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配醣体glycoside泛指水解产物包含一个或多个糖的化...【精品文档-doc】 第四章 苷質 ,Glycosides, 配醣體〈glycoside〉泛指水解產物包含一個或多個糖的化合物。儘管最常見的糖是D-葡萄糖〈D-glucose〉,鼠李糖〈rhamnose〉、毛地黃毒糖〈digitoxose〉、加拿大麻糖〈cymarose〉等其它醣類是配醣體的組成成分。 除此之外,許多我們所知道的配糖體,它們的組成糖並非真糖類,而是糖的衍生物,如葡萄糖醛酸或半乳糖荃酸。糖類或者糖的衍生物顯著地以環半縮醛內一號碳的醛基與在碳上的羫基行分子內反應存在。根據羫基行環化反應,如右旋-葡萄糖,可以以五環(葡萄呋喃糖)或六環(葡萄吡喃糖)的環半縮醛方式存在。因為環狀結構有更多的對掌中心,根據不同構型上的異位性碳原子(1號碳)區分的兩個立體異構物的存在。這些立體異購物稱為變旋異構物,且可稱為α及β。如果羫基在異位性碳原子上,且它與環狀結構的關係為往下,則可以稱為α-右旋-變旋異構物。如果羫基為往上的,則它為β-右旋-變旋異構物。 以化學而言,配糖體通常會與乙縮醛混合,且它的羫基在異位性碳原子是被擁有親核性原子的組成取代。在氧-配醣體的案例中,親核性原子經常在酒精、酚類,或梭基中有氧存在。糖類半縮醛可能與其他醣類的羫基反應去形成雙醣,而且這個反應可被重複用以產生多醣(第3章)。諸如硫醇基之類當親核性原子是硫時,可得到硫-配醣體。當親核性原子是氮時,氮-配醣體例如核苷被製造,很少 1 親核性原子是碳以碳陰離子的形式產生碳-配醣體。配醣體中非糖類部份是配基,糖類部分被稱之為甘油栓劑。α和β配醣體皆是視立體構型中殊碳糖上的碳原子而定(圖4-1)。無論如何,主要β型在植物中。杏仁酵素和其他自然的酵素只水解β類。 在配醣體學名的命名法則中,字尾通常有 ”in”,名稱顯示出配醣體的來源,例如,digitoxin洋地黃毒素來自Digitalis洋地黃,salicin水楊苷來自於Salix柳樹,以及prunasin桃仁苷來自於Prunus桃子。這些有系統的名稱通常由”ose”字尾取代根源醣類的”oside”。異位性字首,α或β,和構形性字首,,或，,直接在前面加上醣類的主幹名,和在醣類名稱前面加上醣苷配基的化學名。例如salicin的系統名稱為o-hydroxymethylphenyl β-D-glycopyranoside。 從生物學的觀點來看,配醣體在植物的生態中佔有重要的角色以及參與其中的調控,保護機制,和清潔功能。在多種化合物之中可找出有療效的活性成分,有些最有價值的強心劑為來自於洋地黃的醣類。瀉下劑,如senna蕃瀉葉,蘆薈,大黃,鼠李,和frangula,瀉藥的一種,,包含了蒽醌類配醣體,和sinigrin芥子苷,一種取自黑芥子的配醣體,富含烯丙基異硫氰苷,為一種強烈的局部刺激物。 配醣體的分類是相當困難的,如果分類是根據醣基的話,那很多罕見地醣類都會被算進去,但如果以苷元為分類的基礎的話,則另一個對應的基團可能來自各種植物的成份,以醫療功能來分類的話,會忽略許多醣苷的生藥重要性。 2 Fig.4-1. D-葡萄批喃醣苷的非鏡像異構物之結構。R等於苷元 有些配醣體包含不只一個單醣基可能有雙醣或三醣基在適宜地水解條件下一個或多個醣基可以被移除顯出配醣體的簡單結構(看杏仁苷)。 所有天然的配醣體在與礦物酸共煮沸的情況下都會水解成醣和另一個有機化合物,然而它們非常容易與這些水解酶一起出現,在絕大部分的例子中,這配糖體會很容易被存再同一個植物組織當中的酶水解,但是在這組織中不一樣的細胞會存在配糖體不被水解。對於組織的破壞,如萌芽或者可能細胞其他生理行為都會帶來酶與配糖體接合,然後後者的水解酶開始作用。大量的酶已經被發現在植物體當中。大多數的酶都只能水解一個單一的配糖體,然而有兩種酶可以同時分解相當大量的酶,一種是杏仁所含的emusin,另一種則是黑芥子的myrosinase。配糖體是一種鼠李糖衍生物,存在一種特殊的酶稱之鼠李糖酶來負責這類的水解。 3 配糖體的生化製造 綜觀配糖體的生化製造需要包含兩個部份。在一般反應中結合兩個糖的殘渣形成一糖苷配基。這個轉移反應與大多數的生物系統相同,這個與生物和成多種形式的”那些趨向單一個的去醣體”做一個比較. 主要的醣甘類生合成路徑包括uridylyl基團從三磷酸尿密錠轉移到單磷酸糖,酵素催化這個反應被歸因為是uridylyl的轉移酶(1)而且從動植物及微生物中獨立出來,參予磷酸化的有五碳糖、六碳糖、或者多種醣類衍生物,其次要反應,由醣基轉移沒造之城中間產物(2),包括糖由二磷酸尿密錠轉移至適合的接受者(去醣基),因此生成醣苷. 三磷酸尿密錠+單磷酸糖 ,二磷酸尿密錠-糖+二磷酸根 (1) 二磷酸尿密錠-糖+受體(糖苷) ,受體-糖+二磷酸尿密錠 (2) 一旦醣苷類生成,其他酵素會轉換其他糖類直到單醣類占半數,轉換成為雙醣類 在含有許多配醣體的植物中具有酵素藉由類似物反應而能夠產生配醣體的三醣和四醣。 接著說明苷元的生合成及立體特異性,包含了醣基轉移反應,氰基醣的形成是一個很有趣的例子。氰基醣的基轉移反應的過程展示在figure4-2。