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 自然科学

青蒿素研究进展

发布时间:2019-12-04 点击: 来源:自然杂志
青蒿素,是1971年中国化学家从复合花序植物黄花蒿茎叶中提取的有过氧基团的倍半萜内酯药物(图1),化学名称为(3R,5aS,6R,8aS,9R,12S,12aR)-八氢-3,6,9-三甲基-3,12-桥氧-12H-吡喃〔4,3-j〕-1,2-苯并二塞平-10(3H)-酮,分子式是继乙氨嘧啶、氯喹、伯喹之后最有效的抗疟特效药。与大多数抗疟药物不同,它缺乏含氮杂环化合物。双氢青蒿素、青蒿醚、水溶性青蒿素钠等青蒿素衍生物比青蒿素本身更有效。青蒿素及其衍生物具有速效和低毒的特点,是一种有效的抗疟药物。本文将近年来青蒿素及其衍生物的研究成果等方面进行综述[1-2]
图1 青蒿素的结构式
 
1 青蒿素的合成
 
1.1 青蒿素的化学合成
图2 青蒿素化学合成途径
青蒿素是从药用植物黄花蒿中分离得到,含内过氧基团的倍半萜内酯的抗疟有效成分化合物,有一个包括过氧化物在内的 1,2,4-三烷结构单元,它的分子中还包括7个手性中心,化学合成青蒿素难度极大。1986年,中国科学院上海有机所以R(+)一香草醛为原料合成了青蒿素[3-9],国外也有类似工作[10]。Wang Jiaqin[11]等采用快速,简单,高效,高通量的分析方案,使用深共晶溶剂(DES)进行机械化学萃取(MCE),并结合直接分析实时质谱(DART-MS)开发,用于量化热不稳定的生物活性化合物青蒿素(AN)、青蒿素B和来自青蒿的青蒿酸,MCE在室温下进行,目标分析物在几秒钟内释放到DES中。Melodi Demiray[12]等研究表明倍半萜环化酶、细胞色素依赖酶CYP450和醛还原酶可将谷甲酰基二磷酸(FDP)转化为双氢青蒿醛(DHAAI),这个过程逆转了FDP环化的自然顺序和倍半萜烯烃的氧化,为DHAAI的合成提供了重大的改进。青蒿素化学合成过程均过于复杂,尚未广泛使用。 
1.2 青蒿素的生物合成
活性药物成分可以从生物原料中提取,在复杂的动态环境中合成,也可以在受控条件下通过纯试剂和催化剂的反应逐步进行化学合成。在强化化学合成中使用含有试剂和催化剂的植物提取物,这两种方法的结合,创造了有利且可持续的过程。青蒿素是最有效抗疟药物的关键活性药物成分。 Kayani W K[13]等采用非转基因(组织和细胞培养)和转基因结合细胞、组织和整个转基因组织培养来获取青蒿素,并说明青蒿素是在叶片的毛状体中自然产生的,但其生物合成并不局限于毛状体。Xiaoping Tang[14]等发现一种关键酶-Amorphadiene synthase,能够将氧化法尼丝基二磷酸酯类似物直接转化为二氢青蒿醛,并通过化学反应转化为青蒿素。

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