甲基化表沒食子兒茶素沒食子酸酯類似物的合成及活性研究概述

王禮洪 魏升昀 劉歡 蘇銀山 武增才 字成庭

摘 要：表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）是茶多酚中最為重要的成分，但其存在穩(wěn)定性低、脂溶性差等缺點(diǎn)。甲基化是解決EGCG局限性的有效化學(xué)修飾手段。本文對(duì)EGCG的甲基化修飾物進(jìn)行概述，并對(duì)衍生物在抗過敏、減緩哮喘、抗氧化與抗癌等方面的生物活性進(jìn)行總結(jié)。對(duì)EGCG的進(jìn)一步深入研究具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：表沒食子兒茶素沒食子酸酯;甲基化修飾;合成;生物活性

表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）是茶葉多酚中最重要的成分，但由于其屬于多酚化合物，在應(yīng)用過程中存在很多局限性，例如穩(wěn)定性低[1]、脂溶性差[2]等。而甲基化是解決這一問題非常有效的修飾手段[3]。近些年來，有很多學(xué)者對(duì)甲基化的EGCG進(jìn)行了研究，1982年，Sajio等[4]首次在綠茶中發(fā)現(xiàn)并成功分離出3"-OMe-EGCG，隨后很多學(xué)者相繼報(bào)道了其他類型的甲基化EGCG及其新的功效，甲基化EGCG的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1 甲基化EGCG類似物的合成進(jìn)展

1.1 酶合成法

酶是生物體產(chǎn)生的一種催化劑，與化學(xué)催化劑不同的是，它可以在溫和的條件下催化反應(yīng)的高效進(jìn)行。一般而言，分離出茶葉中的催化兒茶素甲基化酶的基因，并將其導(dǎo)入微生物中，再從微生物中提取兒茶素甲基化酶，將得到的酶進(jìn)行提取純化，與EGCG在一定的條件下反應(yīng)，即可得到甲基化的EGCG[5，6]，Maeda-Yamamoto等[6]首先發(fā)現(xiàn)此種方法并申請專利。此外，也有報(bào)道用動(dòng)物體內(nèi)的甲基轉(zhuǎn)移酶對(duì)EGCG進(jìn)行甲基化催化。

1.2 化學(xué)合成法

目前，化學(xué)合成法主要通過甲基供體修飾和保護(hù)基團(tuán)修飾兩個(gè)途徑獲得甲基化EGCG。甲基供體修飾是指利用碘甲烷等甲基供體在一定的化學(xué)反應(yīng)條件下與EGCG反應(yīng)得到甲基化的EGCG。已報(bào)道的方法有如下幾種：Meng X等[7]將EGCG、碘甲烷、碳酸鉀在丙酮作溶劑的條件下混合，水浴中超聲一段時(shí)間后，分離純化得到3種甲基化的EGCG;Utenova等[8]將EGCG、硫酸二甲酯、碳酸鉀在丙酮作溶劑的條件下，充入氮?dú)夂蠡亓鲾嚢? h，分離純化得到了全甲基化的EGCG。Ynase等[9]重氮甲烷和EGCG甲醇溶液在25 oC條件下，重氮甲烷、EGCG甲醇溶液和酯溶液混合在-50 oC的條件下，反應(yīng)合成了11種甲基化EGCG。保護(hù)基團(tuán)修飾是指利用芐基等保護(hù)基團(tuán)對(duì)EGCG的酚羥基進(jìn)行保護(hù)后，通過氫化的方法脫去保護(hù)基，從而得到甲基化的EGCG。Zaveri等[10]和Wan等[11]通過芐基保護(hù)基團(tuán)合成了甲基化EGCG產(chǎn)物，Aihara等[12]利用硝基苯磺酸基保護(hù)基團(tuán)合成了4種甲基化EGCG產(chǎn)物。

對(duì)比酶合成法和化學(xué)合成法，酶合成法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)條件溫和，比較適合EGCG這種穩(wěn)定性不好的底物，反應(yīng)過程中不需要使用劇毒性化學(xué)藥劑，缺點(diǎn)是酶的提取純化條件不夠成熟，酶本身具有不穩(wěn)定性。而化學(xué)合成法的優(yōu)點(diǎn)是目的性強(qiáng)，操作更簡單，缺點(diǎn)是反應(yīng)過程要使用劇毒的化學(xué)試劑，危險(xiǎn)性大。

