生物化学的研究进展范文

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篇1

摘　要：目前，高效低耗去除水中氮磷污染物是国内外广泛关注的环境问题，污水反硝化脱氮除磷技术则是当前的研究热点。本论文针对反硝化脱氮除磷技术的核心——反硝化除磷菌的微生物学性能进行了研究，以深入理解反硝化除磷现象，也由此才能充分利用其优越性来提高和优化生物脱氮除磷效率和工艺。

关键词：污水处理；反硝化脱氮除磷；微生物学；反硝化除磷菌

到目前为止，国内外学者普遍关注反硝化除磷工艺的试验及影响因素，但对反硝化除磷脱氮微生物及其种属的研究较少，尚处于起步阶段，而针对反硝化除磷菌种在生理生态方面的特性研究则更少。本论文针对反硝化脱氮除磷技术的核心——反硝化除磷菌开展微生物学研究，更进一步理解反硝化除磷现象，提高生物脱氮除磷效率。

1.反硝化脱氮除磷的微生物机理 Seyoum Yami Gebremariam, Marc W. Beutel, David Christian, et al. Research advances and challenges in the microbiology of enhanced biological phosphorus removal-a critical review. Water Environment Research, 2011, 83(3): 195-219.

篇2

Abstract: at present, high efficiency and low energy consumption of nitrogen and phosphorus removal water pollutants at home and abroad is extensive attention of the environmental problems, sewage denitrifying phosphorus denitrification and technology that is the current research hot spot. This thesis denitrifying phosphorus removal technology denitrification core-denitrifying dephosphatation bacterium microbiology properties have been studied, in order to deeply understand the denitrifying dephosphatation phenomenon, also from this can make full use of its advantages to improve and optimize biological denitrification and phosphorus efficiency and process.

Keywords: sewage treatment; Denitrification denitrification and p; Microbiology; Denitrifying phosphorus removal bacteria

中图分类号：U664.9+2文献标识码：A 文章编号：

到目前为止，国内外学者普遍关注反硝化除磷工艺的试验及影响因素，但对反硝化除磷脱氮微生物及其种属的研究较少，尚处于起步阶段，而针对反硝化除磷菌种在生理生态方面的特性研究则更少。本论文针对反硝化脱氮除磷技术的核心——反硝化除磷菌开展微生物学研究，更进一步理解反硝化除磷现象，提高生物脱氮除磷效率。

1 反硝化脱氮除磷的微生物机理[1]

在反硝化除磷理论提出以前，设计除磷工艺时大多都要尽量避免硝酸盐进入到厌氧反应器或者厌氧阶段中。因为若存在硝酸盐，反硝化菌会在厌氧条件下优先利用污水中的有机物，使反硝化菌和除磷菌产生对碳源的竞争，影响磷的厌氧释放，进一步影响到后续的好氧吸磷。许多学者的研究成果表明，在厌氧段缺少外碳源情况下，若存在NO2--N或者NO3--N，也同样会有吸磷现象的发生。微生物利用内碳源，如PHA等，作为碳源和能量来进行过量吸磷，并将其以聚磷的形式贮存于微生物体内，这一过程与好氧吸磷所不同的是采用的电子受体为NO2--N或NO3--N，而不是氧。

2 反硝化脱氮除磷的微生物研究进展

2.1 Acinetobacter[2]

最先从聚磷污泥中分离出除磷菌种的是Fuhs 和chen，经鉴定确认分离出来的菌种具有较高的除磷能力，属于γ-Proteobacteria中的Acinetobacter。另外，许多研究人员采用各种各样不同的培养基从试验模型和水厂中成功分离并培养了菌种，在这些菌种中大多数经鉴定后表明它们都属于Acinetobacter spp.。因此，Acinetobacter菌种曾一度被认为是强化生物除磷系统中主要的除磷菌。在此后的很长一段时间内，在生物强化除磷系统中关于微生物学方面的研究中这一研究结论基本上占主宰地位。

Buchan利用纯培养分离技术研究分析了几个除磷效果良好的试验装置及污水厂的曝气活性污泥，试验结果表明Acinetobacter是优势菌。然后，Lotter和Bayly等学者也都在除磷活性污泥中检测到了大量属于Acinetobacter的菌种。

但是，也有学者，如Cloete等，研究结果表明Acinetobacter只占到微生物总量的1～10%，属于数量较少的菌属。而Pseudomonas和Aerodomonas却是生物除磷系统中的优势菌属。Hiraishi等将生物除磷工艺与非除磷工艺中的活性污泥微生物组成进行了比较，发现在这2中工艺中Acinetobacter 都不是优势菌属，在A/O工艺生物除磷的活性污泥中，Acinetobacter仅仅只占到系统内全部微生物的1%。朱怀兰等也通过对除磷系统中微生物的分离发现Pseudomonas 是生物除磷系统中的优势菌种。

大量的研究关注于已分离出来的Acinetobacter菌种的分类。有许多研究表明大多数菌种属于Acinetobacter junii，Acinetobacter lwoffii，也有许多以前从未被描述过的Acinetobacter spp.菌种得到确认。然而，还是有大量的是不能被鉴定出的。

