三萜皂苷結構及應用的研究進展

唐瑤，陳洋，曹婉鑫（陜西理工學院化學與環(huán)境科學學院，陜西漢中723001）

三萜皂苷結構及應用的研究進展

唐瑤，陳洋，曹婉鑫
（陜西理工學院化學與環(huán)境科學學院，陜西漢中723001）

摘要：簡要介紹了三萜皂苷類化合物的應用研究進展，對其目前的研究現狀做一概述，旨在為其今后的研究提供理論參考。

關鍵詞：三萜皂苷；四環(huán)三萜；五環(huán)三萜；應用；研究進展

目前，三萜皂苷已成為天然產物研究中最活躍和進展最快的領域之一，具有多種重要的生物活性和廣泛的藥理作用，如抗癌、抗炎、抗過敏、治療白血病、抗病毒、降血糖、防治心腦血管疾病等[1]。三萜皂苷主要分布于五加科、豆科、七葉樹科、桔?？?、遠志科、七葉樹科、報春花科、無患子科、茶科等植物中[2]，除了來源于植物外，人們也從海洋生物中陸續(xù)分離出一些含有三萜皂苷結構的化合物，還有少部分存在于動物體內，如從羊毛脂中分離出羊毛脂醇[3]，從鯊魚肝臟中分離出鯊烯[4]。近年來，隨著三萜皂苷應用范圍的不斷開拓，其需求量不斷增大，三萜皂苷的結構及生物活性方面的研究也有了很大的突破。本文對其各分類的應用研究進展進行綜述，為進一步研究三萜皂苷類化合物提供理論基礎。

1　三萜皂苷中各個類型的應用研究進展

三萜皂苷[1]是由三萜皂苷元和糖、糖醛酸和其它有機質組成，目前已發(fā)現達30余種類型，除了個別是單環(huán)三萜、二環(huán)三萜及三環(huán)三萜外，常見的皂苷元主要分為四環(huán)三萜和五環(huán)三萜兩大類。下面主要就四環(huán)三萜和五環(huán)三萜類化合物的各個類型的結構及生物活性做一概述。

1.1四環(huán)三萜（Tetracyclic Triterpenoid）

1.1.1達瑪烷型（Dammaranes）

研究報道[5]，從酸棗仁中已經分離出酸棗仁皂苷G、酸棗仁皂苷A、酸棗仁皂苷B和酸棗仁皂苷A1，其中酸棗仁皂苷G與其它皂苷不同，為新的酮基達瑪烷型皂苷，共同特點都屬于達瑪烷型三萜皂苷類化合物，具有免疫調節(jié)和抗組胺釋放的活性，可用于治療虛煩不眠、體虛多汗和津傷口渴等癥狀。

鼠李科[6]分為鼠李族和棗族，且兩者中都發(fā)現有達瑪烷型三萜皂苷，而以枳椇屬、棗屬植物研究較多，它們都具有重要的藥理作用和生物活性，如成熟酸棗的種子具有寧心、安神、養(yǎng)肝、斂汗等功能，所含皂苷對動物有鎮(zhèn)靜和寧神作用，治療失眠癥效果較好。

隨著研究的不斷深入，多種新型的達瑪烷型四環(huán)三萜類化合物不斷被發(fā)現，為該類化合物的化學成分、結構鑒定等提供來源，也為開發(fā)新藥、合成制備提供廣闊的前景，具有重要的現實意義和研究價值。

1.1.2羊毛脂烷型（Lanostanes）

麥勤勤等[7]從樺褐孔菌乙酸乙酯萃取物中分離得到了6個羊毛脂烷型三萜類同系物，樺褐孔菌中羊毛脂烷型三萜類化合物大多具有同一結構母核，即羊毛甾母核，母核結構上取代基類型決定了它們不同的理化性質。樺褐孔菌能抑制HTC和ZHC肝癌細胞、瓦克癌肉瘤W256細胞、人MCF- 7乳腺癌細胞、白血病P- 388細胞等多種癌細胞的生長，同時還具有抗病毒、抗炎及保肝等生物活性，其中發(fā)揮主要作用的就是四環(huán)三萜類化合物。

