综述：二聚化的力量：双黄酮类化合物的抗菌和抗病毒前景

《Biomolecules》：Dimerized Power: The Antimicrobial and Antiviral Promise of Biflavonoids

本综述系统阐述了双黄酮类化合物的天然来源、合成策略及其广谱抗菌（包括抗病毒、抗菌、抗真菌）活性。重点指出其相较于单体黄酮，常表现出增强或独特的生物效应（如抑制SARS-CoV-2 3CLpro、IC50值优异），在应对微生物耐药性方面潜力巨大，是未来新型抗感染药物研发的宝贵资源。

　　

双黄酮类化合物是由两分子黄酮单体通过C–C或C–O–C键连接而成的一类独特天然多酚化合物。自近一个世纪前首个双黄酮银杏黄素从银杏叶中被发现以来，迄今已有近600种结构被解析。它们广泛分布于被子植物、裸子植物、蕨类和苔藓植物中，尤其在药用植物中含量丰富，并常富集于与环境直接接触的植物部位。

2. 双黄酮类化合物

2.1. 化学与天然存在

双黄酮的结构多样性极高，不仅源于单体黄酮的类型差异（如黄酮、黄烷酮、查尔酮等），更取决于其连接方式（如AA型、BB型、AB型等）和连接位点。代表性化合物包括amentoflavone、hinokiflavone等。尽管其结构潜力巨大，但相较于单体黄酮，双黄酮的科学关注度仍显不足，许多天然结构尚待发现。

2.2. 合成

从天然来源提取和纯化双黄酮面临产量低、纯度有限的挑战。因此，合成策略对于获取足量材料进行深入研究至关重要。合成方法包括乌尔曼偶联、亲电芳香取代、氧化偶联（化学或酶催化）以及现代交叉偶联反应（如Suzuki–Miyaura偶联）。其中，生物合成方法因其在温和条件下具有高效率和选择性而显示出广阔前景，但负责黄酮二聚化的酶仍未明确，这限制了其生物合成发展。

3. 双黄酮类化合物的抗菌活性

微生物感染可通过多种途径传播并致病。黄酮类单体已被广泛研究，其抗菌机制包括破坏病原体膜结构、抑制生物膜形成、抑制细胞壁和核酸合成、干扰能量代谢等。然而，二聚化如何影响抗菌特性仍是一个关键的知识空白。

3.1. 抗病毒活性

双黄酮类化合物因其广谱抗病毒潜力而受到广泛关注。其作用机制多样：抑制病毒与宿主细胞受体的结合或膜融合过程；靶向病毒复制关键酶，如聚合酶、蛋白酶和逆转录酶；干扰病毒颗粒组装；调节宿主免疫反应（如干扰素产生）；以及通过抗氧化作用减轻宿主细胞氧化应激。

研究表明，双黄酮对多种病毒表现出抑制活性。例如，从Dacrydium balansae中分离的hinokiflavone对登革热病毒NS5 RNA依赖性RNA聚合酶（RDRP）的抑制活性（IC₅₀= 0.26 μM）尤为突出。在抗击SARS-CoV-2的研究中，多种双黄酮（如sciadopitysin、ginkgetin、amentoflavone等）通过体外和计算机模拟被证实是SARS-CoV-2主要蛋白酶（3CL^pro）的有效抑制剂。Amentoflavone还被报道对呼吸道合胞病毒（RSV）、单纯疱疹病毒（HSV-1）、柯萨奇病毒（CVB3）和丙型肝炎病毒（HCV）等多种病毒具有抑制作用。Agathisflavone则显示出抗流感病毒活性。

3.2. 抗菌活性

双黄酮的抗菌机制被认为与其单体黄酮类似，但二聚化可能增强其活性。研究表明，amentoflavone对多种革兰氏阳性菌（如粪肠球菌、金黄色葡萄球菌）和革兰氏阴性菌（如大肠杆菌O-157、铜绿假单胞菌）均具有显著的抗菌活性（MIC值在4-32 μg/mL之间），并能与抗生素（如头孢噻肟）产生协同作用。此外，amentoflavone还能中和细菌毒素，如抑制肺炎链球菌的肺炎溶素（PLY）和猪链球菌的溶素（SLY）的寡聚化，从而保护宿主细胞免受损伤，并调节相关炎症通路（如p38、JNK1/2、NF-κB）。从其他植物中分离的新双黄酮（如rhuschromone）也显示出良好的抗金黄色葡萄球菌活性。

3.3. 抗真菌活性

双黄酮的抗真菌作用机制包括破坏真菌细胞膜完整性、抑制细胞壁合成关键酶（如几丁质合成酶、β-葡聚糖合成酶）、诱导活性氧（ROS）产生导致氧化损伤、干扰细胞信号通路以及抑制外排泵等。研究主要集中在白色念珠菌模型上。例如，isocryptomerin主要通过破坏质膜完整性而非膜去极化来发挥抗真菌作用。Ochnaflavone可调节白色念珠菌诱导的真菌关节炎中的炎症反应。Amentoflavone对白色念珠菌、酿酒酵母等致病真菌表现出强效抗真菌活性，并能诱导白色念珠菌线粒体功能障碍和凋亡。研究还发现，双黄酮（如bilobetin、ginkgetin）对镰刀菌、链格孢菌等植物病原真菌也有显著抑制作用，且其活性往往优于其单体黄酮 counterparts，提示二聚化可能增强抗真菌效果。

4. 结论

双黄酮类化合物是一类具有显著抗菌和抗病毒前景的天然产物。现有证据表明，二聚化能赋予其不同于单体黄酮的独特生物活性。尤其在抗病毒方面，双黄酮展现出巨大的药物开发潜力。未来的研究重点应放在构效关系（SAR）研究、高效合成方法的开发、与现有药物的协同效应探索，以及至关重要的体内药效、药代动力学和安全性评估上。深入的机理研究将有助于阐明其分子和细胞水平的作用模式，为开发具有广谱活性和临床相关性的新型双黄酮类疗法奠定基础。