由此可知，污水生物除磷活性污泥中优势菌属并不是Acinetobacter，其它种属微生物在除磷方面所表现出来的能力也是不容忽视的。进一步的研究还表明Aerodomonas能过量摄取外界环境中的磷酸盐并形成胞内聚磷酸盐物质，而Pseudomonas则与传统PAOs的特性相同，在厌氧条件下进行释磷，在好氧条件下则过量吸磷，同时累积聚磷酸盐。

2.2 其它微生物属种[3]

有学者从污水处理厂中分离得到很少的菌株，经鉴定并不属于Acinetobacter spp.。2002年，罗宁等分离了A2N/ASBR双污泥反应器的活性污泥中的微生物，发现起到反硝化脱氮除磷作用的主要存在于莫拉氏菌属、假单胞菌属、肠杆菌科细菌和气单胞菌属，它们占到了细菌总数的66.6%。其中，假单胞菌属的含量最高，占全部菌株的22.9%；莫拉氏菌属和肠杆菌科含量次之，各占到15.6%；气单胞菌属和不动杆菌属含量排第三，各占到12.5%；但是，不动杆菌主要是在好氧条件下起除磷的作用，而没有反硝化脱氮的功能。除此以外，活性污泥系统中还存在着共占约全部菌株20.8%的肠球菌属、链球菌属、葡萄球菌、微球菌属等等。

3 结论

目前国内外对于反硝化除磷的研究大多停留在物理方面，也即从宏观环境理论的角度来对反硝化脱氮除磷的机理和影响因素进行探讨。却并没有对其有效菌群——反硝化除磷菌进行深入地研究。因此，从微生物学的角度开展对反硝化除磷菌的筛选和应用方面的研究，探讨其脱氮除磷机理及其最佳生长条件，反硝化除磷现象才能真正的被理解，也由此才能充分利用其优越性来提高和优化生物脱氮除磷效率和工艺。

参考文献

[1] Tsuneda S., Ohno T., Soejima K. Simultaneous nitrogen and phosphorus removal using denitrifying phosphate-accumulating organisms in a sequencing batch reactor[J]. Biochemical Engineering Journal, 2006, 27: 191-196.

[2] Seviour R. J., Mino T., Onuki M. The micr obiology of biological phosphorus removal in activated sludge systems[J]. FEMS Microbiology Reviews, 2003, 27: 99-127.

篇3

Review on research progress of chemical constituents and bioactivities of Solidago

SHEN Xiao1，2， ZOU Zhengrong1，2*

（1 College of Life Science， Jiangxi Normal University， Nanchang 330022， China；

2 Key Laboratory of Protection and Utilization of Subtropic Plant Resources of Jiangxi Province， Nanchang 330022， China）

[Abstract]The species of the Solidago are abundant and possess great value in medicine Many relevant researches of chemical constituents and bioactivities from the genus Solidago have been further reported by many scientists The review is to present an overview about studies on chemical constituents and bioactivities of the Solidago since 2011， which will provide some foundations and references for the later study

[Key words]Solidago； chemical constituents； bioactivities

doi：10.4268/cjcmm20162303

一枝黄花属Solidago L植物属桔梗目Campanulales菊科Compositae，全球约120种，主要分布于北美，少数分布于欧洲和亚洲。中国主要分布有4种：加拿大一枝黄花S canadensis L、毛果一枝黄花S virgauren L、钝苞一枝黄花S pacifica Juz和一枝黄花S decurrens Lour[1]。一枝黄花属植物资源丰富，含多炔、二萜、三萜、三萜皂苷、酚类及挥发油等多种生物活性成分，具有抗菌、抗炎、抗肿瘤、杀虫、利尿等作用，药用价值极高[23]。近年来许多学者对一枝黄花属植物的化学成分及其生物活性进行了深入的研究，成功分离鉴定了多种新的化合物，并进一步研究了它们的生物活性和构效关系。本文主要对2011年至今国内外学者对4种一枝黄花属植物化学成分及生物活性的研究进展进行综述，为一枝黄花属药用植物资源的进一步研究和开发利用提供参考。

1我国主要的一枝黄花属植物

11加拿大一枝黄花

加拿大一枝黄花原产北美，1935年作为庭院观赏植物引入我国，后逸生至野外，成为恶性杂草[4]。由于环境的可入侵性及其发达的根状茎能产生大量无性繁殖体[5]，使得该植物迅速并大量繁殖，在江苏、安徽、上海、浙江、江西和台湾等地广为分布[6]，对我国生态系统的多样性和农业生产造成了严重的环境破坏与经济损失[7]。近年来对加拿大一枝黄花的研究主要集中在入侵机理、防治、化感作用、化学成分和生物活性等方面。研究发现，加拿大一枝黄花对鸡眼草Kummerowia striata的共生菌丛枝根菌真菌群落具化感作用，使鸡眼草的共生菌群结构发生改变，鸡眼草的分枝数、生物量和养分积累等受到影响，竞争力减弱，进一步加速了加拿大一枝黄花的入侵[8]；加拿大一枝黄花同样也能抑制藻类的生长，其叶水浸液对铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa的生长有强烈的化感抑制效应，且其根、茎、叶等不同部位水浸液对同一种藻的化感效应存在差异[9]。