出現在莽草酸路徑中的苯丙胺酸是反應的起始物。aldoxime、丁腈、氰醇是這個路徑中的中間產物。不對秤碳的出現提供了機會產生兩個B醣苷鍵。在梅花草中,形成 4 了prunasin(S-mandelontirile glucoside)。黑接骨木中有Sambunigrin立體異構物形成。顯然的,這些化合物不會出現在相同的物種中,因此更進一步確認這些糖機轉移酶的立體特異性催化他們的形成。 當使用苷元的化性為分類基礎時,含苷元藥物的分類遵循以下方法,(1)強心固醇類(2)蒽菎類(3)皂苷類(4)氰核類(5)異硫氰酸類(6)黃鹼醇類(7)醇類(8)酮類(9)酚類 蒽菎苷 有很多配醣體(含跟anthracene有關的苷元)存在於美鼠李、歐鼠李、蘆薈、大黃和番瀉中,這些藥物俱緩瀉作用,經過水解產生苷元(di, tri, or tetra-hydroxy-anthraquinones或這些化合物的修飾),典型的例子就是frangulin A,它從大黃素emodin(1, 6, 8-trihydroxy-3-methylanthraquinone)和鼠李糖水解來的。 5 ,含氰醇苷的prunasin,其生合成途徑, 有關大黃素的結構在圖4-3可以看到。 Anthranols、dianthrones 和oxanthrone(為anthraquinones的還原衍伸物)的醣苷也存在在植物上,而且在這些天然產物當中貢獻出相當的療效。 Anthraquinone和相關的醣苷會刺激導瀉,在結腸的平滑肌壁發生作用且會刺激水分和電解質的分泌物進入大腸。 在口服之後,anthraquinone醣苷會在結腸被微生物的酵素水解成游離的aglycones,而aglycones通常會在服用後的8-12小時候發生作用。這種藥劑通常拿來給那些對比較溫和的瀉藥較沒效的便秘患者使用,或者給要進行檢查或手術前的病人讓他們腸內勿排空。 刺激通便若為習慣性,長時間使用可能導致依賴和腸功能喪失。蒽菎醇和蒽菎酮 6 類的配醣體會比相同的蒽菎類配醣體引起更猛烈作用,而且蒽菎醇和蒽菎酮組成的配醣體混合物會引起不舒適的腸絞痛。可以選擇使用的藥物有美鼠李(cascara sagrada),歐鼠李,frangula,,casanthranol和番瀉,senna,。但不建議使用蘆薈,Aloe,和大黃,rhubarb,因為它們有很強的刺激性會增加腸絞痛的機會。 蒽菎類配醣體的生合成 我們對蒽菎類生合成的知識很多都可以從微生物得來。餵養有標劑的醋酸鹽給會產生蒽醌衍生物的物種,Penicillium islandium,發現其化合物的放射性分佈符合醋酸鹽單位經頭尾縮合的生成方式。第一個被生成的中間產物很可能為poly-β-ketomethlene acid,poly-β-ketomethlene acid在經過分子內縮合後會引起各種不同的芳香類化合物的氧化。蒽酚(anthranol)和蒽酮(anthrones)很可能是蒽醌形成的中間產物。由此可以推測,在高等植物內形成的大黃素類(emdin)的蒽醌可能走相同的生成路徑。轉糖基作用反應(transglycosylation reaction)可能在路徑的最後一個階段,在產生蒽醌核心之後生成配醣體。 美鼠李(Cascara Sagrada) Cascara Sagrada或Rhamnus purshiana都是美鼠李Rhamnus purshianus 7 DeCandolle(Fam.Rhamnaceae)的乾燥樹皮,此物種的稱號以前被拼為purshiana,現在此稱號仍被保留且應用於藥物的名稱。它在用於藥用製備前需要先被存放至少一年。大黃素型配醣體的還原型存在於新鮮的樹皮中,在至少一年的儲藏期間,這些配醣體會轉化成單體氧化配醣體,表現出較溫和的導瀉活性。 美鼠李皮這名字在西班牙語為神聖的樹皮,Rhamnus為沙棘(buckthorn)的古名,purshianus則為令人尊敬的德國植物學家,Friedrich Pursh所給予。本植物為一顆高達10公尺的樹,且源生於北美的太平洋海岸。現今市場所供應的幾乎來自哥倫比亞南邊華盛頓州的Oregon。採集是在夏季期間,從5月底開始,持續到雨季來臨為止。野生的則散布在原始森林中。樹皮藉由以下方式剝去,製造縱向的切口然後剝成可以滾成捲狀的塊狀物。通常樹會被砍下,而較大的樹枝的樹皮會被移除。樹皮被裝成袋,然後被送到適合的地方,而為了日曬,這個地方常是鋸木廠的平台。然而內面是不曝曬的,以便於保留黃色。這些大型管狀物經乾燥後,他們會被軋碎機輾過然後變成橫切的彎曲片狀。 兩種anthracene化合物已知:normal O-glycosides(以emodine為基礎)約佔10~20%,而aloinlike C-glycosides約佔全部的80~90%。約有12個化合物已被確認。在C-Glycoside中有兩個是barbaloin和deoxybarbaloin(chrysaloin)。主要的活性物是四個糖苷,他們被稱為cascarosides A、B、C和D。Cascarosides A和B是基於barbloin的光學異構物,而C和D是基於chrysaloin的光學異構物。所有這四種cascarosides(他們是barbaloin和crysaloin的主要糖苷)其實都是 8 O-和C-Glycoside。