野胡麻化学成分及其抗菌活性与作用机制研究

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野胡麻(Dodartia orientalis L.)又名牛含水、倒爪草、多德草等,为玄参科(Scrophulariaceae)野胡麻属(Dodartia)植物,主要分布于我国新疆、内蒙古等地,此外蒙古人民共和国、伊朗等国也有分布。野胡麻全草可药用,具有清热解毒、散风止痒等功效,在我国民间被广泛用于荨麻疹、过敏性鼻炎和支气管炎等疾病的治疗。作为一种重要的药用植物资源,野胡麻被记录于《全国中草药汇编》、《内蒙古中草药》等多种药学著作中。目前,国内外对野胡麻植化成分、药理作用的研究相对匮乏,结合食源性致病菌正严重威胁人们身体健康而导致新型抗菌药急需的现状,本文在综述野胡麻化学成分及药理作用现有研究进展的基础上,以野胡麻为研究对象,对其化学成分进行系统提取,并对其化学成分的抗菌活性与抗菌机制进行研究。1.采用水蒸气蒸馏法和GC-MS分别对野胡麻挥发油进行提取和鉴定,从野胡麻挥发油中共鉴定出34个成分,占总成分的94.65%,其中多数鉴定出的成分属于单萜类和倍半萜类,如含量最高的两种成分为芳樟醇(32.25%)和α-松油醇(13.83%)皆为单萜类。2.本文对野胡麻70%乙醇提取物的化学成分进行了系统的研究,共分离到50个化合物,并对其中40个化合物的结构进行了鉴定。其中黄酮类化合物11个:芹菜素(1)、木犀草素(2)、槲皮素(3)、香叶木素(4)、金圣草黄素(5)、苜蓿素(6)、5-羟基-4′,6,7-三甲氧基黄酮(7)、蒿黄素(8)、芦丁(9)、金丝桃苷(10)、木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷(11);三萜类化合物9个:羽扇豆醇(12)、桦木醛(13)、白桦脂醇(14)、白桦脂酸(15)、Zizyberenalic acid(16)、齐墩果酸(17)、熊果酸(18)、栖草乔木醇A(19)、坡模醇酸(20);甾体类化合物4个:β-谷甾醇(21)、豆甾醇(22)、麦角甾醇(23)、胡萝卜苷(24);苯丙酸类化合物4个:阿魏酸(25)、异阿魏酸(26)、咖啡酸(27)、绿原酸(28);酚酸、酚醛、多酚类化合物5个:没食子酸(29)、丁香醛(30)、丁香酸(31)、原儿茶酸(32)、白藜芦醇(33);环烯醚萜、倍半萜类化合物3个:黄金树苷(34)、京平尼苷(35)、Roxbughianin B(36);木脂素类化合物2个:(-)-5’-甲氧基异落叶松脂醇(37)、(-)-5’-甲氧基异落叶松脂醇-3α-O-β-D-葡萄糖苷(38);其它类化合物2个:甘露醇(39)、正二十烷醇(40)。其中26个化合物首次从野胡麻中获得,也是首次从野胡麻属中得到。3.本文研究了野胡麻挥发油对S.aureus、E.coli和S.enteritidis三种食源性致病菌的抑制活性以及作用机制。利用抑菌圈直径(DIZ)测定实验和微孔二倍稀释法测定了挥发油对上述三种致病菌的抑制活性,结果显示挥发油对三种致病菌均有显著的抑制能力,所得最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC)分别为0.5、1、2和1、2、4μL/m L。碱性磷酸酶(AKP)泄漏检测实验表明挥发油能够破坏细胞壁的完整性而导致AKP泄漏。核酸泄漏检测、钾离子泄漏检测和碘化丙啶(PI)染色实验表明挥发油可破坏细胞膜的完整性,从而导致细胞内核酸和钾离子的泄漏。扫描电镜(SEM)实验进一步证实挥发油可通过破坏细菌的细胞壁和细胞膜来发挥杀菌作用。生物膜细胞活性和生物膜总量检测实验表明,挥发油可通过降低生物膜内的细胞活性和生物膜总量来发挥其抗生物膜作用。细菌表面疏水性检测实验则说明挥发油的抗生物膜机制之一为降低细菌的粘附能力。4.本文研究了野胡麻单体化合物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑制活性以及齐墩果酸和熊果酸的抗MRSA机制。利用微孔二倍稀释法测定了野胡麻单体化合物对MRSA的抑制活性,结果发现齐墩果酸(17)和熊果酸(18)均表现出显著的抑制MRSA活性,其MIC和MBC分别为64、32和128、64μg/m L;丁香醛(30)和白藜芦醇(33)也表现出抗MRSA活性,其MIC皆为512μg/m L。MRSA生长曲线检测实验进一步证实了齐墩果酸和熊果酸的高效抗MRSA活性。N-苯基-1-萘胺(NPN)和核酸泄漏检测实验表明齐墩果酸和熊果酸可破坏MRSA细胞膜的结构和功能。MRSA生物膜细胞活性和生物膜总量检测实验表明,齐墩果酸和熊果酸均具有抗MRSA生物膜的功能。β-内酰胺酶活性检测实验表明,熊果酸具有显著降低MRSA产生的β-内酰胺酶活性的能力,而齐墩果酸则无此作用。
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