加拿大一枝黄花中富含黄酮、萜类和精油等化学成分，具抗菌、抗肿瘤等多种生物活性。利用有机溶剂乙醇和石油醚提取加拿大一枝黄花花序中的总黄酮，采用抑菌圈法进行抑菌性实验，当制备的黄酮类化合物质量浓度为0056 g・L-1时，黄酮类提取物出现一定的抑菌作用，但对不同菌种的抑制强度不同，对各菌种的抑制效果为：大肠杆菌Escherichia coli>枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis>酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae，对黑曲霉Aspergillus niger却没有抑制作用[10]；Zeng等[11]从加拿大一枝黄花的地上部分分离并鉴定出2个克罗烷型二萜类化合物，solidagocanin A和solidagocanin B，但未对这2个化合物的生物活性进行进一步的研究。

12毛果一枝黄花

毛果一枝黄花又名新疆一枝黄花，主产于我国新疆阿尔泰山等海拔较高地区的树林下及灌木丛中，在东北、华北以及前苏联、蒙古等地也有分布[1]，其多具利尿、抗炎等作用，在W美用于治疗泌尿系统疾病有着悠久的历史[12]。

近年来对毛果一枝黄花的研究主要涉及该植物活性化合物的结构鉴定、作用机制和遗传分子标记等方面。李涛等[13]从毛果一枝黄花全草95%乙醇提取物中分离得到9个化合物，其中化合物2′甲氧基苯甲醇2甲氧基6羟基苯甲酸酯 （2′methoxybenzyl2methoxy6hydroxybenzoate）和2′甲氧基苯甲醇2，6二甲氧基苯甲酸酯 （2′methoxybenzyl2，6dimethoxybenzoate）对脂多糖 （LPS）诱导的小鼠单核细胞RAW2647释放的肿瘤坏死因子α （TNFα）及白细胞介素6 （IL6）具有抑制作用。同时也有研究报道毛果一枝黄花具有一定的抗病毒[14]和抑制脂肪形成[15]的作用。Sakaguchi等[16]研究者对日本毛果一枝黄花的3个亚种开发了多态性的ESTSSR标记，对它们进行种群结构以及分类界限的分析，为研究毛果一枝黄花的种群遗传学和生殖生态学提供分子依据。

13钝苞一枝黄花

钝苞一枝黄花主要分布于我国河北、辽宁、吉林等地，前苏联和日本也有分布[17]。到目前为止，其他国家对钝苞一枝黄花的研究较少。王文杰[17]于2012年对它的化学成分进行了系统的研究，从中分离鉴定了17个单体化合物，但未对分离得到的单体化合物进行生物活性方面的研究。

14一枝黄花

一枝黄花又名黄花草、满山王、白草根等，主要分布于我国的华东、中南及西南等地，常生长于山坡、草地及路旁，为我国的乡土植物，也是我国重要的传统中药之一[1]。

对一枝黄花的研究主要集中在植物精油、抑菌及临床应用方面。叶其蓁等[18]利用气相色谱质谱联用法（GCMS）对加拿大一枝黄花花序和茎叶的挥发油成分进行定性分析，共鉴定出81个化合物，主要为芳香化合物、萜类、醇、酯以及烷、酮等；郭彦荣等[19]长期的临床应用经验表明将一枝黄花煎剂用于治疗儿童大叶性肺炎效果更佳，这可能与一枝黄花的抗菌、抗炎等作用有关；张孝云等[20]对60例全麻术后患者进行研究，发现一枝黄花含漱液可明显降低全麻术后禁食患者口腔黏膜炎的发生和肺部的感染 （P

2一枝黄花属植物中的化学成分

一枝黄花属植物中的化学成分丰富，主要包括黄酮、二萜、三萜、甾醇、苯甲酸、苯甲酸苄酯类及挥发油等活性成分。

21黄酮类

黄酮类化合物是重要的抗氧化物质，一般具有C6C3C6结构，B环的邻二羟基 （邻苯二酚）、2，3双键与羰基结构以及3，5羟基是决定黄酮类物质的自由基清除活性的重要因素[21]。

李涛等[22]采用硅胶柱色谱、凝胶柱色谱、ODS反相柱色谱以及重结晶等方法分离纯化毛果一枝黄花提取物，并通过理化常数和波谱分析鉴定化合物结构，分离并鉴定出1个黄酮类化合物胡麻素 （pedalitin， 1）；王文杰等[17]首次对钝苞一枝黄花干燥全草中的化学成分进行系统的研究，分离并鉴定出化合物 1、棕矢车菊素 （jaceosidin， 2）、槲皮素 （quercetin， 3）、紫云英苷 （astragalin， 4）、山柰酚 （kaemferol， 5）、山柰酚3OβD芸香糖苷 （kaempferol3OβDrutinoside， 6）等黄酮类物质。化学成分来源及结构见表1，图1。

22二萜类

二萜类成分是一枝黄花属植物中分布最广泛的一类化合物，近年来主要集中在半日花烷型 （labdane type）和克罗烷型 （clerodane type）二萜类化合物的研究。

