與細(xì)胞周期蛋白激酶抑制劑蛋白p21Cip1和p27Kip1表達(dá)的增加以及細(xì)胞周期蛋白a、細(xì)胞周期蛋白B1和細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性激酶(Cdk) 2蛋白水平的降低相一致。免疫沉淀研究表明，p21Cip1和p27Kip1與Cdk2的相關(guān)性增強(qiáng)，以及類(lèi)異戊二烯暴露后Cdk2激酶活性降低，表明p21Cip1和p27Kip1在胰腺腺癌細(xì)胞中具有細(xì)胞周期抑制作用。當(dāng)siRNA被用于抑制MIA PaCa-2細(xì)胞中p21Cip1和p27Kip1蛋白的表達(dá)時(shí)，對(duì)所有三種異戊二烯類(lèi)化合物的條件抗性都很明顯。鑒于在該細(xì)胞系和BxPC-3人胰腺腺癌細(xì)胞中的類(lèi)似發(fā)現(xiàn)，我們得出結(jié)論，化療類(lèi)異戊二烯化合物紫蘇醇、金合醇和香葉醇在人胰腺腺癌細(xì)胞中激活p21Cip1-和p27kip1依賴(lài)的抗增殖機(jī)制。

類(lèi)異戊二烯和類(lèi)異戊二烯組合對(duì)人胰腺腺癌細(xì)胞株的抗增殖作用。將MIA PaCa-2 (A和C)和BxPC-3 (B)細(xì)胞暴露于含有POH (0-800 μM)、FOH (0-120 μM)或GOH (0-500 μM)的培養(yǎng)基中24 h。類(lèi)異戊二烯的抗增殖作用也是一個(gè)時(shí)間依賴(lài)的過(guò)程，因?yàn)閷?duì)MIA PaCa-2的抗增殖作用隨著異戊二烯(C-E)暴露時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。類(lèi)異戊二烯組合的抗增殖作用(F)表現(xiàn)為加性作用。誤差條，平均值±S.E.M. *，與未處理對(duì)照組相比P≤0.05。?，P≤0.05，高劑量單劑異戊二烯與低劑量。[yen]， P≤0.05?！?，P≤0.05類(lèi)異戊二烯聯(lián)合用藥與低劑量單藥類(lèi)異戊二烯(n≥5)。

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