新疆酿酒葡萄中白藜芦醇二聚体异构体及类似物淬灭单线态氧（1O2）微量成分及其机制研究

In healthy subject, excissive production of 1O2(singlet oxygen) plays an important role in cancer, aging and several degenerative diseases and so on. Resveratrol dimer of antioxidants are derived from plant and food-have beneficial effect in scavenging singlet oxygen, and is stronger potent scavenging activity than resveratrol. My previous work showed there were many types of isomer of resveratrol dimer in Xinjiang wine grape (among these isomers, three were tentatively identified as new compounds), and the difference of selective quenching singlet oxygen was significant. However, it was not well know that the mechanism of difference of quenching singlet oxygen and structure of new compound. On the base of our previous study, Xinjiang wine grape is used to study trace components, process of separation three new compounds is tracked by HPLC/ESI-MSn analyse, the structures of the compounds are elucidated by spectroscopic analysis, including MS and NMR experiments; Three new compounds are evaluated through the EPR spin-trapping technique, in order to quantitatively evaluate the constants for the reaction 1O2 and quenchers, the kinetic model between five resveratrol dimer/two their analogs and TEMP are established; The middle and final products of reaction are isolated from previous reaction of seven compound with singlet oxygen, the structures of the products are elucidated by NMR experiments; According to the difference of product structure, the mechanism that isomers of resveratrol dimer and analogues quench singlet oxygen will be expounded. These result will help us understand the mechanismt of stilbene quenching singlet oxygen.

生物体单线态氧能损伤细胞，导致衰老、癌症疾病等产生。天然抗氧化剂白藜芦醇二聚体清除单线态氧具有决定性作用，且清除活性强于白藜芦醇单体。申请者研究发现新疆酿酒葡萄含有多种类型白藜芦醇二聚体异构体（推测有3个新化合物），且它们选择性淬灭单线态氧(1O2 )活性差异显著，但其淬灭单线态氧差异机制及新化合物结构尚不清楚。故本项目拟在前期研究工作基础上，以"新疆酿酒葡萄"为材料，使用HPLC/ESI-MSn跟踪3个新化合物，进行微量成分分离，得到化合物通过NMR及MS鉴定；使用EPR测定化合物淬灭1O2的活性，建立5个二聚体及2类似物（前期分离4个）与TEMP动力学模型，测定反应速度；使用以上7个化合物与单线态氧反应，分离主要中间和最终产物，利用NMR鉴定产物结构，根据产物结构差异，阐明二聚体异构体及类似物淬灭单线态氧机制。本项目研究结果有助于明确茋类化合物对单线态氧淬灭机制。

新疆是我国最大的葡萄产区，目前已形成亚洲最大的酿酒葡萄种植基地。而酿酒葡萄富含多种生物活性成分如芪类、黄酮类等是影响葡萄酒品质主要因素。因此本项目以新疆酿酒葡萄为实验材料，采用传统的有机溶剂萃取法，结合正相硅胶，Sephadex LH-20凝胶，高效液相等多种色谱法进行分离纯化葡萄茎中的活性物质，用质谱分析、核磁共振分析等方法确定化合物的结构。运用三种体外化学抗氧化方法及细胞抗氧化活性法（CAA）综合评价了5种芪类化合物的抗氧化活性。共鉴定出7种芪类化合物，分别为：2组白藜芦醇二聚体同分异构体Trans-ε-viniferin、Trans-ϭ-viniferin和(+)-Cis-ε-Viniferin； Astilbin和Isoastilbin，一个白藜芦醇二聚体类似物Scirpusin A ，一个白藜芦醇四聚体 (-)-Hopeaphenol， 在三种体外化学抗氧化实验中，7种芪类化合物均有一定的抗氧化效果。在一定浓度范围内（10 μg/mL-200 μg/mL），随化合物浓度的增加抗氧化效果增强。CAA实验中，7种芪类化合物在细胞内的抗氧化均呈现一定效果。.其中这类芪类化合物中的白藜芦醇及其衍生物，被证实是单线态氧1O2的选择性淬灭剂。我们的研究表明，这类化合物在毫摩尔浓度数量级上都具有淬灭单线态氧1O2的能力，并且呈现计量正相关性。然而，由于这类化合物复杂的分子结构，目前仅有少数研究者探究了白藜芦醇单体淬灭单线态氧的机制。因此，本研究利用高分辨液质联用仪，系统地探究白藜芦醇二聚体异构体及类似物的光氧化机制。Ⅰ：间苯二酚环广泛存在于芪类化合物中，光化学产物比底物高14Da或16Da，并经过分子内氧化重排生成醌类化合物； Ⅱ：分子内反式双键发生[2 + 2]环加成反应，从而环加成生成大于底物18Da氧杂环类化合物； Ⅲ：氧杂环丁烷通过[4 + 1]，[4 + 2] 环化分别生成大于底物28Da和44Da的氧化产物；Ⅳ：特殊结构5-苯酚-2,3-二氢苯并呋喃环存在于的少数芪类化合物中，淬灭1O2生成大于底物16Da，32Da的氧化产物。本研究从根本上揭示芪类化合物淬灭1O2的普遍规律机制，并且为后续开发该类化合物作为食品抗氧化剂，以及有益于机体健康的天然药物提供坚实的理论依据。