221半日花烷型Wangensteen等[23]通过1D， 2D核磁共振技术和MS分析法从加拿大一枝黄花根的乙醇提取物中分离鉴定了8个半日花烷型二萜类化合物的结构，分别为9，13，15，16bisepoxylabdane7ene6，15dione （7）， 15，16

epoxylabdane7，13diene6，15dione （8）， solidagenone （9）， deoxysolidagenone （10）， 13epi9，13，15，16bisepoxylabdane7ene6，15dione （11）， 15，16Epoxylabdane7，13diene6，16dione （12）， 15ethoxy9，13，15，16bisepoxylabdane7ene6one （13）和13epi15ethoxy9，13，15，16bisepoxylabdane7ene6one （14）。其中化合物7， 11～14均为首次从加拿大一枝黄花中提取分离。1HNMR的数据显示，化合物7与11， 13与14为2对差向异构体。化合物7与11同化合物10进行比较分析，7与11的萘烷核心结构与10相似，但7与11的H9位信号消失，C9 （δ 910）位的去屏蔽作用增强。化合物12与10相比，具有相同的萘烷核心结构，但化合物12的侧链基团CH2CH2上连有1个γ内酯环。化合物13与14的量作为一对差向异构体的比列为2∶1，化合物12， 13与14均为1个4环的半日花烷型二萜，化合物12与13， 14的最大区别在于D环，13， 14的内酯环羰基消失，取而代之的是1个乙氧基基团，推测化合物13与14可能是在乙醇提取过程中形成的衍生物。Li等[24]在筛选具有抑制人类苦味受体活性的植物天然产物时，发现加拿大一枝黄花地上部分的氯仿提取物对苦味受体hTAS2R31具抑制作用（IC5025 μmol・L-1）。运用GOLD 301对接程序，将化合物16接入hTAS2R31受体的活性部位，结果@示化合物16的萘烷核心结构位于hTAS2R31受体的疏水腔，周围被Phe242， Ile245， Val179， Leu138和Trp88等氨基酸残基所包围，乙酰基朝向可溶性表面，与Tyr241的侧链形成氢键，其羧基侧链深深地伸向活性部位，与Lys265和Thr91之间形成氢键，羧基基团与Arg268之间也形成相互作用的盐桥，因此化合物16能与hTAS2R31受体紧密结合。然而，化合物17却无法像化合物16一样占据相同的结合位点，这可能是由于化合物17萘烷环内双键的合并，影响了环的构象，同时也改变了羧基基团的方向，因此它只能结合在hTAS2R31受体的外部。从加拿大一枝黄花中分离得到具抑制苦味活性的化合物16是目前所有分离到的二萜类的中产量最高的。综合运用HPLCDAD和MS分析法，从干重为100 g的加拿大一枝黄花地上部分，可以提取分离鉴定得到224 g的化合物16，提取率为224%，加拿大一枝黄花可作为遮盖苦味的矫味剂。化学成分的来源及结构见表2，图2。

李涛等[22]从毛果一枝黄花提取物中分离并鉴定出1个二肽类衍生物NbenzoylphenylalaninylNbenzoylphenylalaninate （47）。之后，李涛等[13]采用同样的方法从毛果一枝黄花中分析鉴定出9个化合物，其中包括十六烷酸 （hexadecanoic acid， 48）和毛果一枝黄花素 （solidagobenzofuran， 49）。Shiraiwa等[27]从一枝黄花干燥全草提取物中分离鉴定出5个3脱氧D甘露2辛酮糖酸衍生物：decurrenside A （50）， decurrenside B （51）， decurrenside C （52）， decurrenside D （53）和decurrenside E （54），它们具有独特的二氧环辛烷骨架，具有抑制由牛科（Bovidae）哺乳类动物肾上腺骨髓细胞内乙酰胆碱、藜芦碱和高K+诱导的儿茶酚胺分泌的活性。王文杰等[17]从钝苞一枝黄花干燥全草中分离出eupaformonin （55）， neoechinulin A （56）和橙黄胡椒酰胺 （aurantiamide acetate， 57）等化合物。化学成分来源及结构见表6，图6。

26挥发油

植物挥发油成分多以萜成分为主，具有抗菌和抗虫等活性。本属植物挥发油的GCMS分析表明，一枝黄花属植物中的挥发油组分与含量因植物种类及采样部位不同而存在差异。

用水蒸汽蒸馏法提取加拿大一枝黄花花序挥发油，通过GCMS分析法共鉴定出53个化学成分，达总挥发油的918%，其化学成分主要以β毕澄茄烯 （269%）、α蒎烯 （138%）、D柠檬烯 （122%）、β蒎烯 （93%）和乙酸龙脑酯 （32%）居多。毕澄茄烯类化合物是一种倍半萜烯，有轻微樟脑丸特有的气味，通常作为一种香料加入化妆品和食品中[29]。对加拿大一枝黄花地上部分精油成分进行分析，共鉴定出58个化合物，相对分子质量在1%以上的化合物有17个，其中大根香叶烯D是最主要的成分 （相对质量分数达49433 6%）。该植物精油对绿豆象Callosobruchus chinensis L的种群有抑制作用，精油为1～3 μL・g-1时，种群抑制率为5730%～8212%[30]。从一枝黄花的花序和茎叶中提取挥发油并进行GCMS定性分析，共鉴定出81个化合物，主要为萜类、芳香化合物、醇、酯及烷等。花序和茎叶中挥发油的

主要成分相同，均为 （-）斯巴醇 （花序中含2243%，茎叶中含2595%）和δ榄香烯 （花序中含1677%，茎叶中含12%）。此外2个部位都还含有一定量的β榄香烯 （花序中含619%，茎叶中含384%）和石竹素 （花序中含455%，茎叶中含204%）[18]。

