综述：景天科植物含氮代谢物：结构、生物活性、分布与系统发育

这篇综述系统梳理了景天科（Crassulaceae）植物中含氮代谢物（如生物碱和羟腈苷HNGs）的结构特征、生物合成途径及药理活性，强调其在传统医学和观赏价值中的应用潜力。作者指出当前研究多处于前代谢组学（pre-metabolomics）阶段，呼吁采用现代联用技术（hyphenated techniques）深入探索这类耐旱植物（CAM代谢）的次生代谢机制。

　　

摘要

景天科植物凭借其肉质化特性和独特的景天酸代谢（Crassulacean Acid Metabolism, CAM）能力，成为适应干旱与极端温度的典范。除常见的黄酮类、酚酸及甾体衍生物外，该科植物还能合成两类关键含氮代谢物——生物碱（alkaloids）和羟腈苷（hydroxynitrile glycosides, HNGs）。这些化合物展现出抗菌、抗炎等多样生物活性，但其生物合成路径与系统发育关联仍待解析。

结构多样性

从吡咯里西啶（pyrrolizidine）到吲哚类（indole）生物碱，景天科含氮代谢物呈现显著结构变异。HNGs则通过氰醇苷键连接糖基，其α-羟基腈结构赋予特殊化学活性。值得注意的是，部分化合物如sedamine在特定物种中呈现¹³C标记模式，暗示独特的氮同化途径。

生物活性探秘

体外实验显示，石莲花属（Echeveria）生物碱对革兰氏阳性菌的MIC₅₀可达8 μg/mL，而HNGs衍生物则通过抑制COX-2发挥抗炎作用。有趣的是，某些结构类似物在抗癌筛选中表现出选择性细胞毒性，其作用靶点可能涉及MAPK信号通路。

系统发育线索

化学分类学分析表明，含氮代谢物的分布与景天科植物进化分支存在相关性。例如，伽蓝菜亚科（Kalanchoideae）集中产生托品烷类（tropane）生物碱，而长生草属（Sempervivum）则以苯丙氨酸衍生HNGs为特征。这种"代谢物指纹"为探讨物种分化提供了新视角。

技术挑战与展望

当前研究多依赖传统分离手段，难以捕捉低丰度代谢物。作者建议整合LC-MSⁿ和NMR联用技术，结合基因组挖掘（genome mining）策略，有望揭示CAM植物中"隐藏"的氮代谢网络。建立标准化代谢物数据库将成为推动该领域发展的关键。