植物類黃酮的生理功能與抗菌機(jī)制

任 建 敏

(重慶工商大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，重慶 400067)

病原微生物自從起源以來，作為人類發(fā)病率和死亡率的主要原因，一直威脅人類健康。在1930年代人類發(fā)現(xiàn)青霉素與磺胺類藥物前，盡管人類嘗試不同種類植物提取物抗傳染病產(chǎn)生了各種結(jié)果[1-2]，但除了毒砷，這還是唯一抗傳染病的方法。

過去幾十年，抗生素在治療細(xì)菌和真菌引起的傳染病中發(fā)揮了重要作用，但由于它們?cè)卺t(yī)學(xué)、獸醫(yī)，特別是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域不負(fù)責(zé)任、不適當(dāng)或過度被使用，導(dǎo)致其耐藥菌株持續(xù)產(chǎn)生，已對(duì)人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅[3]。同時(shí)，自1970年代以來，開發(fā)或獲得批準(zhǔn)的抗生素銳減[4]，尋找新的抗菌藥物迫在眉睫。

類黃酮是一大類植物藥效成分之一，具有抗氧化、抗炎、抗過敏、抗癌、抗病毒和抗真菌等特性[5]，在國內(nèi)外民間醫(yī)學(xué)中，用于抗菌與治療人類疾病，已被其活性成分制劑成功使用所支持。如萬壽菊，含六羥黃酮阿拉伯半乳糖苷，在阿根廷民間廣泛用于治療各種傳染病[6]。菅屬花提取物包含甘草黃酮C和Derrone，對(duì)革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細(xì)菌有抗菌活性。雛菊，含有大量類黃酮如芹菜素、山柰酚、木犀草素、槲皮素及各類黃酮苷，在伊朗民間廣泛用作消毒劑和治療某些疾病[7]。

植物來源的藥物臨床使用悠久，到目前已試驗(yàn)約100 000種植物的藥用價(jià)值[8-9]，在患者中有良好的耐受和接受性，似乎是抗菌藥物可靠來源之一[3]。從類黃酮成分中篩選抗菌活性成分是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。

1 類黃酮化合物的結(jié)構(gòu)

類黃酮化學(xué)結(jié)構(gòu)由A和B兩苯環(huán)通過中央三碳連接含C6-C3-C6框架的系列化合物。根據(jù)中央三碳是否構(gòu)成C環(huán)及C環(huán)不飽和與氧化程度、B環(huán)與C環(huán)連接位置等特點(diǎn)，類黃酮可以分成黃酮(圖1)、異黃酮(圖2)、黃酮醇(圖3) 黃烷醇(也稱為兒茶素，圖4)、黃烷酮(圖5)、黃烷酮醇(圖6)、查爾酮、二氫查耳酮(圖7)、花青素和橙酮各子類(圖8)[10]。其化學(xué)結(jié)構(gòu)如下：

圖1 黃酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)

圖2 異黃酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)

圖3 黃酮醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)

圖4 黃烷醇(兒茶素)的化學(xué)結(jié)構(gòu)

圖5 黃烷酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)

圖6 黃烷酮醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)

圖7 查耳酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)

圖8 其他類黃酮化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)

類黃酮化合物頻繁的化學(xué)修飾，形成豐富多樣的結(jié)構(gòu)[11]。類黃酮、類黃酮苷與它們的異戊二烯基化、香葉基化、甲氧基化、羥基化、乙?；约熬酆衔铮沟盟c植物、微生物和動(dòng)物各亞細(xì)胞中的靶標(biāo)相互反應(yīng)，以發(fā)揮不同的生理功能與抗菌作用[12]。

2 類黃酮的生理功能

類黃酮是植物長期進(jìn)化過程中，在非生物和生物應(yīng)力(如營養(yǎng)、陽光強(qiáng)度、紫外線輻射、冷、熱、干旱、鹽堿、食草動(dòng)物與病原微生物侵蝕等因子)刺激下，產(chǎn)生的一大類植物次生代謝物。其化學(xué)結(jié)構(gòu)、含量與分布隨不同植物、不同組織和植物年齡發(fā)生變化[13]。相同種類植物會(huì)產(chǎn)生相似的類黃酮[13-14]。