在這個藥中被鑑定出其餘的四到六個的蒽類衍生物是標準的含氧糖苷,它們是以大黃素為基準。乾燥藥用的美鼠李樹皮所含之氫氧化蒽衍生物總量以美鼠李糖苷A來計算時不得少於7,,美鼠李糖苷需補足至總量的60,以上。 上圖翻譯,Cascaroside A,美鼠李糖苷A Cascaroside B,美鼠李糖苷B Cascaroside C,美鼠李糖苷C Cascaroside D,美鼠李糖苷D 美鼠李皮是一種瀉劑,主要是用於習慣性便秘,它不但具有瀉下作用而且可以恢復結腸的自然張力。美鼠李皮浸膏,流浸膏,芳香流浸膏,是由樹皮粗粉,經過濾、蒸發而得。當美鼠李皮浸膏加入鹼土金屬或氧化鎂,它的苦味和活性會大大地降低。 鼠李,Casanthranol,是純化、水溶性混合物的蒽酚配醣體,提取自美鼠李皮 9 ,Cascara Sagrada,。每一克的casanthranol含有不低於200毫克的羥基葸醌,hydroxyanthracene,類衍生物,計算為藥鼠李素苷,Cascaroside A,,衍生物中 含有80,以上的藥鼠李素苷,Cascaroside A,。 鼠李皮,Frangula, 鼠李皮,Frangula,或是歐鼠李皮(Buckthorn bark) 是藥炭鼠李,Rhamnus frangula Linne,的乾糙皮。這個是一個灌木植物,生長在歐洲和西亞。其瀉藥的效應是由於存在一種蒽醌苷類,主要歐鼠李甙,frangulins,A與B 以及相關的葡萄糖歐鼠李甙,glucofrangulins, A與B。像美鼠李一樣,應以鼠李皮,Frangula,樹皮達1年後才能使用,使減少的糖苷形式的惡劣行動,氧化較輕形式。活性的鼠李皮,Frangula,樹皮與美鼠李皮,Cascara Sagrada,有關連,它在歐洲和近東地區被發現了類似的使用。產品從乾燥、成熟的果實,Rhamnus cathartics Linne也用於這領域的瀉藥功能。其他的包含蒽醌苷但是沒有使用在醫學上的鼠李屬種類。 10 Aloe(蘆薈) 蘆薈或龍舌蘭是Aloe barbadensis Miller(A. vera Linne)葉子的乾乳汁(汁液),這種類是已知在商業上使用的Curacao Aloe(庫拉索蘆薈),或是A.ferox Miller和這個種類與A.africana Miller的混種和A.spicata Baker,這些是已知在商業上使用的Cape Aloe(海角蘆薈)(Fam. 百合科)。蘆薈可產生不少於50%的水溶性萃取物。Aloe這個字是來自阿拉伯文的alloeh或希伯來文的hatal,意思是發光、有苦味的物質,vera這個字則是來自拉丁文的verus,意思是純種的。Barbadensis是指巴布達海島(Barbados Island),ferox是拉丁文中野生野生或兇猛的意思,africana是指植物是棲息在南非的,而spicata是指花型為穗狀花序。 現在已知的蘆薈(Aloé)大約有300種,大部分都是非洲原產的。很多都被引進到西印度區和歐洲。蘆薈是典型的有肉質葉的耐旱植物,通常在葉緣有刺,在這一點像一些寬葉龍舌蘭或世紀植物(Agave americana Linné, Fam. Amaryllidaceae)。 11 Aloé barbadensis本產於北非洲,卻在17世紀被引進到巴貝多(Barbados Island)。A. chinensis 是A. barbadensis的一個變種(A. vera),在1817年從中國(China)引進到古拉索(Curacao)。這個藥在巴貝多被種植相當大的區域直到19世紀中,但是自從那個時候製造業就很明顯地逐漸消失。CuracaoAloe常常被 叫做Barbados Aloe,是從荷蘭(Dutch islands)的阿路巴(Aruba)和波那尼(Bonaire)來的。在三月和四月葉子會被切割成V型。尾端會傾斜,所以在葉子表皮下的特殊細胞中的乳液可以被引導到導管中。乳膠置入銅壺內去除水分,當到達適當的濃度時即倒入金屬容器使之固化。目前主要生產的區域為阿魯巴群島、波內赫、海地、委內瑞拉及南非。在美國主要市場品為古拉索蘆薈。 蘆薈多以黑色帶淡紅色淡咖啡色到深咖啡的不透明膠狀形式存在。各種的蘆薈其口感為噁心且苦味的。其有特色的味道是不一致的。這些要用成分是不同於那些由蘆薈葉的中心蛋白無色取得,用於治療傷口與燒燙傷的植物黏液(蘆薈膠)。 蘆薈含有許多蒽醌類配醣體其中最主要的是蘆薈素A及蘆薈素B。 那些供藥用的蘆薈活性成分的數量與種類會隨著不同的蘆薈品種而改變 12 除這些生理地啟動的化合物(10到30%)之外, 蘆薈包含不活潑的成份包括佔據大比例的(16到63%)樹脂的和揮發油。 蘆薈是一個對於二苯氧代乙醇酊配藥用的合適的藥物,也使用作為瀉藥。蘆薈苷會引發劇烈的瀉下作用, 所以一些當局主張優先使用其它的瀉藥。 蘆薈維拉膠凝體 在葉子的中心裡的aloe barbadensis(A. vera)裡的薄壁組織,裡面的的新鮮的粘性膠凝體,多年來使用了在燒傷、擦傷處和其他皮膚過敏的治療。 通常指蘆薈維拉膠凝體,這種被稱做穩定的產物,現今已經可以用一些有申請過專利的方法來去從葉子的中心組織中製備,這些方法是包含一些在粗糙的環境下抽取或是榨取。