3一枝黄花属植物的生物活性

一枝黄花属植物具多种药用及农用生物活性，包括抗菌、抗炎、抗肿瘤、抗氧化、平喘、抑制脂肪形成、保护心脏及抗虫等。

31抗菌活性

钱慧等[10]对加拿大一枝黄花花序中的黄酮类化合物进行抑菌性实验，结果表明当质量浓度为0028 g・L-1时，并未对4种微生物表现出抑制作用；当质量浓度增加到0056 g・L-1时，即显示对杆菌的抑制作用，但对真菌的抑制作用较弱，对各菌种的抑制效果为：大肠杆菌E coli>枯草芽孢杆菌B subtilis>酿酒酵母S cerevisiae，对黑曲霉A niger没有抑制作用。加拿大一枝黄花花序中提取的黄酮类化合物对樱桃番茄果实有较显著的保鲜效果，其质量浓度为0028 g・L-1时即能有效降低贮果的霉变率，其在鲜果表面的抑菌效应明显大于在培养基上的表现（黄酮类化合物质量浓度在0028 g・L-1时未见明显的抑菌圈）。

Chevalier等[31]提取毛果一枝黄花的2个亚种S virgaurea subsp virgaurea （SVV）和S virgaurea subsp Alpestris （SVA）中的皂苷类化合物，并采用琼脂扩散法进行抗菌研究，实验结果显示其皂苷类提取物对白色念珠球菌 （Candida albicans）的4个菌株 （ATCC 10231，IM001，IM003，IM007）均无抑制作用。但是，在实验过程中发现这些提取物却能抑制其菌丝的转换――使其芽管变得更短。另外SVV和SVA水提取物 （50 μL）均能显著地减少白色念珠球菌4个株系生物膜的形成 （P

10231，（9586±488）%；IM001，（9600±222）%；IM003，（9946±594）%；IM007，（9514±411）%。采用Mann和Whitney的非参数检验，发现SVV和SVA之间在数据上并无显著性差异。Chevalier等也发现SVV和SVA水提取液 （100 μL）也能显著地减少白色念珠球菌预成型生物膜，将繁殖18 h后的白色念珠球菌生物膜暴露在SVV和SVA水提取液中繁殖2 h，结果其发育能力显著减弱 （P

32抗炎活性

李涛等[13]运用酶联免疫吸附测定法 （enzymelinked immunosorbent assay），利用脂多糖 （LPS）诱导体外炎症模型z测毛果一枝黄花中苯甲酸苄酯类化合物对脂多糖 （LPS）诱导小鼠单核巨噬细胞RAW2647释放炎症介质IL6和TNFα的抑制作用。实验结果显示1×10-4 mol・L-1化合物38和39对LSP诱导小鼠单核巨噬细胞RAW2647释放炎症介质IL6和TNFα具有抑制作用，化合物40的抑制作用不明显，这3个化合物的抑制作用均呈现明显的浓度依赖性。作为毛果一枝黄花中量较高的苯甲酸苄酯类化合物，推断该类化合物可能为毛果一枝黄花抗炎活性的主要活性成分之一。

33抗肿瘤活性

Huang等[29]用水蒸气蒸馏法提取加拿大一枝黄花花挥发油，采用MTT法进行体外细胞毒活性测定实验，测定结果表明加拿大一枝黄花花序挥发油对人类乳腺癌细胞MDAMB435、人类肝癌细胞HepG2和人类肺癌细胞A549表现出微弱的细胞毒活性，在质量浓度为100 mg・L-1时，对MDAMB435，HepG2和A549的抑制率分别为1709%，1147%和448%，但对人类结肠癌细胞LOVO和人类外周血早幼粒细胞HL60未显示出细胞毒活性。

34抗氧化活性

汤晓等[32]对加拿大一枝黄花不同部位、不同时间乙醇提取液的羟基自由基清除能力进行了研究，并对加拿大一枝黄花内含物进行HPLC分析，发现7―8月份叶提取液的自由基清除能力要高于其它各个月份的提取液，且其自由基清除能力与抗坏血酸相当，此时含有较多的黄酮类，尤其是槲皮苷类。

35平喘作用

Sutovska等[33]用热碱提取加拿大一枝花中的多酚多糖蛋白复合物，发现大剂量 （50，75 mg・kg-1）的提取物止咳活性比低剂量 （25 mg・kg-1）高出15%～20%，但最大剂量 （75 mg・kg-1）的提取物还是比最强的止咳药 （可待因）低10%。此外75 mg・kg-1剂量的平喘活性持续时间要比平喘药 （舒喘宁）长。郭彦荣等[19]发现在大叶性肺炎治疗中加用一枝黄花能使患儿热退快，减少并发症，或使得并发症治愈率明显提高，推测这些效果与该药的抗菌作用、祛痰平喘作用有关。

36其他生物活性

Huang等[28]从加拿大一枝黄花的地上部分提取分离出3个木质素类化合物：化合物43～46，并对高脂饮食喂养的仓鼠进行血脂测验，发现这3个木质素类化合物对仓鼠均具有降血脂的作用 （P