通過對多孔菌屬擔子菌菌絲體進行發(fā)酵培養(yǎng)，再經乙醇提取后，用柱層析分離得到4種化合物，用光譜法鑒定均為羊毛脂烷型三萜，分別為多孔菌酸C、茯苓酸、齒孔酸和硫磺菌酸，其中齒孔酸具有抗炎、抗腫瘤和增強免疫力的作用，但四種化合物均對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌無抑制作用，其代謝產物還有待進一步研究[8]。

羊毛脂烷型三萜是一類具有四環(huán)體系三萜類型的化合物，在植物中分布廣泛，是五味子科中常見的三萜類化合物之一[9]，具有抗炎、抗菌、抗癌、抗腫瘤和提高機體免疫力等多種藥理作用。目前對羊毛脂烷型三萜類化合物的研究主要集中在提取和結構成分鑒定上，分離的化合物的活性研究比較少，作用機理尚不明確,對其代謝產物的活性成分及藥理作用還有待深入探討。

1.1.3甘遂烷型（Tirucallanes）

甘遂烷型三萜皂苷在植物中相對來說比較罕見，是一類數量較少的具有四環(huán)體系的三萜類化合物，母環(huán)結構有5個角甲基，分別是18α、28α、19β、29β和30β，C- 17邊鏈為α構型，C- 20甲基呈構型β，環(huán)A和環(huán)B、環(huán)C和環(huán)D分別呈反式稠合，這是甘遂烷型區(qū)別于大戟烷型、達瑪烷型和羊毛脂烷型等四環(huán)三萜的典型結構特征。這類化合物母核上含氧取代比較少，四環(huán)母核體系結構比較穩(wěn)定，變化較少，呈剛性結構，極性較小，唯一可變的就是C- 17邊鏈，可以成環(huán)、成鏈、降碳、甲基可以氧化成醛或羧酸等[10]。甘遂烷型三萜與大戟烷型和羊毛脂烷型三萜平面結構相同，只是立體結構有所差異。甘遂烷型三萜作為三萜大家族中重要一員，具有抗腫瘤、抗炎、抗HIV、抗結核等多種活性[11]。

甘遂烷型三萜主要分布在楝科中，其所屬的鷓鴣花屬、割舌樹屬、楝科、米仔蘭屬、堅木屬、非洲楝屬等植物中均有報道，另外，無患子科、蕓香科、瑞香科、葫蘆科、大戟科等中也有發(fā)現[10]。目前，對甘遂烷型三萜類化合物的分離純化技術尚不成熟，隨著科學技術不斷發(fā)展，相信更多的甘遂烷型三萜結構和生物活性將被發(fā)現，并為新的天然藥物的開發(fā)和利用提供重要的來源。

1.1.4環(huán)阿屯烷型（Cycloartanes）

豆科黃芪屬植物入藥，其主要活性成分為皂苷、黃酮、多糖，尤其是環(huán)阿屯烷型三萜皂苷。它的結構特點是骨架與羊毛脂烷型相似，區(qū)別在于19位甲基與9位脫氫形成三元環(huán)，從黃芪及同屬近緣植物中分離得到的環(huán)阿屯烷型三萜中黃氏甲苷為其重要的活性成分。目前黃芪甲苷已作為評價黃芪藥材質量優(yōu)劣的標準，具有免疫調節(jié)、器官保護、降糖、調節(jié)細胞凋亡、抗炎、抗病毒及生殖毒性等多種藥用價值[12]。

