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基于代谢组学的决明子次生代谢物生物转化研究

中文摘要

决明子为豆科决明属植物钝叶决明SennaobtusifoliaL.或决明SennatoraL.的成熟

种子，是一种著名的传统中药，最早记载在《神农本草经》中。决明子是最广泛使用的

草药之一，用于治疗便秘，红眼流泪和头痛眩晕，现代药理学研究发现决明子及其成分

具有广泛的生物活性，如排便、改善视力、保护肝脏、保护神经、抗氧化、降血脂和抗

糖尿病并发症等活性。本研究尝试以内源酶和益生菌催化决明子的生物转化，考察生物

转化对决明子化学成分和生物活性的影响，明确生物转化作用；进一步通过代谢组学解

析内源酶对决明子次生代谢产物的转化作用，并探讨其作用机制。实验结果如下：

1.紫外灭菌决明子，经内源酶和益生菌转化处理后，橙黄决明素、芦荟大黄素、大

黄酸、大黄素、大黄酚和大黄素甲醚含量增加了数倍，甚至超过十倍，最高分别可达2671

±21.6、9261±92.9、430±7.29、916±22.0、2328±70.1和365±11.1μg/g，而结合蒽

醌含量下降；此外，决明子的自由基清除能力也显著增强。

2.高压蒸汽灭菌决明子的生物转化实验表明，决明子中存在能催化蒽醌类物质转化

的内源酶，高压蒸汽灭菌使决明子内源酶彻底失活，从而未能转化其化学成分；且所选

用的5种益生菌对决明子的转化作用远弱于内源酶。紫外灭菌决明子，经益生菌转化处

理后所引起的蒽醌含量升高，主要归因于其内源酶。以内源酶催化决明子提取物的实验

进一步明确决明子内源酶对其化学成分的转化作用。

3.代谢组学分析显示，内源酶对决明子次生代谢产物的转化作用主要集中于醌类物

质（包括蒽醌类物质和萘并吡喃酮类物质）和黄酮类物质。根据各成分含量变化及其结

构特征，发现主要发生水解、甲基化和聚合反应。根据关于决明子成分代谢通路的研究，

推断是内源的细胞色素P450酶、SAM依赖性甲基转移酶和糖苷水解酶催化了其化学成

分的生物转化。

本研究明确并解析了决明子内源酶的生物转化作用，探讨了其催化生物转化的机制，

不仅为决明子内源酶的应用提供科学依据，也为决明子的合理利用提供新思路。

关键词：决明子；内源酶；益生菌；生物转化

Metabolomics-basedstudyonbiotransformationofCassiae

Semensecondarymetabolites

Abstract

CassiaeSemenistheseedsofCassialegumeSennaobtusifoliaL.orSennatoraL.,itisa

well-knowntraditionalChinesemedicinethatwasfirstrecordedintheShennongMateria

Medica.CassiaeSemenisoneofthemostwidelyusedherbsforthetreatmentofconstipation,

redeyetearsandheadacheanddizziness,modernpharmacologicalstudieshavefoundthat

CassiaeSemenanditscomponentshaveawiderangeofbiologicalactivities,suchas

defecation,improvevision,protecttheliver,protectnerves,antioxidant,lowerbloodlipids,

andfightdiabeticcomplications.Inthisstudy,endogenousenzymesandprobioticswereused

tocatalyzethebiotransformationofCassiaeSem