ElTantawy等[34]为评价毛果一枝黄花提取物对预防仓鼠心脏中毒的作用，设置了6组实验，对照组 （蒸馏水处理）、异丙肾上腺素处理组、毛果一枝黄花提取物与异丙肾上腺素处理组、毛果一枝黄花提取液处理组、异丙肾上腺素与甲巯丙脯酸处理组及甲巯丙脯酸处理组。甲巯丙脯酸为一种血管紧张素转化酶抑制剂，是临床上标准的心脏保护药。实验结果表明毛果一枝花提取物 （250 mg・kg-1）对仓鼠心脏具有明显的保护作用。用异丙肾上腺素 （30 mg・kg-1）诱导仓鼠心脏中毒，与对照组相比，实验组心脏组织血清中的乳酸脱氢酶 （LDH）、内氨酸转氨酶 （ALT）、天冬氨酸转氨酶 （AST）、肌酸磷酸激酶 （CPK）、血管紧张素酶 （ACE）等多种酶活性及总胆固醇 （TC）、三酸甘油酯 （TG）、游离血清脂肪酸、丙二醇 （MDA）和NO水平显著升高，但心脏组织中的谷胱甘肽 （GSH）和过氧化物歧化酶 （SOD）水平显著却下降 （P

一枝黄花属植物还具有抗虫等生物活性，如邓业成等[30]研究表明加拿大一枝黄花的植物精油对储粮害虫赤拟谷盗、玉米象和绿豆象有熏蒸和触杀活性。对赤拟谷盗Tribolium castanum Herbst、玉米象Sitophilus zeamais Motsculsky和绿豆象C. chinensis L的熏蒸LC50分别为772，23705，4328 μL・L-1， 对赤拟谷盗的熏蒸毒力最高；对赤拟谷盗、玉米象和绿豆象的触杀LC50分别为271×10-4，140×10-5，235×10-5 μL/头，对玉米象的触杀毒力最高。

4总结与讨论

一枝黄花属植物种类繁多，化学成分丰富，含大量黄酮、二萜、三萜、三萜皂苷、苯甲酸、苯甲酸苄酯类及挥发油等化学成分，具有抗菌、抗炎、抗肿瘤、抗氧化、平喘、抑制脂肪形成、保护心脏和抗虫等多种药用和农用活性。

随着化学成分分析技术[3537]越来越成熟，对植物活性成分的分离鉴定也越来越全面。目前对加拿大一枝黄花[11， 23， 25]和毛果一枝黄花[13， 22]的化学成分及生物活性研究已经有较多报道，但对活性成分的具体作用机制研究仍然报道较少。对钝苞一枝黄花的化学成分研究，虽然王文杰[17]已进行了初步的系统研究，从钝苞一枝黄花中分离并纯化出17个单体化合物，但其挥发油等活性成分及生物活性的研究尚处于空白，有待进一步开发；一枝黄花的化学成分研究相对全面，在我国中药临床应用领域中占有独特优势，虽然现在一些研究表明一枝黄花具有多种生物活性[38]，但其具体的作用机制尚不明确，仍需进一步探索。为综合利用及充分发挥该属植物资源作用，实现医用和农用等价值，需继续深入探索该属植物的化学成分的结构、生物活性及作用机制。

[参考文献]

[1]中国科学院中国植物志编辑委员会 中国植物志 第74卷[M] 北京：科学出版社， 1985

[2]王开金，列忠，俞晓平 一枝黄花属植物的化学成分和生物活性研究进展[J] 科技通报，2007（1）：75

[3]王文杰，马腾，白虹，等 一枝黄花属植物二萜类化学成分及其药理活性研究进展[J] 齐鲁药事，2011（6）：349

[4]杨如意， 昝树婷， 唐建军， 等 加拿大一枝黄花的入侵机理研究进展 [J] 生态学报， 2011， 31（4）： 1185

[5]Weber E Strong regeneration ability from rhizome fragments in two invasive clonal plants （Solidago canadensis and Sgigantea） [J] Biological Invasions， 2011， 13（12）：2947

[6]Lu J Potential distribution of Solidago canadensis in China [J] Acta Phytotaxonomica Sinica， 2007， 45（5）：670

[7]毕玉科， 田旗， 卢钟玲， 等 舟山岛外来植物及其入侵性分析 [J] 福建林业科技， 2015， 42（1）：151

[8]Yang R， Zhou G， Zan S， et al Arbuscular mycorrhizal fungi facilitate the invasion of Solidago canadensis L in southeastern China [J] Acta Oecologica， 2014， 61： 71

[9]白羽， 黄莹莹， 孔海南， 等 加拿大一枝黄花化感抑藻效应的初步研究 [J] 生态环境报，2012， 21（7）： 1296

[10]钱慧， 李飞， 任勇， 等 加拿大一枝黄花花序中黄酮类化合物的抑菌及保鲜作用研究 [J]南京师大学报：自然科学版， 2015（3）： 80

[11]Zeng Z， Ma W， Li Y， et al Two new diterpenes from Solidago canadensis [J] Helv Chim Acta， 2012， 95（7）： 1121

[12]Yarnell E Botanical medicines for the urinary tract [J] World J Urol， 2002， 20（5）： 285