在植物器官，這些化合物履行多種生理功能。呈現(xiàn)花和水果顏色的花青素，與其他類黃酮色素，起吸引傳粉者與種子傳播的作用[15]。在植物組織，受應(yīng)力刺激產(chǎn)生的花青素和其他非色素類黃酮，如黃酮和黃酮醇等也對(duì)應(yīng)力起抑制作用，保護(hù)組織免受傷害[16-17]。類黃酮還參與植物能量轉(zhuǎn)移、光合作用、形態(tài)形成、生長因子與性別決定等過程[18]。

大量研究表明：在植物整個(gè)生命過程中，類黃酮是重要的抗菌素。植物擁有先天免疫能力，包括自身合成類黃酮與不同層次的防御反應(yīng)，以阻止病原體傳播[19]。如黃烷酮-櫻花素(47)，大量存在于受外界各病原體包括細(xì)菌和真菌侵蝕的稻米中[20]。植物為了快速應(yīng)對(duì)病原體的侵蝕，類黃酮大多集中在葉的維管束。此外，許多類黃酮已被確認(rèn)是化感物質(zhì)，通過根系分泌或組織脫落方式釋放到外界環(huán)境，是植物與植物以及植物與微生物之間進(jìn)行信號(hào)交流的媒介，影響周圍其他植物或微生物生長[21]。

3 類黃酮的抗菌機(jī)制

研究得出，應(yīng)對(duì)植物病原體抗菌活性為特征的許多類黃酮，也可有效應(yīng)用于對(duì)抗人類病原體，且有別于傳統(tǒng)抗菌藥物的抗菌機(jī)制，細(xì)菌耐藥性較低，逆轉(zhuǎn)抗生素耐藥等優(yōu)點(diǎn)[22]。

3.1 破壞細(xì)菌細(xì)胞膜

細(xì)胞膜負(fù)責(zé)滲透調(diào)節(jié)、呼吸和運(yùn)輸過程，以及肽聚糖與脂類的生物合成。細(xì)菌細(xì)胞膜完整性的破壞會(huì)直接或間接引起代謝功能障礙，最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡[23]。

到目前，類黃酮特別是兒茶素，對(duì)革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細(xì)菌有廣泛的研究。兒茶素(圖4)的抗菌作用，首先與細(xì)菌脂質(zhì)雙分子層疏水性膜內(nèi)部的非極性化合物結(jié)合，然后與脂質(zhì)極性基團(tuán)形成氫鍵[24]，誘導(dǎo)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)變化、間接調(diào)節(jié)膜蛋白分布或功能[25]。

實(shí)驗(yàn)證明，兒茶素與脂質(zhì)結(jié)合，滅活、抑制細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)外酶的合成，使細(xì)菌細(xì)胞膜破裂[26]。Bouayed等[27]采用細(xì)胞模型，得出類黃酮如表兒茶素(37)、EGCG(39)和槲皮素(30)有助氧化活性。

Fathima等[28]報(bào)道，兒茶素通過高濃度EGCG產(chǎn)生活性氧(ROS)爆發(fā)，誘導(dǎo)細(xì)菌膜滲透性變化與膜損傷引起殺菌作用。Cushnie等[29]發(fā)現(xiàn)，兒茶素導(dǎo)致耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA) 膜損傷，產(chǎn)生鉀泄漏，且親脂性更強(qiáng)的3-O-辛酰-表兒茶素(40)，比普通表兒茶素(37)有更好抗菌效果，表明增加親脂酰基鏈長度，能提高兒茶素抗菌活性[30]。