因此而產生出來的產品是異常多樣化的.因此,雖然在科學的研究下,證實了新鮮的膠凝體的細胞增生性(創傷醫治用的),但仍還沒有確實瞭 13 解並證實此種穩定產品的活性。 大黃 大黃,大黃屬,或中國大黃,由Rheum officinale Bailon、R.palmatum Linne或其他品種(除了R.rhapoticum Linne,一般花園大黃植物之外),或生長於中國Rheum Linne的雜種(Fam.Polygonaceae)剝奪其周皮組織的乾燥地下莖及根組成。 印度大黃根或喜馬拉雅大黃根是由R.emodi Wallich或某些原產於印度、巴基斯坦、尼泊爾類似於大黃品種的乾燥地下莖及根所組成。 藥用大黃的主要成分為大黃酸,通常用於成藥的瀉下製劑中,其瀉下作用十分強烈,且大黃其餘的瀉下成分也廣泛的採用。 山扁豆 山扁豆或稱番瀉葉,是由Cassia acutifolia Delile的乾燥葉組成,通常在商業上以以亞歷山大番瀉葉、C.angustifolia Vahl 或Tunnevelly senna為名。 現在的分類學家傾向於將這幾種種類的植物合在一起用一個名字Senna Mill。Senna這個字是從原本的藥名,Arabic sena(阿拉伯番瀉葉)alexandrina 14 而來,Cassia來自希伯來語qetsiah,意思是指切除、切斷,與去掉其中幾種種類的樹皮來使用有關(cassia這個字也運用在肉桂樹皮上),acutifolia是拉丁語,代表鋒利的小葉,則是代表有窄葉的。這些植物是屬於低層級的灌angustifolia 木分支,C.生長在荒野沿著埃及尼羅河從阿斯旺到柯爾多,C. acutifolia 長在阿拉伯半島索馬利亞以及印度的野地。這些藥物在商業上的來angustifolia 源大部分是來自南印度(Tinnevelly)的植物栽培,一些原料也出產在印度轄區Jammu和巴基斯坦西北部。 Alexandrina senna在4月和9月採收,取下植物頂端大約15公分並日曬將其乾燥。之後,利用過篩的方式將莖和莢果與小葉分離。然後將通過篩的部分放入水中,此時,葉的部分會浮在水面,而莖的斷片較重會沉至水底。再將葉加以分級、綑綁或是分裝。此收集與分離的過程是在說明大量的尖葉番瀉樹(Alexandria senna)的小葉。此類生藥早期是經由亞歷山大的港口運送,但現由紅海的蘇丹港口運出。 狹葉番瀉樹(Tinnevelly senna)用手收集起來並且在太陽下曬乾後再小心的分裝,早期是經由印度的土堤科林(Tuticorin)港口運輸。狹葉番瀉樹栽種於土堤科林港的附近。番瀉樹種在類似稻田的濕地中,事實上,番瀉採收的季節通常比稻米採收的季節晚一點,但基本上是同一季節採收。生長於乾燥且不加以灌溉的土壤之番瀉樹的等級較差。番瀉樹根據葉片的大小和小葉的顏色來分級,以藍綠色的葉片品質最佳,淺黃色的葉片則是最差。 15 番瀉在第九、第十世紀時就已經被阿拉伯人應用在歐洲的醫藥衛生上,它最早開始使用的時間似乎比歷史上的紀錄還要早。根據埃及人Isaac Judaeus(850~900A.D.)的說法,番瀉最早是從沙烏地阿拉伯的麥加輸入埃及的。 番瀉主要的活性組成是二聚醣,其中醣苷配基的組成是由蘆薈大黃素(aloe-emodin)和(或)大黃酸,它們廣泛存在於高濃度的sennoside A以及sennoside B中,sennoside A及sennoside B為立體異構物,其中的醣苷配基為大黃二蒽酮。其中也含有小量的單體醣苷及蒽醌類成分。番瀉的豆莢中也含有有效的活性醣苷,一些在豆莢中的主要醣苷,擁有和十分子糖與大黃二酮分子鍵結相同的能力。雖然番瀉葉的瀉下力度並不像美鼠李那樣和緩,且會引發更多的腸胃絞痛。但是基於價格平實,依舊是廣泛的被使用。 番瀉苷的萃取混何物以及濃縮的活性組成可以取自葉部或豆莢,並且被製成許多產品,而有一些含番瀉活性成分的產品中則添加了氫膠和介面活性劑。 16 皂苷配醣體 這類的配醣體廣佈於高等植物中。從水中的膠體溶液而來的皂苷經過振搖後,會產生持久泡沫而溢出,它們具有苦味以及令人感覺不適的味道,而且含有皂苷配醣體的藥物通常具有促使人打噴嚏的特性,不然就是具有強黏膜刺激性,可以使紅血球發生溶血現象且對冷血動物而言是深具毒性的。因此,很多的皂苷配醣體被當作毒魚劑使用。皂苷經水解後,會產生一種稱作皂苷元的配醣基,而皂苷元的結構可能為化學分類中的固醇類或三萜類的其中一種。以超過360種的皂苷元為代表的750種配糖體裡,三萜類皂苷是自然界分布最廣的。因為這些糖苷配基有很多的碳原子,27~30,而有親脂性,皂苷分子由於水溶性的糖有著親水性/親油性的不對稱導致這個化合物在水溶液中表面張力下降,所以搖晃時會起泡。皂苷元進行乙醯化時會很快的產生結晶態的化合物。這個過程可以用來純化皂苷元。 許多研究由含皂苷植物引導,是為了發現部分合成的固醇類荷爾蒙的先導化合物。由於固醇類荷爾蒙的動物性來源的供應被限制,工業與學術的政府研究機構已著手檢驗許多種類的植物,特別是含有固醇類皂苷元的植物。經過幾年的研究,由薯蕷屬中的薯蕷皂甘及薯貳配基,龍舌蘭種的龍舌蘭皂甘配基,曼諾皂元及吉扥皂甘元,牛尾菜屬的洋菝契皂甘元及異菝契皂甘元,以及天然的植物油中 17 的穀固醇都是經由植物荷爾蒙部份合成而來的最重要的植物固醇。 