從綠升麻中分離得到的新型環(huán)阿屯烷型三萜類化合物，測定其對宮頸癌細胞和小鼠成纖維細胞具有一定的細胞毒作用，IC50值分別為72.24mg/L和5.97mg/L，說明該化合物對腫瘤細胞的生長具有一定的抑制作用[13]。

目前，新型環(huán)阿屯烷型皂苷類化合物的生物活性研究報道甚少，生物活性還需進一步深入研究，但其所具有的社會價值和經濟效益不能被忽視。

1.1.5葫蘆烷型（Cucurbitanes）

羅漢果[15]的主要活性成分是葫蘆烷三萜皂苷，具有清熱潤肺、止咳、利咽、潤腸通便的功效。楊秀偉等[16]從羅漢果中提取了四種葫蘆烷型三萜皂苷，分別為羅漢果皂苷ⅡE、羅漢果皂苷Ⅲ、光果木鱉皂苷Ⅰ和羅漢果皂苷Ⅴ，其中光果木鱉皂苷Ⅰ為新葫蘆烷型三萜皂苷，此類化合物為新藥的研究與開發(fā)提供了線索。苦瓜皂苷主要屬于四環(huán)三萜類葫蘆素烷型皂苷，由皂苷元和低聚糖構成，具有降血糖、抗氧化、抗腫瘤和抗艾滋病等多種藥理功能[17]。

葫蘆烷型四環(huán)三萜[14]為三萜類化合物中較為重要的一類化合物，大多是含氧衍生物，主要分布在葫蘆科植物中，其次是茜草科、花蔥科、梧桐科、瑞香科等，其中葫蘆烷型化合物主要有葫蘆素類及其甙和羅漢果甜素類，葫蘆科主治胃潰瘍，其主要成分為葫蘆烷型三萜甙類。葫蘆烷型皂苷的研究目前主要集中于羅漢果皂苷、苦瓜皂苷、甜瓜蒂皂苷、人參皂苷等，葫蘆烷型三萜皂苷的衍生物也逐漸被發(fā)現，可治療一些頑疾，在新藥研發(fā)中起著非常重要的作用。

1.2五環(huán)三萜（Pentacyclic Triterpenoids）

1.2.1齊墩果烷型（Oleananes）

齊墩果酸的提取主要來源于木犀科植物、龍膽科植物、傘形科植物、五加科植物、葫蘆科植物等的葉、根、莖，在臨床上用于治療傳染性急性黃疸型肝炎、慢性遷延性肝炎及慢性活動性肝炎，而且在使用過程中安全高效，無毒副作用[18]。

三萜皂苷是最早被開發(fā)利用的甘草提取物[19]。目前，從甘草中分離出的此類物質多達20余種，這些甘草酸是甘草中含量最高的皂苷類成分，在醫(yī)藥方面的應用非常廣泛，甘草酸[20]的抗炎、抗病毒、抗氧化、抗腫瘤、抗纖維化、免疫調節(jié)等作用使甘草酸的臨床應用前景非常廣闊，免疫調節(jié)作為其重要的作用之一，在多種疾病的治療中占有重要地位。隨著甘草酸作用機制的不斷明確，相信其會在臨床上得到越來越多的應用。

遠志屬植物[21]的皂苷為齊墩果烷型三萜皂苷，常見的苷元有原遠志皂苷元、2β-羥基- 23-醛基齊墩果酸、2β- 23-二羥基齊墩果酸等，具有降血糖、調脂、增強免疫、抗驚厥和鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)咳祛痰、抗血栓、抗癌、抗突變等多種活性和藥理作用[22]。目前發(fā)現的紫金牛屬植物中皂苷的結構類型主要為五環(huán)三萜類齊墩果烷型衍生物，從本屬植物中發(fā)現越來越多生物活性的成分，特別是三萜皂苷成分，發(fā)現其具有抗腫瘤、抗細胞素、抗HIV等多方面的活性，值得進一步深入探究[23]。