其他類黃酮如2,4,6′-3羥基-3′-甲基查爾酮(52)導(dǎo)致變形鏈球菌胞內(nèi)物質(zhì)如蛋白質(zhì)和離子泄漏[31]。來自蜂膠的槲皮素(30)能降低金黃色葡萄球菌質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)，增加膜滲透性，提示蜂膠與抗生素如四環(huán)素和氨芐青霉素有協(xié)同抗菌活性[32]。

此外，黃酮芹菜素(7)、刺槐黃素(8)以及黃酮醇桑色素(24)和鼠李黃素(35)，通過擾亂脂的有序與定向排列，引起膜結(jié)構(gòu)不穩(wěn)，增大胞內(nèi)物質(zhì)滲漏[33]。

Tsuchiya等[34]報(bào)道，黃烷酮柚皮素(45)和槐黃烷酮G(48)對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的抗菌活性，是因降低細(xì)胞膜內(nèi)外流動(dòng)性引起。槲皮素(30)、蘆丁(33)和銀鍛苷(36)可減小脂雙分子層厚度，破壞脂質(zhì)單層結(jié)構(gòu)[35]。

黃烷酮C- 3位被亞芳基取代，影響金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌與糞腸球菌引發(fā)細(xì)菌細(xì)胞聚集，破壞細(xì)胞膜完整性，導(dǎo)致細(xì)菌生物膜擾動(dòng)，有高度抗菌活性[36]。

類黃酮-OH的數(shù)量、分布，以及C環(huán)甲氧基等差異，影響類黃酮與脂質(zhì)雙層之間的相互作用[37]。

3.2 抑制細(xì)菌脂肪酸、粘肽層合成

脂肪酸是細(xì)胞膜重要組成成分，細(xì)菌脂肪酸合成酶 (FAS-II)在許多方面不同于哺乳動(dòng)物脂肪酸合成酶(FAS-I)，這使抗菌劑對(duì)FAS-II有優(yōu)良的靶向性。研究報(bào)道，很多類黃酮是FAS-II抑制劑。

槲皮素(30)、芹菜素(7)與櫻花素(47)能抑制幽門螺桿菌的3-羥脂?；?ACP脫水酶[38]。Jeong等[39]研究了11個(gè)不同結(jié)構(gòu)的羥基黃烷酮對(duì)糞球菌3-酮脂酰-ACP合酶的影響，得出圣草酚(42)、柚皮素(45)和紫杉葉素(51)有好的抑制效果。類黃酮B環(huán)4′、 5′-OH和Arg38和Phe308酶氨基酸殘基間形成氫鍵，對(duì)抗菌活性起關(guān)鍵作用。

Elmasri等[40]發(fā)現(xiàn)，5,6,7, 4′,5′-5羥基黃酮(3)和5-羥基7,4′-2甲氧基黃酮(5)下調(diào)丙二酰輔酶A酰基載體蛋白轉(zhuǎn)酰酶fabD，調(diào)節(jié)細(xì)菌FAS-II。因此，這二黃酮被認(rèn)為是阻斷細(xì)菌生長有前途的藥物。

綠茶EGCG(39)能抑制細(xì)菌FAS-II特定還原酶(FabG FabI)[41]。FabG酶( 3-酮脂酰ACP還原酶)是已知催化還原細(xì)菌包膜β-酮基同工酶[42]。EGCG(39)還能抑制參與細(xì)菌脂肪酸生物合成的其他酶如3-酮脂?；?ACP和烯脂酰-ACP還原酶[61]，這些酶是開發(fā)新抗生素理想的靶點(diǎn)。

分枝桿菌是引起一些難以治療嚴(yán)重疾病的病原菌[43]，細(xì)菌擁有FAS-II和FAS-I，二者對(duì)分枝菌酸的生物合成都很重要。許多類黃酮包括槲皮素(30)、山柰酚(26)、非瑟酮(22)、桑色素(24)、楊梅酮(25)、黃岑素(12)、木犀草素(15)以及EGCG(39)抑制FAS-I[43]。這些類黃酮對(duì)FAS-II，包括烯脂酰-ACP還原酶、β-酮脂酰-ACP還原酶、β-羥脂酰-ACP脫水酶，也有抑制活性。紫鉚因 (54)、異甘草素(56)和非瑟酮(22)，能降低牛結(jié)核分枝桿菌卡介苗FAS-II活性[44]。

