基于分子网络技术的LC-MS/MS分析方法用于研究Nasturtiopsis integrifolia（Boulos）Abdel Khalik & Bakker：抗氧化特性评估、酶抑制潜力及化学生物系统学意义

《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》：Molecular networking-based LC-MS/MS profiling of Nasturtiopsis integrifolia (Boulos) Abdel Khalik & Bakker: antioxidant assessment, enzymes inhibitory potential, and chemosystematic relevance

本研究首次对埃及特有植物Nasturtiopsis integrifolia进行了全面化学和生物活性分析，鉴定了54种新化合物，包括丰富的黄酮C-苷和三萜皂苷。其提取物表现出显著的抗氧化活性（DPPH清除率）和抗炎潜力（COX-1/2抑制率优于塞来昔布），同时具有强效乙酰胆碱酯酶抑制活性（IC50为12.50 μg/mL），接近多奈哌齐效果。总酚和总黄酮含量分别为113.7 μg GAE/g和26.3 μg QE/g。该植物独特的黄酮苷结构支持将其从Rorippa属重新归类至Nasturtiopsis属，为开发神经保护、抗炎及化妆品活性成分提供新资源。

　　

Mona M. Marzouk|Eman Abdelsalam|Mona O. El Shabrawy|Mahomoodally Mohamad Fawzi|Faten M. Ibrahim

植物化学与植物系统学系，国家研究中心，33 El Bohouth St., P.O. 12622，开罗，埃及

摘要

本研究首次对埃及特有芸苔科植物*Nasturtiopsis integrifolia*的水甲醇提取物进行了全面的化学和生物学分析。通过LC-MS/MS结合分子网络技术，鉴定了多种代谢物，其中包括54种首次报道的化合物，其中黄酮类*C-苷*和三萜皂苷的含量尤为丰富。对*N. integrifolia*提取物的抗氧化活性评估显示其具有显著的DPPH清除能力，并对NO和ABTS自由基具有中等清除效果。此外，该提取物还表现出对COX-1和COX-2的抑制作用，其IC₅₀值（分别为7.62 ± 0.77 μg/mL和1.92 ± 0.09 μg/mL）高于塞来昔布（10.57 ± 0.37 μg/mL和2.99 ± 0.31 μg/mL），表明其具有潜在的抗炎作用。同时，该提取物对乙酰胆碱酯酶的抑制作用也很强，IC₅₀值为12.50 ± 0.11 μg/mL，显著低于多奈哌齐（43.73 ± 0.62 μg/mL）。它还表现出较强的酪氨酸酶抑制活性（IC₅₀ = 27.21 ± 0.69 μg/mL），与曲酸（29.2 ± 0.63 μg/mL）相当。总体而言，这些发现与该提取物较高的总酚类（113.7 ± 0.0022 μg GAE/g）和黄酮类（26.3 ± 0.0049 μg QE/g）含量一致，表明*N. integrifolia*是一种具有潜在神经保护、抗炎和皮肤化妆品应用价值的生物活性代谢物来源。值得注意的是，*N. integrifolia*中以黄酮*C-苷*为主，而*Rorippa*属物种则以黄酮醇*O-苷*为主，这反映了它们不同的生物合成途径。这一化学分类学特征为将*N. integrifolia*从*Rorippa*属重新分类到*Nasturtiopsis*属提供了支持。

引言

芸苔科（Brassicaceae），也被称为芥菜科或卷心菜科，是全球最多样化且经济价值最高的植物科之一，包含超过3700种物种，分布于约370个属中，其中许多物种因其在营养、生态和药用方面的价值而受到重视（Ross, 2024; Ragab et al., 2025）。常见的可食用成员如卷心菜、西兰花、羽衣甘蓝和芥末不仅是日常饮食的重要组成部分，也在各种文化的传统医学和烹饪实践中长期被使用。该科的形态和生态多样性体现在其丰富的植物化学成分上，这些成分为其药理作用奠定了基础。

芸苔科植物尤其以其丰富的葡萄糖苷、羟基肉桂酸、黄酮类和其他酚类化合物而闻名，这些化合物具有广泛的抗氧化（Farid et al., 2022; Rahman et al., 2024）、抗炎（Elkhateeb et al., 2019）、抗菌（?ola et al., 2024）、抗癌（Marzouk et al., 2008; 2023）和抗阿尔茨海默病（Marzouk et al., 2020; Hegazi et al., 2025）活性。这些发现激发了人们对芸苔科植物化学成分在营养保健品和治疗应用中的兴趣，但研究主要集中在经济价值较高的属如*Brassica*、*Raphanus*和*Lepidium*上。相比之下，许多较少为人知且地理分布受限的物种仍被忽视。