齊墩果烷型三萜皂苷在自然界中有的呈游離狀態(tài)，有的呈酯或苷，分布范圍較廣，齊墩果酸、甘草酸、紫金牛屬植物皂苷、遠志屬植物皂苷、杜莖山屬植物皂苷等這些都屬于齊墩果烷型三萜皂苷[24]，其應用研究領域比較廣泛，作用機制明朗。

1.2.2烏蘇烷型（Ursanes）

烏蘇烷型皂苷多為烏蘇酸衍生物，常見的烏蘇烷型結構類化合物有地榆皂苷、獼猴桃屬植物皂苷等。研究表明[25]，獼猴桃屬植物根部的有效成分是烏蘇烷型骨架結構的三萜化合物，其與齊墩果烷型結構的差別在于齊墩果烷型20位連有2個甲基，烏蘇烷型在19和20位分別連接1個甲基。

五環(huán)三萜類烏蘇烷型和齊墩果烷是一對同分異構體，例如齊墩果酸和熊果酸，它們的結構差異非常小，只存在個別位上的甲基異構，且在大多數天然產物中是相伴而生的，對其藥理活性及構效關系的研究也常常在一起進行。為明確中藥組分之間的相互作用，實現中藥現代化，對這類同分異構體的分離，有著重要的現實意義[26]。

地榆經乙醇回流提取得地榆皂苷，再經水解可得熊果酸，熊果酸又稱烏蘇酸，屬三萜皂苷類物質，它除具有清熱利濕、涼血止血的功效外，還具有祛斑和抑制黑色素形成等功效，近年來還發(fā)現其具有抑制癌細胞增長的作用，不僅具有良好的藥用價值，而且在化妝品方面也具有廣闊的市場前景[27]。

1.2.3羽扇豆烷型（Lupanes）

羽扇豆烷型三萜[28]主要分布于豆科、五加科、葫蘆科、石竹科、傘形科、樺木科、木犀科、衛(wèi)矛科等植物中。大量研究表明，該類化合物具有抗腫瘤、抗炎、抗病毒、抗氧化、抗菌、保護心腦血管、提高免疫力等作用。近年來，越來越多結構復雜、新穎的羽扇豆烷型三萜被發(fā)現，但其基本骨架都相同，骨架上不同位置的取代、重排、降碳等使得羽扇豆烷型三萜皂苷類型越來越多，活性也更加廣泛。

從紫丁香葉中分離得到三個單體化合物，依據理化性質、光譜分析及化學方法，分別鑒定都為羽扇豆烷型三萜類化合物，該研究填補了紫丁香葉的研究不足，為開發(fā)利用紫丁香作為藥用資源提供了科學依據[29]。

近年來，隨著對白頭翁中五環(huán)三萜皂苷的深入研究[30]，分離鑒定出19種羽扇豆烷型和齊墩果烷型化學成分，白頭翁具有清熱解毒、涼血止痢，臨床上用于阿米巴痢疾、細菌性痢疾和陰道滴蟲等疾病的治療，藥理活性顯著，但其在抗腫瘤活性成分和作用機制方面尚不完善，相信隨著對白頭翁各成分研究的不斷深入，其藥理活性和作用機制將更加明確。

1.2.4木栓烷型（Friedelanes）

從雷公藤中[31]根部提取分離的雷公藤紅素，其有效成分是木栓烷型三萜皂苷，是可通過控制癌細胞的蛋白酶體進而誘發(fā)癌細胞凋亡的抑制劑，實驗證明其有效成分可抑制裸鼠前列腺癌的增生。

王天山等[32]研究了海南假韻子葉子的石油醚提取浸膏中的化學成分，從提取浸膏中分離得到四種化合物，經波普鑒定，分別為酚蕊楊黃酮醇、海棠果醇、海棠果醛和表木栓醇，這四種化合物均屬于木栓烷型三萜化合物，具有抗腫瘤、抗炎和抗菌等活性，在藥理學研究和從天然植物中尋找潛在藥劑等方面扮演著非常重要的角色。大量的文獻表明，目前主要研究的是從各種植物中對木栓烷型皂苷的化學成分分析和結構鑒定，其生物活性方面涉及比較少，還需進一步加強。

