生育三烯酚的合成

2020/10/18 17:56:53

背景及概述[1-2]

维生素E(VE)是生育酚(tocopherol)和生育三烯酚(tocotrienol)以及具有D-α-生育酚生理活性的衍生物(如酯类等)的总称。目前已经从植物资源中分离出4种生育酚(α、β、γ、δ)和4种生育三烯酚(α、β、γ、δ。由于生育酚研究较早,生理功能也得到认可,并且已经广泛应用,因此通常所说的维生素E就是指生育酚,国标中规定的维生素E含量也以α-生育酚为标准。

随着科学研究的逐步深入,已经证明维生素E的上述8种同系物的生理功能及活性是有区别的,尤其近10年来已经有越来越多的证据表明生育三烯酚在抗氧化性能、降低胆固醇、抑制癌症等方面具有独特的生理功能,并且在某些方面具有比生育酚更优越的生理功能。因此认为应当把生育三烯酚和生育酚区分开来,并把生育三烯酚、异黄酮、类胡萝卜素作为人体所需的新营养素。目前国内对生育三烯酚的研究尚属空白,而我国富含生育三烯酚的资源非常丰富,因此很有必要对生育三烯酚的提取纯化技术及生理功能进行研究。

发现和命名[2]

1922年美国研究胚胎学的内科医生HerbertEvans等发现了生育酚,而生育三烯酚的发现比生育酚几乎晚了40a。1960年Green等人发现了α、β生育三烯酚;Bunyan等人于1961年把此类化合物明确命名为生育三烯酚;1964年Pennock等人发现了γ、δ生育三烯酚。

结构及性质[2]

VE的结构包括色满环主体和植基侧链,根据色满环上甲基的数目和位置不同而区分为α、β、γ、δ4种,同时又根据植基侧链饱和与否分为生育酚和生育三烯酚。生育三烯酚侧链的3′、7′、11′位有3个双键,构成异戊二稀结构,研究认为生育三烯酚的生理功能与此不饱和结构有关 (见图)。

生育三烯酚的基本性质:脂溶性维生素,溶于正己烷、乙醚、石油醚等有机溶剂,不溶于水;在酸性环境中稳定,在碱性环境中不稳定;对热和光不敏感,对氧敏感,易受紫外线破坏;对金属离子尤其是铁离子敏感。

测定方法[2]

生育三烯酚的测定方法有薄层层析法(TLC)、气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)。TLC法灵敏度不高,而且由于生育三烯酚对氧和紫外线敏感,因此在展层过程中损失较大;GC法需要对样品进行极为严格的前处理,同时生育三烯酚的溶解性能不良也限制了GC的应用;HPLC是重要的现代分析检测技术,它具有灵敏度高、分离效果显著、重复性好等优点,目前文献中涉及到的生育三烯酚的测定大都是采用HPLC法,由于所采用的样品、仪器、柱型、流动相等条件不同,相应的分离效果和分离时间都不尽相同,有的甚至差别很大。

HPLC法有正相(NP)和反相(RP)两类,都应用于测定生育三烯酚,各有特点。反相(RP)色谱一般以乙腈、甲醇、水等为流动相,但至今没有人能用反相色谱分离开β、γ生育酚,分离β、γ生育三烯酚的效果也不理想;正相(NP)色谱所采用的流动相以正己烷、异辛烷为主,另加少量的其他有机溶剂,如异丙醇、二氧六环、四氢呋喃等,该法可以将4种生育酚(α、β、γ、δ)和4种生育三烯酚(α、β、γ、δ)完全分开,同时测定这8种物质。

正相(NP)色谱测定生育三烯酚的效果要比反相(RP)色谱好,但是它也有缺陷,该法需要较长的平衡时间,柱子也容易受污染。生育三烯酚具有荧光性,同时对荧光检测器具有固有的敏感和选择性,因此测定时多选择荧光检测器,也有用紫外检测器的,但其灵敏度不如荧光检测器。

生物合成与调控[3]

生育三烯酚有着区别于生育酚的合成途径。

尿黑酸(HGA)是生育酚、生育三烯酚合成的共同前体,它来自莽草酸途径,由4-羟基苯丙酮酸双加氧酶(HPPD)催化羟基苯丙酮酸(HPP)而来,为生育酚、生育三烯酚的合成提供头部。生育三烯酚合成的另一前体是牻牛儿牻牛儿基二磷酸(GGDP),以区别于生育酚的前体植基二磷酸(PDP),为生育三烯酚的合成提供亲脂性侧链。

尿黑酸植基转移酶(HPT)催化HGA与PDP发生缩合反应,而尿黑酸牻牛儿牻牛儿基转移酶(HGGT)催化HGA与GGDP发生缩合反应,该反应是生育酚、生育三烯酚合成的限速步骤。随后均经过环化、甲基化等步骤形成不同形式的生育酚、生育三烯酚。目前对生育三烯酚合成途径的酶除HGGT外尚没有具体的分析与报道,推测其他酶的功能可能与生育酚合成途径中酶的功能完全相同。体外研究也显示,参与生育酚合成的生育酚甲基转移酶和生育酚环化酶,对牻牛儿牻牛儿基中间物均具有活性。

主要参考资料

[1] 营养科学词典

[2] 生育三烯酚的研究进展

[3] 生育三烯酚的生理功能及合成代谢调控

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