*Rorippa*属，通常被称为黄水芹或淡水苦苣菜，就是这样一个研究不足的群体。其物种多栖息于湿地和水生生态系统，对生态多样性有所贡献，有时也被用于当地烹饪或药用。初步研究表明，这类植物含有具有抗氧化、抗炎和抗菌潜力的生物活性代谢物（Marzouk et al., 2010; 2016）。然而，与其他芸苔科成员相比，该属在化学成分和生物活性方面的研究仍然不足。在该属中，*Rorippa integrifolia* Boulos已被归入*Nasturtiopsis*属，形成了新的物种名称*Nasturtiopsis integrifolia*（Boulos）（Abdel Khalik & Bakker, 2007），这一分类基于形态学和系统发育证据。*N. integrifolia*是埃及特有物种之一（El-Khalafy et al., 2021; Abd El-Ghani et al., 2024），尽管具有重要的生态和植物学意义，但目前尚无研究对其植物化学成分或药理潜力进行探讨。这一空白值得关注，因为特有植物往往具有由其进化背景和生态环境塑造的独特代谢特征，使其成为发现新型生物活性化合物的理想候选对象。

因此，本研究旨在首次对*N. integrifolia*进行全面的植物化学分析，并评估其提取物是否具有抗氧化和抗炎特性，从而探讨其潜在的治疗价值。同时，我们将比较*N. integrifolia*的植物化学成分与其他研究较为深入的芸苔科物种，以评估这一鲜为人知的特有物种是否能够扩展该科内未充分研究的分类单元的药理价值。最后，根据所确定的黄酮类成分特征，可以考虑将其分类归入*Nasturtiopsis*属而非*Rorippa*属。

化学试剂

所使用的化学试剂均购自Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）：1,1-二苯基-2-吡啶基肼（DPPH·）、丁基化羟基甲苯（BHT）、抗坏血酸（维生素C）、多奈哌齐、乙酰胆碱酯酶、环氧化酶（COX-1和COX-2）、乙酰胆碱碘化物、DTNB、酪氨酸酶、L-多巴和曲酸试剂；Griess试剂购自印度孟买的Fine-Chem. Ltd.；SNP（亚硝基普鲁士蓝）购自埃及开罗的The Arab Drug Company（ADCO）。

总酚类和黄酮类含量（TPC & TFC）

*N. integrifolia*的甲醇提取物显示较高的总酚类含量（TPC：113.7 ± 0.0022 μg GAE/g）和黄酮类含量（TFC：26.3 ± 0.0049 μg Q/g），这与许多芸苔科物种相似（Farid et al., 2022; Hegazi et al., 2025; Ragab et al., 2025）。

LC-MS/MS代谢物鉴定（结合分子网络技术）

表1总结了通过LC-MS/MS分析（负离子模式）在*N. integrifolia*的水甲醇提取物中初步鉴定的54种代谢物，涵盖了有机酸、氨基酸、酚类等丰富的植物化学成分。

讨论

本研究首次全面分析了*N. integrifolia*的植物化学成分和生物活性。利用LC-MS/MS结合分子网络技术，共鉴定出54种代谢物，包括多种次级代谢物，如黄酮类（23种）、皂苷（10种）以及酚酸及其衍生物（7种）。本研究中鉴定出的几种黄酮类和酚酸此前已有相关报道。

结论

本研究首次对埃及特有芸苔科植物*N. integrifolia*进行了植物化学和生物学评估。LC-MS/MS分析显示其具有丰富的代谢物谱型，体外实验表明其具有显著的抗氧化、抗炎和酶抑制活性。这些发现表明该植物作为生物活性化合物的来源具有潜在的营养保健品、药理和皮肤化妆品应用价值。虽然本研究主要提供了定性分析结果，但仍为进一步研究奠定了基础。

作者贡献声明

Faten M. Ibrahim：撰写初稿、数据可视化、验证、监督、软件使用、资源管理、项目规划、方法设计、实验设计、资金获取、数据分析、概念构建。Mona O. El Shabrawy：数据可视化、验证、监督、软件使用、资源管理、项目规划、方法设计、实验设计、资金获取、数据分析、概念构建。Mohamad Fawzi Mahomoodally：撰写初稿。

未引用参考文献

Ibrahim et al., 2024b; Mahomoodally et al., 2019.

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。