2　結束語

三萜皂苷是一類具有明顯藥理活性的化合物，目前對其研究主要集中于醫(yī)藥領域，其次是飼料、食品添加劑和化妝品等行業(yè)，結構成分的鑒定主要應用二維核磁共振技術。三萜皂苷作為一種純天然的植物代謝產物，其結構不同，所具有的化學性質就不同，表現出來的活性也就有所差異。目前，除了常見的四環(huán)三萜和五環(huán)三萜皂苷外，還有無環(huán)三萜的鯊烯類、巨環(huán)三萜的土貝母甲苷和單環(huán)三萜的菊科蓍醇，但是相關研究報道甚少，今后應加大此類化合物的研究與推廣。

三萜皂苷類化合物的研究涉及范圍比較廣泛，具有多種藥用價值和研究意義。隨著現代科技的不斷發(fā)展，三萜皂苷各成分的提取與結構鑒定都有所突破，同時新型三萜皂苷類的化合物及其衍生物也不斷被發(fā)現，為其生物活性及藥用價值的深入研究做好了鋪墊。相信隨著研究的不斷深入，三萜皂苷的結構將更加完善，功能將更加多樣化、具體化，也必將為人類帶來更大的福音。

參考文獻

[1]張云峰，魏東，鄧雁如，等.三萜皂苷的生物活性研究進展[J].中成藥，2006，28（9）:1349- 1351.

[2]陳穎，孫海燕，曹銀萍.三萜皂苷生物合成途徑研究進展[J].中國野生植物資源，2012，6（31）：15- 17．

[3]張星華.羊毛脂中膽甾醇的分離提取工藝[D].天津：天津大學，2010:1- 2.

[4]趙振東，孫震.生物活性物質角鯊烯的資源及其應用研究進展[J].林產化學與工藝，2004，24（3）：107- 110．

[5]王建忠，楊勁松.酸棗仁中三萜皂苷的分離和結構研究[J].有機化學，2008，28（1）：69- 72．

[6]梁僑麗，丁林生.鼠李科達瑪烷型三萜皂甙的化學研究進展[J].天然產物研究與開發(fā)，1996，8（4）:64- 70.

[7]麥勤勤，陳寅生，程麗紅，等.樺褐孔菌中羊毛脂烷型三萜系列化合物的探討[J].河南大學學報，2013，32（2）:112- 116.

[8]陳志輝，吳萍，薛璟花，等.兩株多孔菌屬擔子菌菌絲體中的三萜成分[J].熱帶亞熱帶植物學報，2005，13（5）:399- 402.

[9]金銀萍，焉石，劉俊霞，等.五味子科植物中羊毛脂烷型三萜類成分及其藥理作用研究進展[J].中草藥，2014，45（1）:137- 139.

[10]王峰，李占林，華會明.甘遂烷型三萜類化合物的結構特點及核磁共振波普特征[J].中華民族民間醫(yī)藥，2010（10）:44- 46.

[11]張耀，汪俊松，孔令義.甘遂烷型三萜的研究進展[J].中草藥，2010，41（10）:159- 165.

[12]劉玥輝，孫視，張涵慶，等.黃芪中環(huán)阿屯烷型三萜皂苷的二維核磁共振研究[J].中國藥科大學學報，2008，39（1）:15- 19.

[13]段立軍，孫博航.黃芪甲苷的研究進展[J].沈陽藥科大學學報，2011，28（5）:350- 352.

[14]林曉琴，楊培全.葫蘆烷型四環(huán)三萜化合物的研究[J].華西藥學雜志，1997，12（2）:106- 109.