比較有毒性的皂甘通常稱為”皂毒素”,許多都對昆蟲以及軟體動物有毒性,且有些曾經被用來控制會引起血吸蟲病的蝸牛身上。從醫藥的角度來看,含有皂甘的藥物中最被廣泛使用的是甘草以及人蔘。 甘草 甘草是Glycyrrhiza glabra Linne’的乾燥根及根莖,已知的商品有西班牙甘草,或G. glabra Linne’ var. glandulifera Waldstein et Kitaibel,已知的商品俄國甘草,或者是其他的G. glabra Linne’的變種所生產的黃色具甜味的植物(豆科)。甘草由希臘由來,意思是甜的根,七頁屬植物意為光滑或與光滑平順相關,具有品種特殊的夾狀果實。各種品種的鳳倦花屬植物的果實具有似腺體的味道。甘草又稱為歐亞甘草根。 其根莖及根的採收會在第三年或第四年末的秋天,最佳是在其結果以前採收,如此一來,可保持根莖在最佳甜度的狀態。洗淨的藥材會放在空氣中乾燥4~6個月,乾襙後會將期收成一大袋或是切製後綁成圓筒束狀。俄國甘草的粗根在乾襙前會先去皮。在土耳其、西班牙、以色列會將相當大量的藥材以水萃取,淨化後並蒸餾,將其黑色萃取物製成棒狀或其他形式。甘草含有甘草皂苷、甘草甜素。那五十單位跟糖一樣甜,接著水解,配糖體失去它甜的味道和遮蓋住醣苷 18 配甘草亭(甜)酸加上兩個分子的葡萄糖醛酸。葡萄糖醛酸是一個pentacyclic三萜類衍生物對於杯塔-香樹精型態。其他組成包括類黃酮ˋ配糖體(liquiritin isoliquiritin liquiritoside iso liquiritoside rhamnoliquiritin 和 rhamnoisoliquiritin)ˋ香豆素衍生物(herniarin 和 umbelliferone) 天門冬素ˋ22,23-去氫豆甾醇ˋ甘露醣醇還有大約百分之20的澱粉。報告指出這些在植物中的雌(甾)激素顯露出他們是個低等的基礎功用對於其他作為基礎的雌(甾)激素類似物。 甘草擁有緩和跟去痰的作用。他被用的相當頻繁如同調味料跟掩飾有苦味的藥(例如龍舌蘭);如同界面活性劑的的性質如肥皂,常常促進吸收對於那些難溶性的藥物。如同蒽醌配糖體。商業上,甘草被加到口香糖巧克力糖,香煙,抽煙混合,咀嚼煙草和燭蕊燃焦部份;當它被加到啤酒的時候,它增加起泡度。當它被加到醇飲料、烈啤酒和黑啤酒的時候,它會有苦味。 甘草的藥理學已經廣泛的被研究,特別是在這幾年的歐洲。結果,甘草次酸在那裡被用於皮膚測試的消炎方式,如果和甘草根榨出物在治療中使用有助消化的潰瘍和艾迪生的疾病,慢性的腎上腺皮質素不足,. 甘草甜素製劑增加液體和鈉維持而且促進鉀消耗。有著心臟的問題和高血壓的人應該避免攝取甘草。 人參 人參是多年生草本植物Panax quinquefolius Linne 的根和 Panax 人參 C.A. Mey. , Fam, Araliaceae ,西洋蔘是被廣為熟知的一種 。它成長於東亞和 19 加拿大的廣大樹叢中,而東亞當地山區森林的人參被命名為東洋參。這些根是從三到六年的植物收集而來並且經過仔細的清洗和乾燥。西洋參是從野生的植物收集而且是從耕種的架子,自從1700年時就出口到中國。在1773年,這些船載了55噸的人參從波士頓到中國。這些植物在美洲來說是危險的物種。他從收集到販賣都需要登記、允許、報告以及正式的人參季節。收集者的教育也是強制的。耕種的東洋參產區在韓國、日本和蘇聯政府。西洋參產區在美洲,主要是在威斯康辛州以及加拿大。 人參含有有複雜的成分包括三萜皂甘、固醇萜類和五還相關的果葉酸。這些皂苷可以分成以下三個種類,人參皂苷(ginsenoside)、五加皂甘(panaxosides)以及楤木皂甘(chikusetsusaponins)。人參皂甘Rg是從人參中發現的主要皂甘1 之一,屬於固醇三萜類皂苷的一種,其化學名為,(20S)-丙基人參三醇((20S)-protopanaxatriol)。人參的所造成的生物生理活性主要都是由這一類的人參皂甘所主導的。 人參被認為有滋補、興奮、利尿以及祛風等多項藥效,是廣受中藥方劑喜愛的一味藥。根據報告指出,人參有安神(即「抗壓」)的功效,人參在人體內的代謝物也可以在中樞神經系統、內分泌系統表現出同等的活性。人參被東方人用於貧血、糖尿病、失眠、神經衰弱、胃病以及特別是性功能障礙的治療。 20 人參皂甘Rg1 西方對於此種藥物的興趣已大大增加,而且人參也可以從廣泛的“健康食品”賣場中隨手取得。廣泛使用的同時,相關產品和其主要活性的研究著作也確實的伴隨氾濫著。 從藥理學上來說,人參被分類成一種適應原,因為一些動物試驗的研究顯示,人參可以幫助身體適應壓力和改正腎上腺和甲狀腺的機能缺失。這種效果,如果真的,是很不可思議的,但顯然是包含在根中的人參皂苷的功能。人參還被大力推廣為一種壯陽劑和一種性能、耐力增強劑。這種藥物被製成多種形式,如,粉末、萃取物和茶。 由於人參產品費用高昂,還有在”健康食品”產業中幾乎完全缺乏質量控制,所以在已完成的研究顯示出人參皂苷含量在各種製劑中有著極大的差異。考慮到如此的問題,人參產品是對根據他們的高麗蔘皂甘內容被標準化得到的 o藥量表格。