[13]李涛， 白虹， 仲浩， 等 毛果一枝黄花化学成分及其抗炎活性研究 [J] 中草药， 2014（6）： 749

[14]Sakaguchi S， Ito M Devlopment and characterizaion of ESTSSR markers for the Solidago virgaurea complex （Asteraceae） in the Japanese archipelago [J] Appl Plant Sci， 2014， doi： 103732/apps1400035 eCollection 2014

[15]Jaiswal R， Kiprotich J， Kuhnert N Determination of the hydroxycinnamate profile of 12 members of the Asteraceae family [J].Phytochemistry， 2011， 72（8）： 781

[16]Jang Y S， Wang Z， Lee J， et al Screening of Korean natural products for antiadipogenesis properties and isolation of kaempferol3Orutinoside as a potent antiadipogenetic compound from Solidago virgaurea [J] Molecules， 2016， 21（2）：226

[17]王文杰 钝苞一枝黄花化学成分研究 [D] 济南： 济南大学， 2012

[18]叶其蓁， 周子晔， 林观样 GCMS法测定一枝黄花花序和茎叶的挥发油成分 [J] 中国中医药科技， 2012（5）： 434

[19]郭彦荣， 张岩， 宋桂华 清肺解毒汤加一枝黄花治疗儿童大叶性肺炎经验探析 [J] 中国中西医结合儿科学， 2015， 7（4）： 401

[20]张孝云， 陆静波， 戴金花 一枝黄花含漱液在预防全麻术后禁食患者口腔黏膜炎中的应用 [J] 中华现代护理杂志， 2013， 19（4）： 421

篇4

周期性节律是生物界的普遍现象。从细胞、动物到人，在不同水平以不同方式展现出一定的生物钟节奏。时辰生物学已经成为近年来生命科学研究的热点，《Science》杂志两次将此评为“可能改变人类对自然的认识，产生重大突破，从而带来巨大社会经济效益的研究领域。”而以此为基础的时辰药理学，将有助于预测和验证药物的最佳给药时间和方式，为高效低毒的药物治疗，特别是恶性肿瘤的化疗提供依据。对时辰化疗的研究，近年来已经取得了一些进展。

一、生物学基础

大多数动物的生活节奏均表现为大约24h的周期性，这种特点在许多微生物如脉孢菌、藻青菌中亦有体现。内生性节律支配着睡眠、活动、激素分泌，甚至细胞的增殖和新陈代谢。目前已经知道，哺乳动物至少有9个特异基因（per1、per2、per3、cry1、cry2、tim、clock、bmal1、ckI）参与调节细胞的昼夜活动，并进一步影响其他相关基因的转录和转录后过程。此类时辰基因的突变（例如：果蝇中的per和小鼠中的clock），会导致睡眠-活动节律的严重紊乱，相应时间被延长或缩短，甚至完全抑制。对人类同卵和异卵双生子的研究也同样验证了时辰节律的遗传基础。近年来，随着调节基因在哺乳动物乃至人类的定位和克隆，发现物种间相关基因具有同源性（如人和鼠的per、clock），揭示了时辰节律基因控制的普遍性和相似性。

光照与黑暗，作为昼夜节律的主要协同因子，两者的交替可以通过哺乳动物昼夜节律调控中枢——下丘脑基底部的视交叉上核（SCN），影响褪黑素的分泌，借以调节不同生理功能的节奏。光照也是一种正信号，可以通过激活per1、per2启动昼夜节律调节系统，影响细胞的代谢与增殖。

二、临床及临床前研究

利用时辰原理给药，提高受体的耐受性（即降低药物的毒性），提高肿瘤组织的敏感性和药物抗瘤活性，是时辰药理学研究的目标。但受体耐受性节律、肿瘤本身节律和药物抗瘤活性节律三者之间并非总是同步。事实上，如果药物抗瘤活性降低，则耐受性提高将毫无意义。通过实验，已经对药物的时辰化应用有了一定了解。

1.临床前研究

1.1 毒性 时辰化给药影响大约30种抗癌药物（包括细胞生长抑制剂和细胞因子）对鼠类的毒性。不同时辰给予亚致死剂量的药物，鼠类生存率变化达到甚至超过50%，即使改变给药途径和给药次数，结果仍然重复。给药时间通常用光照后小时（hours after light onset，HALO）表示。因为鼠类在黑暗期活动，在光照期休息，其“光照-黑暗”亦即“休息-活动”动物模型成为时辰药理学研究的参考模型。鼠类休息期（即光照期）的开始，在人类相当于21：00～24：00。研究显示：鼠类对铂类化合物的最佳毒性耐受性时间是在活动中期，吡柔比星（piraru-bicin，THP）大约是7HALO，米托蒽醌（mitoxantrone，MIT）大约是15HALO，而长春新碱（vincristine，VCR）、长春碱（vinblastine，VLB）、长春瑞宾（vinorel-bine，NVB）分别是在14、18、20HALO。