[15]熊綿靖，唐其，馬小軍.羅漢果三萜皂苷生物合成規(guī)律研究探討[J].廣東藥學院學報，2011，27（5）:543- 547.

[16]楊秀偉，張建業(yè)，錢忠明.羅漢果中一新葫蘆烷型三萜皂苷——光果木鱉皂苷I[J].中草藥，2005，36（9）:1285.

[17]李健，張令文，閆恩志，等.苦瓜皂苷的研究進展[J].食品研究與開發(fā)，2005，26（3）:21- 24.

[18]田麗婷，馬龍，堵年生.齊墩果酸的藥理作用研究概況[J].中國中藥雜志，2002，27（12）:884- 886.

[19]曹興梅.甘草所含主要活性成分的藥理活性研究初探[J].中醫(yī)中藥，2013（12）:226.

[20]劉麗萍，任翠愛，趙宏艷.甘草酸的免疫調節(jié)作用研究進展[J].中國實驗方劑學雜志，2010，16（6）:272- 274.

[21]傅晶，張東明，陳若云.遠志類植物的皂苷類成分及其藥理作用研究進展[J].中草藥，2006，37（1）:144- 146.

[22]薛清春.遠志屬植物瓜子金根的化學成分研究及茵芋苷的合成研究[D].北京:北京協和醫(yī)學院，2009:5- 14.

[23]宿樹蘭，李永輝，歐陽臻，等.紫金牛屬藥用植物中三萜皂苷成分的研究進展[J].中草藥，2003，26（2）:144- 147.

[24]汪斌，崔承彬，蔡兵，等.杜莖山屬植物三萜皂苷的研究進展[J].中國藥物化學雜志，2005，15（5）:307- 312.

[25]方琴，黃初升，陳?；?，等.幾種獼猴桃屬植物中烏蘇烷型三萜化合物的譜學研究[J].廣西師范學院學報，2007，24（7）:53- 60.

[26]開桂青.烏蘇烷和齊墩果烷型五環(huán)三萜的超分子配位色譜分析[D].合肥:合肥工業(yè)大學，2008:1- 7.

[27]原春蘭，李宗孝，楊佩云.地榆中熊果酸的提取[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志，2002，33（10）:478- 479.

[28]劉向前，鄒親朋，陸昌洙.天然產物中羽扇豆烷型三萜波普特征[J].湖南中醫(yī)藥學大學學報，2013，33（9）:10- 25.

[29]許慧君.白頭翁質量評價與五環(huán)三萜皂苷類成分的藥物代謝動力學研究[D].石家莊:河北醫(yī)科大學，2012:1- 6.

[30]魏征驥，盧丹，劉金平，等.紫丁香化學成分的研究[J].長春中醫(yī)學院學報，2004，20（1）:33- 34.

[31]吳春敏.雷公藤化學成分與多組分含量測定研究[D].成都:第二軍醫(yī)大學藥學院藥物分析學教研室，2010:9- 12.

[32]王天山，陳光英，鐘瓊芯，等.海南甲韻子葉子中脂容性木栓烷型三萜化合物[J].時珍國醫(yī)國藥，2010，21（2）:322- 323.□

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2015.02.005

中圖分類號：R284.3

文獻標識碼：A

文章編號：1008- 553X（2015）02- 0013- 04

收稿日期：2014- 09- 19

作者簡介：唐瑤（1992-），女，陜西咸陽人，在讀本科生，研究方向：精細化工，13468641936，13468641936@163.com。

Research Progress in Structure and Application of Triterpenoid Saponins

TANG Yao，CHEN Yang，CAO Wan-xin
（College of Chemistryand Environmental Science，Shaanxi Universityof Technology，Hanzhong723001，China）

Abstract:Application research progress of the triterpene saponins from each types was reviewed，an overviewand its current research situation，in order toprovide a reference for future research.

Key words:triterpenoid saponins；tetracyclic triterpenoid；pentacyclic triterpenoids；application；research progress