食品藥物管理局沒有發現可提高性經驗或者效力的證據起因於它的使用,但是是以這些代理商送交的資料調查結果為評估。 21 氰苷 一些高麗蔘皂甘屈從的,HCN,當做水解的 pyodducts 之一在植物中普遍被發現。他們被指定當 cyanogenic glycosides 而且在催化水解的酵素 ,B,glucosidases,旁邊的植物中被陪伴。 一些普通的 cyanogenic glycosides 是 mandeionitrile 的引出之物。在杏子、櫻桃,李子中,以及 bypeunasin 的許多其他種子,在 pruns serotina 中發生,小組在苦杏仁甘中,大致上發現量以 inbitter 杏仁代表。苦杏仁苷和野櫻皮苷的苷元組成中均有右旋杏仁氰。從黑接骨木提取出的黑接骨木苷水解出左旋杏仁氰苷元。苦杏仁苷酵素水解需要3個步驟,圖4-4 ,。在β -葡萄糖苷酶乳化液被分離出三種不同的酵素活動,苦杏仁苷水解酶催化苦杏仁苷分解成葡萄糖和野櫻皮苷, 野櫻皮苷水解酶催化野櫻皮苷分解成葡萄糖和杏仁氰,而杏仁氰酶催化杏仁氰分解成HCN和甲醛。 產氰現象被證實發生在110個植物家族裡的3000多種植物。在這些植物中, β-葡萄糖苷酶和氰苷存在於不同的細胞構造裡。細胞構造的區隔被酶破壞,物質開始接觸導致氰產生。這就在告訴我們,氰酸化是當植物因生物在食用或攻擊它,而使之某一處受損的時候,受傷組織所啟動的化學防禦機制。 在調劑的時候,我們廣泛的使用植物體所含的生氰苷作為矯味劑?而含有苦杏仁苷的調劑品,如我們所知的苦杏仁素及維他命B17,宣稱其含有抗癌的效 22 果。另外,苦杏仁苷其對於控制鐮刀型貧血症的可能性也是一直以來被關注著的?但無論如何,美國食品及藥物管理局是尚未承認苦杏仁對於抗癌是有作用的? 野櫻(Wild Cherry) 野櫻皮是野櫻桃(薔薇科)的乾燥莖皮。野櫻是將野黑櫻桃(Prunus serotina薔薇科)的樹幹皮小心乾燥,Prunus 是梅樹的一個分類名,serotina 的意思是遲或是落後,是描述這個物種它開花結果的時間,野櫻(Wild Cherry)又稱為稠李(prunus virginiana)或是野黑櫻桃。 這個植物是長在美國和加拿大的東部,樹可以長到30公尺高以上,商業用的藥品主要來自田納西州,密西西比州,弗吉尼亞州和北卡羅來納州。 最早使用野櫻樹皮的是印第安人,毫無疑問得早先的定居者從他們身上學來 23 的,在國內醫藥有長期流行的使用。 野櫻皮含有一個cyanogenic glycoside,prunasin [(R)-mandelonitrile glucoside] ,來自amygdalin 的部分水解。 其他成分包括水解酶prunase, p-coumaric acid, trimethyl gallic acid,澱粉和微量的揮發油,氫氰酸的量在內樹皮有0.23~0.32%左右,0.03%在樹幹樹皮內,即使在同一棵樹相同厚度的地方也可能會有量的差異。 野生櫻桃用糖漿的形式是用來當作感冒藥的好口味的來源。他已經被當作鎮靜驅痰劑。 杏仁核 薔薇科梅亞科的果仁,被認為是杏仁核。而且被當作健康食品來賣。他含有百分之三的苦杏仁素和苦素,技術上來說他們不是同義字。然而因為現在產物提供當作抗癌藥主要是苦素,所以這兩個詞可以互換!這幾年苦素對於治療癌症病患是非常具有爭議性的,特別是那些非常嚴重的病人。他的機轉是選擇性的釋放氰化物或是有毒含氰的化合物,這些化合物會不會對除了癌細胞之外的正常細胞和組織造成傷害是需要被確認的。FDA 在1971年禁止州際之間的苦杏仁素(laetrile)商業貿易,然而有一些州已經開始宣布州際間的商業往來與交易已經是合法的 24 了。 在1981年,國家癌症機構與四家主要的美國醫學中心合作發表了一份範圍廣泛的研究報告,他們發現在苦杏仁與杏仁核中發現的laetrile,是一個對癌症治療極有效的成份。 Laetrile的使用仍然受到法規的限制。因為聯邦的禁止令,使得含有天然amygdalin的藥品,在美國還無法立即被取得。在一些癌症病患轉向接受某些含有杏仁核當作成份來源的藥品後,發現一個不好的結果。這是一個十分危險的行為,因為杏仁核裡除了有amygdalin還有emulisn,這是一種會把glycoside水解釋放出有毒物質cyanide的酵素(在圖4.4有詳細介紹) 。已經有因為注射此類藥物死亡的報告出現,雖然emulisn可以經由加熱去活化,但是否可以完全去活化並沒有人可以百分百的確定。即使完成了非活化,使用者有可能仍無法得知其他苦杏仁分解酵素( emulsin)的來源,例如:要避免使用杏仁。另外研究顯示,從小動物的實驗結果,單獨使用苦杏仁苷而不加上外生性的β-葡萄糖苷酶會導致氰化物中毒。 因為這種治療不但無效並且有帶有許多潛在的危險性,所以利用桃仁作為抗癌藥物是非常不明智的。應該避免使用它們。 異硫氰酸酯類配醣體 25 幾種芥菜家族植物類的種子含有配醣體,其去醣體為異硫氰酸酯,這些配醣體也被稱作硫醣苷類為一種鍵結毒物的代表物,如氰化配醣體。當它們被黑芥子酶水解,硫糖苷類會釋放D-葡萄糖和一種容易變化的去醣體,這種去醣體當失去琉的時候會自動改變結構,其主要的產物為異硫氰酸酯類,硫醣苷類主要特徵是一個硫原子鍵結到一個葡萄糖上,做為S-配醣體,另外有第二個硫原子在一個磺化月于的結構中。