粘肽層是肽聚糖、胞壁質(zhì)或粘質(zhì)復(fù)合物，抑制其合成是常見傳統(tǒng)抗菌藥物和類黃酮抗菌作用機(jī)制之一。黃岑素(12)有助于EGCG(39)引起的肽聚糖損傷[45]。高良姜素(23)、山奈素(28)和山奈素-3-葡萄糖苷(29)不僅對(duì)耐阿莫西林大腸桿菌有抗菌活性，而且能抑制肽聚糖和核糖體合成，逆轉(zhuǎn)抗菌劑耐藥性[46]。兒茶素與肽聚糖化合，干擾細(xì)菌細(xì)胞壁合成。EGCG(39)和環(huán)絲氨酸協(xié)同抑制細(xì)胞壁合成，與β-內(nèi)酰胺(苯唑西林青霉素、甲氧西林、氨芐西林、頭孢氨芐)直接或間接靶向肽聚糖，從而增強(qiáng)β-內(nèi)酰胺抗菌藥物活性[47]。

3.3 抑制核酸合成

類黃酮有拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑活性，Ohemeng等[48]發(fā)現(xiàn)槲皮素(30)、芹菜素(7)和3,6,7,3′,4′-5羥基黃酮(4)抑制大腸桿菌DNA促旋酶。得出，槲皮素與促旋酶B亞基結(jié)合，經(jīng)5，7，3′-OH與DNA促旋酶的氨基酸殘基形成氫鍵，封鎖D-丙氨酸-D-丙氨酸連接酶ATP結(jié)合袋[49]。類黃酮羥基比甲氧基與促旋酶結(jié)合能力更強(qiáng)，如白楊素(13)和山柰酚(26)較蜜橘黃素(16)和福橘素(18)能更好地抑制大腸桿菌DNA促旋酶，但5′羥基大大減小了其抑制活性。

類黃酮與DNA促旋酶B亞基(GyrB)三磷酸腺苷(ATP)結(jié)合位點(diǎn)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，是抑制DNA成為超螺旋第二種機(jī)制。類黃酮與DNA結(jié)合，穩(wěn)定DNA-促旋酶復(fù)合物，引起DNA裂解感應(yīng)[50]。3-OH、 5-OH、 7-OH和4-羰基基團(tuán)，是類黃酮與GyrB殘基結(jié)合的重要基團(tuán)[51]。Ulanowska 等[52]發(fā)現(xiàn)，異黃酮染料木素(21)以劑量-反應(yīng)的方式，抑制鰻弧菌的生長，其原因是染料木素介導(dǎo)拓?fù)洚悩?gòu)酶II-DNA裂解復(fù)合物的穩(wěn)定性，導(dǎo)致細(xì)胞分裂或染色體復(fù)制受損。

解旋酶是無處不在的馬達(dá)蛋白，作用ATP水解釋放能量，分離、重排核酸雙鏈[53]。類似于拓?fù)洚悩?gòu)酶與促旋酶，是DNA復(fù)制所必需。研究表明這些蛋白質(zhì)是類黃酮的分子靶點(diǎn)，其藥效基團(tuán)與核酸的鍵合能力，已作為解旋酶抑制劑被篩選。

木犀草素(15)及其結(jié)構(gòu)相似的黃酮醇，如莫林(24)楊梅酮(25)，被證明抑制復(fù)制的解旋酶如DnaB和RecBCD解旋酶/ E. coli 核酸酶[54]。楊梅酮抑制革蘭氏陰性細(xì)菌生長，被認(rèn)為是許多DNA和RNA聚合酶以及病毒反轉(zhuǎn)錄酶和端粒酶的有效抑制劑[55]。

