菊花乙醇提取物抗氧化活性的多维度评价:基于体外DPPH抑制与CP450/NO分子对接的整合研究

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:PHARMACIA 1.6

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  本研究针对氧化应激相关退行性疾病防治需求,通过体外DPPH/ABTS/FRAP实验和计算机模拟分子对接技术,系统评估菊花(Chrysanthemum indicum L.)乙醇提取物的抗氧化活性。研究发现其IC50 达1.35 μg/mL(接近维生素C),关键化合物3-hydroxyspirost-8-en-11-one与CP450/NO结合自由能达-12.7/-12.4 kcal/mol,为开发天然抗氧化剂提供新依据。

  

随着现代社会老龄化加剧,心血管疾病、糖尿病、阿尔茨海默病等退行性疾病的发病率持续攀升。这些疾病背后隐藏着一个共同的"元凶"——氧化应激。当体内活性氧(ROS)水平失衡时,这些具有强氧化性的小分子会攻击DNA、蛋白质等生物大分子,进而诱发细胞功能紊乱。尽管合成抗氧化剂如维生素C效果显著,但人们始终在寻找更安全、更高效的天然替代品。

在这种背景下,传统中药菊花(Chrysanthemum indicum L.)引起了研究人员的注意。这种在亚洲有着千年药用历史的植物,虽被证实具有抗炎、保肝等功效,但其抗氧化作用的分子机制却始终蒙着神秘面纱。为此,Sam Ratulangi大学的研究团队开展了一项创新研究,通过整合体外实验与计算机模拟技术,首次系统揭示了菊花抗氧化活性的物质基础与作用机制,相关成果发表在《PHARMACIA》期刊。

研究人员主要采用三大技术手段:通过DPPH、ABTS和FRAP三种体外抗氧化实验定量评估菊花乙醇提取物的活性;利用GC-MS鉴定提取物中的生物活性成分;运用YASARA-Structure软件进行分子对接模拟,分析活性成分与关键氧化酶CP450和NO的相互作用。此外,还通过SwissADME平台预测了活性化合物的药代动力学特性。

抗氧化价值验证
体外实验显示,菊花提取物对DPPH自由基的IC50
值为1.35 μg/mL,与阳性对照维生素C(0.7 μg/mL)相当,属于"极强"抗氧化等级。ABTS和FRAP实验进一步证实其IC50
分别为10.4 μg/mL和26.7 μg/mL。这种优异的抗氧化性能可能源于其富含的黄酮类和酚酸类物质。

分子对接解密机制
研究团队从菊花中鉴定出25种生物活性化合物,其中3-hydroxyspirost-8-en-11-one表现最为突出,与CP450和NO的结合自由能(BFE)分别达-12.7和-12.4 kcal/mol,显著优于对照药物5-氟尿嘧啶(-4.9 kcal/mol)和右美沙芬(-6.5 kcal/mol)。分子相互作用分析发现,该化合物主要通过氢键与CP450的THR364、NO的VAL214等关键氨基酸残基结合,同时形成大量范德华力,这种多模式结合确保了抑制效果的稳定性。

成药性评估
根据Lipinski五规则,活性成分ingenol 3-hexadecanoate完全符合口服药物标准(分子量312 Da,logP -0.05),而其他两种活性成分虽有轻微偏离,但仍具开发潜力。ADMET预测显示这些化合物具有良好的胃肠道吸收性和血脑屏障穿透能力。

这项研究的突破性在于首次阐明了菊花抗氧化作用的分子机制:其活性成分能精准靶向ROS生成的关键酶CP450和NO,通过竞争性结合阻断氧化链式反应。这不仅为菊花的传统药用价值提供了科学解释,更重要的是为开发新型天然抗氧化药物指明了方向。考虑到氧化应激在癌症、神经退行性疾病中的核心作用,这项发现可能为相关疾病的预防和治疗开辟新途径。

特别值得注意的是,研究中采用的"体外-计算机"整合策略,既保留了传统天然产物研究的实证性,又融入了现代精准药物设计的优势,这种研究方法对今后类似研究具有重要借鉴意义。未来研究可进一步聚焦于活性化合物的结构优化,以及其在动物模型中的验证,推动其向临床应用转化。

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