配醣體可能是脂肪族或在植物中從氨基酸形成的芳香環衍生物。現在採用的生物合成的路徑包括 N,羥基化和氧化的脫羧作用產生aldoxime(-C=N-OH)中間物。 配醣體在一些植物上只有些微成分,而且是在包括榨油用種子、佐料和蔬菜的一些芥子植物。在植物中他們扮演重要的腳色,例如對抗昆蟲和哺乳動物。 芥子硫苷酸鉀的水解 芥子植物家庭中已被發現有含抗腫瘤衍生物。例如indole-3-carbinol,一種衍生自indolylmethyl配醣體,被廣泛地發現存在於芥子植物中,被發現可用於 26 減少哺乳動物的類性腺激素癌症的罹患風險。另外一提,綠花椰菜被發現可以增加保護性的抗腫瘤酵素。 主要的醣苷如黑芥子中的sinigrin(芥子苷),白芥子中的sinalbin(白芥子苷)以及從油菜子所得的gluconapin。當被芥子酶(myrosinase)水解後,會產生芥子油。雖然在水解後種子內固定油的含量超過揮發油,但活性還是由揮發油所造成。 芥子Mustard 黑芥子Black mustard,又稱sinapis nigra、brown mustard,為黑芥Brassica (Linné) Koch或大芥B. juncea (Linné) Czerniaew 或其變種(十字花科)之nigra 乾燥成熟種子。Brassica源自賽語bresic,意即甘藍,juncea為拉丁語,意指燈心草或蘆草,nigra,拉丁語,黑的意思。芥子mustard這個詞被認為是來自於種子(芥子)作為調味品的應用。在酒中未發酵的甜葡萄汁與磨成粉末的芥子混合形成糊狀物,稱為〝mustum ardens〞辣葡萄汁(不是未發酵葡萄汁),因此名為〝mustard。〞(芥末、芥子)。 其植物為一年生植物,有細長的直立莖、黃花、羽狀葉,有時在短莖上有著四邊角果。它們被種植在歐洲和南方的亞洲但是耕種天然的溫暖氣候裡在很多國家然後顯示出很多不同的品種。黑芥末被種植在英國、和大陸。榨菜種植在印度。黑芥末大概是在羅馬帝國時期被提到的。做為辛辣調味品,Theophrastus和pliny 27 有提到此在藥物上的應用。在中古世紀,這被用來當作配肉的佐料。辛辣的黑芥末的流行都沒有減退的跡象。 雖然黑芥末大概含有30%的固定油,但是它的組成分還是glycoside sinigrin,會由myrosinase 分解。再被壓碎或粉狀的種子加入水,就會由myrosinase這個酶做水解sinigrin。在figure4-5可以看到。芥子油會產生揮發油,常被稱為揮發的芥末油。 黑芥末是一個具有刺激性的催吐劑,外用則當為發紅劑和發泡劑。商業上,則當為佐料。 白芥末 白芥末,或是稱為Sinapis alba由乾燥成熟的種子(brassica alba),是由linne、hooker filius 發現的,為十字花科。白芥子在商業上比黑芥子重要。這植物類似B.nigra但通常相當的矮小,而且它的角果比較圓有一端較尖細。像是黑芥子,它可以被栽種在世界各地的氣候。 白芥子內有一個酶myrosinase和葡萄糖苷、白芥子苷,白芥子苷會經由水解產生p-hydroxybenzyl isothiocyanate(對位羥基異硫氰酸酯),是一種嚐起來有辛辣味但幾乎沒味道的油,比allyl isothiocyanate(烯丙基異硫氰酸酯)有較少的揮發性。白芥子固定油含20~25%。 28 對位羥基異硫氰酸酯 其他的有機硫藥物 大蒜 大蒜是Allium sativum Linne(Fam. Liliaceae)的鱗莖,從法老王那個時代起,大蒜即用來作為食物與藥物。完整的大蒜細胞包含無味的含硫氨基酸衍生物(+)-S-allyl-L-cystein sulfoxide。這個化合物通常稱為蒜氨酸且在大蒜鮮重中濃度大於1.2%。當細胞受到破壞時,會和儲存在細胞氣泡中的蒜胺酸酶(alliinase)接觸而轉換成蒜素(allicin).如下圖4-6所示. 蒜素(allicin)有很強的抗菌活性. 但不幸的是,它也是造成大蒜有著獨特的怪異氣味的主要來源.這是因為它會在空氣或水中很快的分解成diallyl disulfide並且同時造成濃厚的氣味.除了有抗菌活性的能力之外還具有降血脂、增強血液纖維蛋白溶解活性以及抑制血小板凝集的作用. E-form的Ajoene和Z-form的Ajoene是由蒜素(allicin)而來的,並且Z-form的Ajoene具有抑制血栓形成的作用.根據研究指出這些作用包含了抑制血小板纖維素原受體. 29 大部分的專家都同意最佳測量大蒜總活性成分的方法是根據其製造蒜素(allicin)的能力而測得.但是對於每日食用的新鮮大蒜含量必須達到有效的治療效果仍然有些爭議.被建議每天服用一系列的1~5個丁香, 每個含4克新鮮丁香,。與商業大蒜製劑有一個變化的能力,因為產量大蒜素的模式編寫極大地影響了穩定的蒜氨酸和蒜氨酸酶。腸溶片或膠囊加強活動,因為胃酸蒜氨酸酶失活,從而防止轉換無效大蒜產品的生物活性。最近的一項研究在德國大蒜製劑可在該國的顯示,只有約四分之一的大蒜素生產產量相當於四克新鮮大蒜, 1丁香, 。 醇苷 30 Salicin Salicin是苷從若干種撒利克和楊樹。最柳樹和楊樹樹皮產量salicin ,但主要來源是柳紫和S.fragilis 。