二氫葉酸還原酶(DHFR)是許多藥物包括抗菌藥物，常見的靶點(diǎn)。DHFR在葉酸合成途徑提供嘧啶和嘌呤前體[56]。據(jù)報(bào)道，EGCG(39)抑制嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌、結(jié)核分枝桿菌和大腸桿菌的DHFRs[57]。EGCG與葉酸通路其他抑制劑，如磺胺甲惡唑和乙胺丁醇，有協(xié)同效應(yīng)[57]。

類黃酮插層DNA，抑制細(xì)菌核酸合成，也被認(rèn)為是一種抗菌機(jī)制。Mori等[58]用EGCG(39)、楊梅酮(25)和洋槐黃素(17)培養(yǎng)普通變形桿菌和金黃色葡萄球菌，引起DNA、RNA和蛋白質(zhì)合成降低，這是A環(huán)無6-OH和B環(huán)-3′、4′、5′- 3 OH結(jié)構(gòu)的類黃酮，與核酸雙鏈插層所致。

大量研究得出，在人類癌癥細(xì)胞中，類黃酮介導(dǎo)拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制和DNA插層，是普遍作用機(jī)制[59]。

3.4 抑制電子傳遞鏈和ATP合成

膜電位，生命系統(tǒng)幾乎所有化學(xué)過程必需的主要能量來源，也是細(xì)菌細(xì)胞生存和生長最重要的因素。奇特的是，用異補(bǔ)骨脂查爾酮(57)和6-異戊二烯基芹菜素(10)處理金黃色葡萄球菌，導(dǎo)致細(xì)菌膜去極化[60]。Haraguchi等[61]報(bào)道，甘草查爾酮抑制微球菌細(xì)胞氧消耗，其抑制位點(diǎn)存在于電子傳遞鏈細(xì)胞色素C和CoQ之間，甘草查爾酮A、B、C、D(58～61)親脂性的異戊二烯基團(tuán)，有助于它們滲透到細(xì)菌細(xì)胞。

已被證明，各種多酚類黃酮與存在于ATP合酶F1部分獨(dú)特的多酚結(jié)合袋α、β和γ亞基界面結(jié)合，阻礙γ-亞基順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，抑制ATP合成酶[64]。不同物種，包括人、牛、鼠與大腸桿菌，多酚結(jié)合袋殘留物高度保守，其他微生物容易受到這種抑制[65]。最有效的大腸桿菌ATP酶F1FO抑制劑有：黃芩素(12)、桑色素(24)、表兒茶素 (37)以及水飛薊素(50)。槲皮素(30)、櫟皮酮-3-葡萄糖苷(31)和櫟皮酮-3-李糖苷(32)，雖不抑制ATP合成，但能防止ATP水解[65]。EGCG(39)通過抑制變異鏈球菌ATP酶F1FO活性，抑制產(chǎn)酸和耐酸性能[66]。Ulrey等[67]發(fā)現(xiàn)，用A型的原花青素(73)處理綠膿桿菌，下調(diào)ATP合成過程多蛋白質(zhì)表達(dá)。

3.5 與金屬離子形成螯合物

類黃酮與過渡金屬離子有很強(qiáng)的螯合能力[68]，抑制細(xì)菌金屬酶活性，對(duì)許多其它抗菌物質(zhì)包括母乳中的乳鐵蛋白，這是常見的作用機(jī)制。類黃酮的螯合位點(diǎn)包括：A環(huán)或B環(huán)兩鄰-OH、C環(huán)3-OH與C環(huán)-4-酮基，或A環(huán)5-OH和C環(huán)-4-酮基位置。雖然螯合物的抗菌活性很大程度上取決于金屬離子，但螯合物的形成優(yōu)先取決于類黃酮螯合位點(diǎn)和pH值[69]。研究表明：槲皮素(30)與Mn2+、Hg2+、Co2+、Cd2+螯合物對(duì)金黃色葡萄球菌、蠟樣芽胞桿菌、綠膿桿菌、E大腸桿菌和肺炎克雷伯菌有殺菌作用。類似地，桑色素(24)Ca2+、Mg2+螯合物對(duì)金黃色葡萄球菌和微球菌有抗菌作用[70]；7,4′-2甲氧基芹菜素(9)與Cu2+、Ni2+、Zn2+、Co3+、 Fe3+、Cr3+、Cd2+和M2 +螯合物，對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和普通變形桿菌有抗菌效果[71]。

