[科普中國]-硫代葡萄糖苷

硫代葡萄糖苷概述

在植物體中，內源芥子酶和硫苷同時存在于不同的部位，完整的硫苷并不具有生理活性。但是當其被食用或機械破碎時，硫苷在內源芥子酶的作用下容易水解產生異硫氰酸醋、硫氰酸醋和睛類等不同化合物。這些降解產物具有較強抗菌作用及通過誘導泛醌還原酶的活性成為致癌物質的阻斷劑1。癌癥之所以可怕，就是因為它具有浸潤周圍組織和轉移到身體的其他部位的能力，因此人類癌癥的預防在一定程度上取決于抑制腫瘤的入侵和癌細胞數目的轉移，而硫苷正好具有這種功能。據硫苷降解物的抗腫瘤作用動物試驗報道，硫苷對腫瘤有明顯的抑制作用，且硫苷混合物具有更強的抗腫瘤活性。鑒于硫苷及其降解產物的抗腫瘤活性以及食用含硫苷豐富的食物可防癌變，因而近年來對硫苷的提取鑒定研究引起研究人員極大的興趣。

硫代葡萄糖苷的結構硫苷分子結構的差異主要是側鏈結構不同。其側鏈多種多樣，分直碳鏈、支碳鏈，含雙鍵、羥基、羰基或各種氧化態(tài)硫。根據其側鏈結構，把硫苷分為三大類：含有直鏈或支鏈烷基的脂肪族硫苷；含有苯環(huán)的芳香族硫苷；含有吲哚環(huán)的吲哚族硫苷。Fahey等根據側鏈結構對硫苷進行了更詳細劃分。

硫代葡萄糖苷的合成關于硫苷合成最早確切證據是20世紀60年代初，通過給山葵、旱金蓮花和豆瓣菜提供了14C標記氨基酸和乙酸后，發(fā)現(xiàn)了14C標記硫苷。硫苷合成起始于一些氨基酸轉化和側鏈延長，如丙氨酸、蛋氨酸、擷氨酸、亮氨酸或異亮氨酸可以合成脂肪族硫苷，苯基丙氨酸或酪氨酸可以合成芳香族硫苷，色氨酸可以合成為吲哚硫苷?，F(xiàn)在被廣泛認可的硫苷合成步驟包括：氨基酸轉化和側鏈延長、合成葡萄糖苷、合成硫苷。

硫代葡萄糖苷的降解硫苷存在于細胞液泡中，當植物組織受到外界破壞而被損傷時，就會引起硫苷降解。這是因為植物中存在一種特異性糖蛋白酶——黑芥子酶，它能夠催化硫苷水解。Luthy等提出一個硫苷與黑芥子酶在細胞中分布模式圖，指出此酶存在于細胞質中并與硫苷之間存在天然物理隔離，當組織受傷時，硫苷與酶之間物理隔離被破壞，從而硫苷發(fā)生水解。除了植物中存在黑芥子酶外，真菌、細菌、蚜蟲腸液以及動物和人體腸道中也發(fā)現(xiàn)了此酶。硫苷降解主要過程如下，硫苷分子硫代部位首先被水解失去一個葡萄糖，形成一個不穩(wěn)定中間體，然后進一步水解為異硫氰酸鹽、睛、異硫睛和硫氰酸鹽等化合物。降解產物不僅與硫苷結構有關，也與反應條件有關。

硫代葡萄糖苷的生物功能硫苷在內源芥子酶的作用下容易水解產生降解產物，這些產物的形成受pH值和某些離子的影響。它們具有不同的生理功能，烯丙基異硫氫酸醋是產生十字花科蔬菜芥菜、甘藍等特有芳香氣味的成分;吲哚類硫代葡萄糖苷如3-吲哚甲基硫代葡萄糖苷在酶的水解下會產生吲哚3-甲醇、吲哚-3-乙酰睛等化合物，這些化合物具有一定的生物活性，能夠抑制微生物的生長并對某些昆蟲和草食動物具有威懾作用。更有意義的4-甲基硫氧丁基硫代葡萄糖苷的降解產物蘿卜硫素，是迄今發(fā)現(xiàn)最強烈的酶誘導劑，能使癌基因失去活性2。據硫苷降解物的抗癌作用動物試驗報道硫苷對腫瘤有明顯的抑制作用，且硫苷混合物具有更強的抗腫瘤活性。其具體生物功能作用如下：

風味作用一些硫苷降解產物具有一定氣味，如甲基硫代烷基硫苷降解產生揮發(fā)性辛辣味的異硫氰酸鹽，甲基亞磺酰烷基硫苷產生不易揮發(fā)性風味溫和的異硫氰酸鹽。芥菜和山葵的特殊辛辣味就與烯丙基異硫氰酸鹽有關，芽甘藍以及其它蕓苔屬蔬菜的苦味與2-烯丙基硫苷和順-2-輕基-3-丁烯基硫苷相關。

殺菌殺蟲作用硫苷降解產物所具有的特殊氣味對石蛾、蝸牛和片腳類動物等具有威懾作用，能抵抗各種各樣草食動物。如油菜田中鼻涕蟲和鴿子的數量就很少。硫苷被廣泛認為是一種有效天然殺蟲劑。另外，一些硫苷降解產物異硫氰酸鹽被發(fā)現(xiàn)具有抑制植物性細菌和真菌的活性。其殺線蟲活性已被證明。

化學防御癌癥作用大量流行性病學和動物試驗表明，食用十字花科蕓苔屬蔬菜青花菜、芥菜、甘藍、芽甘藍、豆瓣菜等可以降低癌癥發(fā)生率，包括最容易與硫苷降解產物接觸的消化道系統(tǒng)癌癥。

調節(jié)內分泌功能有報道顯示在含有硫代葡萄糖苷的植物在世界上廣泛用于再生荷爾蒙。如南美安第斯山區(qū)重要的藥用植物瑪咖。

改善性功能2000年Zheng等報道硫代葡萄糖苷可能對改善性功能有影響，用瑪咖根醇提物喂養(yǎng)小鼠后發(fā)現(xiàn)雌雄小鼠的性功能有了明顯提高，雄鼠勃起能力提高。

硫代葡萄糖苷研究的發(fā)展趨勢近年來隨著世界腫瘤病人逐年增加，對各種新型抗腫瘤藥物的需求量急劇上升，目前市場上具有硫苷類抗癌性質的產品，主要是以化學合成為主。雖然具有一定抗癌的功能作用，但是工序復雜，條件不易控制，不能在醫(yī)藥上大量地推廣。因此目前對硫代葡萄糖苷研究的主要趨勢是朝著純天然提取、安全可靠、醫(yī)藥價值的方向發(fā)展。這樣就可以解決了市場上的硫代葡萄糖苷稀有、昂貴的問題，并使其各個方面得到改善，消費者易于接受，不僅可以改善人們的健康問題，而且可以創(chuàng)造巨大的經濟價值3。