1.2 抗癌活性 在毒性最佳耐受期，一些药物也同时具有最佳抗癌活性，如：阿糖胞苷（cytarabine，Ara-C）、5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil，5-FU）、氟尿苷（floxuridine，FUDR）、阿霉素（doxorubicin，ADM）、美法仑（melphalan，MEL）、顺铂（cisplatin，DDP）。有人在7～11HALO给予荷PO30胰腺癌鼠多西紫杉醇（docetaxel，DXL），其耐受性和抗癌效力得到了增强；同样结果也见于7～11HALO给予伊立替康（irinotecan，CPT-11）治疗荷Glasgow骨肉瘤鼠，19～23HALO给予NVB治疗荷P388白血病鼠。大多数药物具有以上特点，提示可能存在某些共同机制，如特定血浆药代动力学〔低血浆达峰浓度（C max ），同时高曲线下面积（AUC）〕、肿瘤或肿瘤周围组织的细胞增殖节律以及相关代谢酶活性的变化等。

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生物化学作为生物学相关专业本科生的基础课程，是进一步学习分子生物学、细胞生物学、微生物学等专业课程的基础。该课程的内容不仅限于生物大分子的结构与功能、代谢途径及其调控和遗传信息及传递等基础性内容，还包括该学科的研究进展以及新的研究技术和方法。因此，生物化学的内容非常丰富，教材的厚度也异常突出。如教育部推荐的“面向21世纪课程教材”，由王镜岩等主编的《生物化学》共1307页。该书的精简版，即《生物化学教程》（为普通高等教育“十一五”国家级规划教材）也有718页。因此，要在有限的80学时学完，绝非易事。

1.2内容繁杂抽象，难以理解和记忆

生物化学主要讨论生物分子的结构及其生理功能、生物分子的代谢途径及其调控和遗传信息传递的分子基础与调控规律等，其中涉及的内容抽象，分子结构复杂，代谢途径错综复杂，学生不仅难以理解和记忆，而且感觉枯燥和乏味。

1.3生物化学发展迅速，新内容不断出现

生物化学研究进展不断突飞猛进，使得生物化学的教学内容的广度和深度逐渐增加。如新发现的一类天然无结构的蛋白，这些蛋白在天然状态下没有明确的三维结构,但有正常的生物学功能，这冲击了蛋白质的结构决定生物学功能的传统理论。这些突破性的研究成果已在生物化学教材中体现，增加了生物化学的“教”和“学”的难度。

2生物化学4a网络教学平台建设

4a（anyone,anytime,anywhere,anything）网络教学平台由高等教育出版社和北京师范大学等共同研发的符合国际标准的网络辅助教学平台，已成为全国各高校重要的网络教学平台之一。课程管理系统作为课堂教学的主要辅助系统，包括课程信息和课程内容两大板块。为便于学生更好的自主学习，我们在课程信息板块中提供教学大纲、教学日历以及教学活动安排等。而在课程内容板块中，我们不仅制作精美、可视性强的教学课件，更注重提供各章节的学习重点、内容小结以及相应内容的知识拓展，还提供在线作业练习及试题自测等。交互式学习是网络学习的一种重要形式，因此,交互学习系统是生物化学平台建设的一个重要的环节。在该系统中我们设置了答疑解惑、讨论交流和网络学习活动等板块。在网络拓展资源系统中，我们设置了经典教材、参考文献、趣味阅读材料和科学家逸闻趣事等板块，为学生提供不同的学习体验，以此培养和提高学生的学习兴趣，强化学习效果。

3利用网络教学平台辅助生物化学教学，提高教学效果

利用4a网络教学平台，通过将教学资源与网络教学平台进行有机的整合，为教师和学生之间搭建一个网上协同教学空间，不仅创建一种利用网上资源的互动式教学方法，还充分调动学生的自主学习能力。

3.1网络拓展资源提高学习兴趣、扩大学习视野

尽管生物化学存在知识点多、内容抽象繁杂等不利于学生学习的特点，但生物化学也是一门与人类生活实践密切相关的课程。无论是课堂教学还是网络教学平台，教师都把相应的知识点与生活实践，尤其是当前发生的与生物化学内容相关的热点现象联系起来，以提高学生的学习兴趣。如短跑运动员为了提高比赛成绩，坚持吃低糖、高蛋白的食物是否有效等。这些内容极大的提高了学生的学习兴趣，不仅促进学生学习生物化学知识本身，还有助于培养学生利用生物化学知识去认识和解释生活实践中的现象。此外，还充分利用名人事迹、逸闻趣事等网络资源，如Mullis和PCR的故事等，拓宽学生的视野。

3.2利用网络平台强化自主学习、加强归纳总结

课前预习对于课堂教学效果的提高具有促进作用，但这需学生能正确掌握预习要点。预习不仅要求学生阅读某一章节内容，更重要的是能按照教师授课的思路进行预习，有针对性的对重点及难点进行仔细研读。因此，我们将课堂授课的PPT课件上传至网络教学平台的“课程资源”板块，让每位学生下载并打印，对照平台中的“重点和难点”板块进行预习。此外，因生物化学的内容繁杂，因此,要学好生物化学就必须对繁多的内容进行归纳和总结。归纳总结是学习过程中非常重要的一个环节。善于学习的学生，也应该是善于归纳、总结的学生。因此,要提高学生的学习效果，还必须培养学生归纳总结的能力。我们在教学过程中，每次课程结束后均要求学生对本次课程内容进行归纳和总结，并上传至网络教学平台的“网络学习活动”板块，与全班同学分享。这有效的促进和督促了学生养成归纳总结的习惯，而且通过这一过程极大的提高了归纳总结的能力。

3.3利用教学平台进行交互式学习