3.6 抑制細(xì)菌生物膜形成

類黃酮除直接與細(xì)菌作用，還影響細(xì)菌生長、粘附、能動(dòng)性與群體感應(yīng)(QS)，抑制細(xì)菌生物膜建立與形成[72]。以細(xì)菌生物膜為基礎(chǔ)的感染，在所有微生物、動(dòng)物與人的慢性感染以及食物腐敗中，占很大比例[73]。與浮游細(xì)菌相比，細(xì)菌生物膜對(duì)抗菌劑和宿主免疫系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抵抗力(對(duì)抗菌劑的抵抗力，比浮游細(xì)菌提高10到1 000倍)，導(dǎo)致嚴(yán)重的臨床問題，引起許多慢性和難治感染疾病的反復(fù)發(fā)作[74]。

細(xì)菌生物膜形成是細(xì)菌粘附到宿主接觸表面的隨機(jī)事件，由其細(xì)胞分裂、發(fā)展到成熟所分泌的多糖基質(zhì)、纖維蛋白、脂質(zhì)蛋白等活性養(yǎng)分，將自身包繞其中形成的大量細(xì)菌聚集三維生物膜[75]。細(xì)菌感染通常使用全身抗生素治療，去除細(xì)菌生物膜非常有限。

有趣的是類黃酮支持細(xì)菌聚集。Stapleton等[76]在用EGCG (39)和3-O-辛酰-表兒茶素 (40) 培育金黃色葡萄球菌，發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)多細(xì)胞聚集。黃酮醇導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞聚集，尤其是高良姜素(23)，然而細(xì)菌聚集后，細(xì)菌增長被抑制?？赡苁穷慄S酮部分分解誘發(fā)細(xì)菌聚集，產(chǎn)生細(xì)胞膜融合，降低了單位膜面積活性養(yǎng)分的吸收，不利于細(xì)菌生物膜形成。Awolola 等得出[77]，異牡荊苷(14)、EC(37)、5,7,4′-3羥基黃酮醇(41)對(duì)金黃色葡萄球菌ATCC 29213，有顯著的抗生物膜活性。同樣，El-Adawi等[44]觀察，在EC 2～15%下，變異鏈球菌生物膜形成減少55～66%。然而也有報(bào)道，來自Acaciakarroo的EC對(duì)李斯特氏菌生物膜無降低活性[78]。

大腸桿菌、弧菌spp和鼠傷寒沙門氏菌生物膜的形成，QS尤其是自誘導(dǎo)物-2信號(hào)分子被認(rèn)為是重要的調(diào)節(jié)因子[79]。研究發(fā)現(xiàn)柑橘類黃酮如芹菜素(7)、山柰酚(26)、槲皮素(30)和柚皮素(45)，是自誘導(dǎo)物-2信號(hào)分子有效拮抗劑[80]。除此，槲皮素以濃度依賴方式抑制海藻酸鹽的產(chǎn)生，導(dǎo)致生物膜形成過程中粘附下降，該類類黃酮還能抑制N -高絲氨酸內(nèi)酯(AHL)介導(dǎo)的QS。

奇特的是，槲皮素上調(diào)銅綠假單胞菌數(shù)個(gè)含鐵蛋白表達(dá)，限制生物膜形成所需Fe3+[81]。Roy等發(fā)現(xiàn)，山柰酚(28)、ECG(38)和EGCG(39)介導(dǎo)從LuxR-type轉(zhuǎn)錄激活蛋白中置換AHL分子[82]。白楊素(13)、根皮素(55)和柚皮素(45)可抑制QS合酶/受體對(duì)LasI/R和RhlI / R[83]。A型原花青素(62)是銅綠假單胞菌的抗粘附劑，對(duì)Fe3+等過渡金屬離子優(yōu)良的螯合，抑制細(xì)菌生物膜形成[84]。