該苷populin , benzoylsalicin ,也與salicin出現在楊柳的樹皮。 水楊素藉由emulsin水解後會轉成D-glucose和saligenin(salicyl alcohol)。水楊素有抗風濕的特性,它的作用和水楊酸很相似且它在人體生理系統中很可能會氧化成水楊酸。知道了水楊素的特性後,許多民間的人們拿白楊跟柳樹的樹皮來製造。 醛基配醣體 香夾蘭是一種由醛基配醣體為主要組成的藥。香夾蘭素是來自於香夾蘭豆的醣苷配體,香夾蘭素是methylprotocatechuic aldehyde。 31 香夾蘭 香夾蘭或香夾蘭豆是來自於可治癒但成長完成未成熟的果Vanilla planifolia實。Andrews,在貿易中通常被認為是墨西哥或Bourbon的香夾蘭,或是V.tahitensis J.W.Moore,在貿易上被視為大溪地香夾蘭(Fam.Orchidaceae)。Vanilla是來自西班牙文的vania,似葉鞘的莢果,illa,是表示小的意思,planifolia是從拉丁文planus來的,意思是指平坦,folium,則是指葉子,tahitensis意指大溪地,它的家鄉。 此植物為多年生、向上攀緣生長、雌雄異株且為附生植物,會利用其氣根附著於樹木的樹幹上。vanilla為墨西哥東部的原生植物之ㄧ,但被栽培在溫度不低於18度且濕度較高的熱帶國家。 此植物通常利用剪下的小枝繁殖,並在2到3年後達到開花期。在而後的30到40年間持續的結果實。在每株植物上大約會開出30朵花,使用人工授粉能夠結出更大更為豐碩的果實。通常在授粉後6到10個月,果實會成熟至黃色時而收集起來,而後便會將果實浸在溫水中並重複的在白天時覆蓋羊毛毯以及在夜晚時放置於木箱中發酵,大約需要2個月的時間,其豆莢便會失去原來重量的百分之70到80的水分,並可成為具有特殊氣味和顏色的商業藥物。此時便可綑綁成50至75束,並密封於馬口鐵罐內以利貨務裝載。 32 西班牙人發現,墨西哥的阿茲特克人使用香莢蘭(Vanilla)來當作可可粉的調味料,因而將它的用途引入歐洲。在1839年的時候,在留尼旺島(法文=La Réunion,是印度洋上一位於馬達加斯加以東、屬於法國的一個火山島嶼)和馬達加斯加即開始了香莢蘭的耕種,並且在之後,其他國家也陸續跟進。 綠色的香莢蘭含有2種配醣體(苷類),香莢蘭配醣物 (葡萄糖香草醛,葡萄糖-3-甲氧基-4-羥基苯甲醛)和香莢蘭醇醣物醇(Glucovanillic alcohol)。香莢蘭配醣物(Glucovanillin)經適當時間的儲存後、可藉由酵素的作用將之水解成葡萄糖和香莢蘭醛,而香莢蘭醇醣物醇(Glucovanillic alcohol)也是經由相同的水解方式形成葡萄糖和香莢蘭醇、香莢蘭醇接著再被氧化成香莢蘭醛(香莢蘭素)。香莢蘭醛(Vanillin)是香莢蘭最主要的芳香成分。香莢蘭的成分,除了香莢蘭配醣物及香莢蘭醇醣物醇外,還含有大約10%的醣、10%的不揮發性脂肪油和草酸鈣。香莢蘭,以香莢蘭酊(Vanilla tincture)的形式、被人們使用來作為香料、調味劑和製藥的輔料、而且它也是香莢蘭素(Vanillin)的來源。 33 (松柏醇)(香莢蘭)(異丁香酚) Vanillin是種4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde或methylprocatechuic aldehyde。其來源為香莢蘭或經由其他合成方法製得,(1)松苷(coniferin),含於松屬的配糖體,(2)丁香醇(eugenol),含於丁香油(clove oil)的酚類,(3)木質素(lignin),造紙的副產物。商業上,大部分的Vanillin是由木質素合成得之。 Vanillin的組成很簡單,是白色至微黃色的針狀結晶,有類似香莢蘭的香味及氣味。其微溶於水及甘油,可溶於酒精、氯仿和乙醚。Vanillin可作為矯味劑。 酚苷 天然界許多aglycone group均有phenol的特性。例如,Arbutin,存在於熊果葉(uva ursi),chimaphila,或其他ericaceous durgs,水解後會產生hydroquinone,Hesperidin,常見於多種柑橘類中,有時被歸類在酚苷。其他酚苷的例子有,Phloridzin,在薔薇科植物的根皮中發現,Baptisia,來自Baptisin, 34 Iridin,來自鳶尾屬。 熊葡萄葉 熊葡萄葉或熊莓是arctostaphylos uva-ursi(linne)雌雄蕊同體器官成熟的乾燥葉子,或者它的品種coactylis或adenotricha Fernald和MacBride (Fam.Ericaceae)。 此植物是土產於歐洲、亞洲、北美和加拿大的平伏常青灌木。 此外,葡萄糖熊果素其葉子含有Corilagin、pyroside、一些熊果素的脂類、五倍子酸、Elagic acid和ursolic acid。 熊葡萄葉有很長的歷史用於抗菌劑或收歛的特性, 其提取物以前是一些私有配方的成分,但是它在處方療程的用途被更有效的尿路消毒劑取代了,在各式各樣產品中添加用以減重的熊葡萄葉和利尿材料已經沒有被認可的優點。 35 36