2 甲基化EGCG的生物活性研究進(jìn)展

目前，人們對(duì)甲基化EGCG生物活性的研究取得了一定進(jìn)展，其生物活性主要包括抗過敏、減緩哮喘、抗氧化與抗癌等。在抗過敏方面，Benifuuki綠茶是一種富含甲基化EGCG的綠茶，Maeda-Yamamoto等[13，14]研究發(fā)現(xiàn)，過敏性鼻炎患者飲用Benifuuki綠茶，可緩解過敏性鼻炎癥狀。對(duì)于花粉過敏的人，連續(xù)飲用一個(gè)月Benifuuki綠茶可以大大減輕花粉癥，且效果比EGCG更好。在減緩哮喘方面，甲基化EGCG能夠抑制誘生型一氧化氮合酶（i-NOS）的表達(dá)，使巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的一氧化氮減少，減少患者體內(nèi)微血管的滲血癥狀，從而減緩哮喘。在抗氧化方面，由于EGCG中的部分酚羥基被取代，會(huì)導(dǎo)致氧化性活性減弱。Wang等[15]研究報(bào)道了兒茶素甲基化衍生物的抗氧化活性，結(jié)果表明甲基化后EGCG的抗氧化活性大大降低。Su等[16]發(fā)現(xiàn)，除了3'位的羥基被甲氧基取代外，其他位置的羥基被甲氧基取代后，其抗氧化性都不會(huì)發(fā)生明顯的減弱。在抗腫瘤方面，Kawase等[17]發(fā)現(xiàn)，在老鼠腫瘤中，EGCG3"Me具有一定的抗癌作用，具體的抗氧化變化還需要進(jìn)行進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1]Zhu QY， Zhang A， Tsang D， et al. Stability of Green Tea Catechins[J].J.Agr. Food Chem，1997，45（12）：4624-4628.

[2]Spencer JP，Kuhnle GG，Williams RJ.Intracellular metabolism and bioactivity of quercetin and its in vivo metabolites[J].Biochem J.，2003，372（1）：173-181.

[3]伍妍俊，汪小鋼，宛曉春.甲基化EGCG的研究現(xiàn)狀及展望[J].茶葉科學(xué)，2010，30（6）：5-11.

[4]Saijo R.Isolation and Chemical Structures of Two New Catechins from Fresh Tea Leaf[J].J. Agr. Chem. Soc. Japan.，1982，46（7）：1969-1970.

[5]費(fèi)冬梅.甲基化EGCG的酶法合成研究[J].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2011.

[6]Maeda-Yamamoto M，Inagaki N，Kitaura J，et al.O-methylated catechins from tea leaves inhibit multiple protein kinases in mast cells[J].J.Immunol.，2004，172（7）：4486-4492.

[7]Meng X，Sang S，Zhu N，et al.Identification and characterization of methylated and ring-fission metabolites of tea catechins formed in humans，mice，and rats[J].Chem.Res.Toxicol.，2002，15（8）：1042-1050.

[8]Utenova BT，Malterud KE，Rise F.et al.Antioxidant activity of O-protected derivatives of （-）-epigallocatechin-3-gallate：Inhibition of soybean and rabbit 15-lipoxygenases[J].Arkivoc， 2006，2007（9）：6-16.

[9]Yanas E，Matsumoto E，Shinoda Y，et al.Synthesis of methyl derivatives of epigallocatechin gallate （EGCG） and their stabilities[J].New Technol.Med.，2005，6（1）：34-37.

[10]Zaveri NT. Synthesis of a 3，4，5-Trimethoxybenzoyl Ester Analogue of Epigallocatechin-3-gallate （EGCG）： A Potential Route to the Natural Product Green Tea Catechin，EGCG[J].Org.Lett.，2001，3（6）：843-846.

[11]Wan SB，Dou QP，Chan TH.Regiospecific and enantioselective synthesis of methylated metabolites of tea catechins[J].Tetrahedron，2006，62（25）：5897-5904.

[12]Aihara Y，Yoshida A，F(xiàn)uruta T，et al.Regioselective synthesis of methylated epigallocatechin gallate via nitrobenzenesulfonyl （Ns） protecting group[J].Bioorg. Med.Chem. Lett.，2009，19（15）：4171-4174.

[13]Maeda-Yamamoto M，Ema K，Shibuichi I.In vitro and in vivo anti-allergic effects of “benifuuki” green tea containing O-methylated catechin and ginger extract enhancement[J].Cytotechnology，2007，55（2-3）：135.

[14]Maedayamamoto M，Ema K，Monobe M.The efficacy of early treatment of seasonal allergic rhinitis with benifuuki green tea containing O-methylated catechin before pollen exposure：an open randomized study[J].Allergol.Int.，2009，58（3）：437-444.

[15]Wang J， Tang H， Huo B， et al. Synthesis， antioxidant activity， and density functional theory study of catechin derivatives.RSC Advances，2017，7，54136-54141.

[16]Su YL，Xu JZ，Ng CH，et al.Antioxidant activity of tea theaflavins and methylated catechins in canola oil[J].J.Am. Oil Chem. Soc.，2004，81（3）：269-274.

[17]Kawase M，Wang R，Shiomi T，et al.Antioxidative activity of （-）-epigallocatechin-3-（3-O-methyl）gallate isolated from fresh tea leaf and preliminary results on its biological activity[J].Biosci. Biotech. Bioch.，2000，64（10）：2218-2220.

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31960075，21602196）;云南省自然科學(xué)基金（編號(hào)：2017FG001（-046），2017FD084）。

作者簡介：王禮洪（1999—），女，云南昭通人，本科。研究方向：食品功能因子的活性。

魏升昀（1998—），男，云南曲靖人，本科。研究方向：食品功能因子的活性（王禮洪和魏升昀同為本文的第一作者）。

通訊作者：字成庭（1986—），男，云南鳳慶人，博士，副教授。研究方向：食品功能因子開發(fā)與利用。