親水性類黃酮能與膜表面相互結(jié)合，防止有害物質(zhì)與細(xì)胞膜作用，抑制細(xì)菌生物膜形成[85]。黃酮如6-氨基黃酮(1)、7-羥基黃酮(2)、芹菜素(7)、白楊素(13)、異黃酮大豆黃素(20)和染料木素(21)與查耳酮根皮素(55)抑制大腸桿菌O157: H7生物膜形成，抗氧化化合物(維生素C和維生素E)沒有這種效果，說明類黃酮阻止生物膜形成，抗氧化性不是唯一原因[86]。此外，根皮素顯著降低EO157: H7大腸桿菌生物膜形成，對(duì)浮游細(xì)菌生長不產(chǎn)生影響。魚藤酮(63)對(duì)大腸桿菌生物膜抑制有類似效果[87]。

菌毛是細(xì)菌生物膜形成的重要因素。由于根皮素(68)抑制csgA和csgB基因表達(dá)，減少大腸桿菌O157: H7菌毛形成。根皮素抑制兩種毒素基因 (溶血素hlyE和志賀毒素2 stx2)，誘導(dǎo)抗逆性基因如marRAB和hcsBA表達(dá)[86]，對(duì)抗生素耐藥性有積極影響。

槲皮素(30)、喬松素(46)有細(xì)菌外排泵抑制劑(EPI)作用。EPI不僅能阻止外排泵，而且阻止生物膜形成[88]。研究表明：EGCG (39)能有效抑制浮游糞球菌生長，還能抑制生物膜形成相關(guān)基因的表達(dá)。來自淫羊藿物種的異戊二烯化類黃酮，能抑制牙齦卟啉單胞菌生物膜的形成[89]。

此外，類黃酮還可抑制與降低細(xì)菌毒素。重要的細(xì)菌毒素如透明質(zhì)酸酶，在細(xì)菌發(fā)病機(jī)理中，介導(dǎo)的透明質(zhì)酸降解，增加結(jié)締組織的滲透率，降低體液黏度[90]。尤其是黃酮醇，如楊梅酮(25)和槲皮素(30)已被確定為無乳鏈球菌透明質(zhì)酸裂解酶抑制劑，其抑制作用與類黃酮羥基數(shù)量呈正相關(guān)[91]。類黃酮特別是兒茶素和原花青素，能中和霍亂弧菌、創(chuàng)傷弧菌、金黃色葡萄球菌炭疽桿菌、肉毒梭狀芽胞桿菌的細(xì)菌毒素[92]。類似，桑色素(24)抑制金黃色葡萄球菌的外毒素，山柰酚(26)、山柰酚-3-蘆丁糖甙(27)和槲皮素糖苷抑制c肉毒桿菌的神經(jīng)毒素[93]。喬松素(46)，一蜂蜜黃烷酮，以濃度方式減少金黃色葡萄球菌α-溶血毒素產(chǎn)生。EGCG(39)和GCG抑制從腸出血性E大腸桿菌釋放志賀樣毒素，提示綠茶兒茶素可用來防止大腸桿菌引起的食物中毒。

4 結(jié) 論

類黃酮在植物中廣泛存在，具有良好的抗菌作用，尤其是對(duì)抗生素耐藥的細(xì)菌依然敏感，并且該類化合物不易產(chǎn)生耐藥性。但類黃酮與細(xì)胞靶點(diǎn)的作用，仍認(rèn)識(shí)不多，相信隨著人們對(duì)類黃酮抗菌作用及機(jī)制研究的深入，必將對(duì)新型抗耐藥物的研發(fā)提供新的思路和理論依據(jù)。