Salvia marashica和Salvia multicaulis作为天然成分的精油：植物化学组成、抗氧化活性、酶抑制和分子对接研究

《Journal of Food Measurement and Characterization》：Essential oils from Salvia marashica and Salvia multicaulis as natural ingredients: phytochemical composition, antioxidant activity, enzyme inhibition, and molecular docking studies

　　

神经退行性和代谢性疾病日益增加的患病率强调了需要能够调节氧化应激和关键代谢酶的安全、天然且多功能的生物活性剂。在本研究中，研究人员调查了从Salvia marashica和S. multicaulis的地上部分获得的精油的化学组成和体外生物活性。通过水蒸气蒸馏提取精油，并使用气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析进行表征。鉴定出桉叶油醇（eucalyptol, 20.68%）和α-松油醇（α-terpineol, 11.16%）是S. marashica的主要成分，而S. multicaulis富含樟脑（camphor, 16.04%）和桉叶油醇（13.34%）。使用DPPH、ABTS、FRAP和CUPRAC测定评估了抗氧化活性，结果显示S. marashica精油在大多数测定中表现出更高的抗氧化潜力。酶抑制研究表明，S. marashica精油对乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase, AChE）和丁酰胆碱酯酶（butyrylcholinesterase, BChE）表现出更强的抑制效果（IC₅₀ = 114.579 和 138.028 μg/mL），表明其与阿尔茨海默病相关酶调节的潜在相关性。相比之下，S. multicaulis精油表现出更有效的α-葡萄糖苷酶（α-glucosidase）抑制（IC₅₀ = 77.270 μg/mL），显示出有前景的抗糖尿病潜力。为支持实验结果，研究人员对52个已鉴定的成分针对α-淀粉酶（α-amylase）、α-葡萄糖苷酶、乙酰胆碱酯酶、丁酰胆碱酯酶和酪氨酸酶（tyrosinase）进行了分子对接研究。含氧倍半萜类，特别是β-桉叶醇（β-eudesmol）、古巴醇（cubedol）和石竹烯氧化物（caryophyllene oxide），表现出最强的结合亲和力，为观察到的活性提供了分子基础。本研究首次报道了S. marashica精油的化学组成和生物活性，并首次提供了S. multicaulis精油抗糖尿病潜力的证据，突出了它们作为天然多功能生物活性剂的潜力。

神经退行性和代谢性疾病（如阿尔茨海默病和2型糖尿病）的日益流行，凸显了对能够同时调节氧化应激和关键代谢酶的安全、天然多功能生物活性剂的需求。植物精油因其丰富的次生代谢产物和广泛药理活性而备受关注。鼠尾草属（Salvia L.，唇形科）植物在传统医学中常用于治疗炎症、感染和认知障碍，其精油已被报道具有抗氧化、抗糖尿病和神经保护作用。然而，许多鼠尾草物种，尤其是地方性特有物种，研究尚不充分。S. marashica（土耳其名为Mara? ada?ay?）是土耳其Kahramanmara?地区的特有多年生亚灌木，其精油化学组成和生物活性此前从未被报道。S. multicaulis是一种多年生草本植物，虽有一些化学研究，但其精油的抗糖尿病活性尚缺乏系统评估。为填补这一空白，研究人员收集了这两种植物的地上部分，系统分析了其精油的植物化学组成、抗氧化活性、关键酶抑制活性，并借助分子对接揭示分子机制。该论文发表于《Journal of Food Measurement and Characterization》。

研究人员为开展研究主要采用了以下关键技术方法：植物材料于2022年6月采集自土耳其Kahramanmara?的Sar??ukur（坐标分别为37°40′42″ N, 36°54′38″ E和37°40′59″ N, 36°53′12″ E），由Prof. Dr. Osman Tugay鉴定并保存凭证标本于科尼亚塞尔丘克大学药学院植物标本室（编号KNYA 30.216和30.215）。精油通过水蒸气蒸馏（Clevenger装置，欧洲药典11.0法）提取，得率基于干重计算。化学组成采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）测定，色谱柱为Restek Rtx-5MS，采用程序升温，质谱为全扫描电子轰击（EI）模式。体外生物活性测定包括：DPPH、ABTS、FRAP和CUPRAC法评估抗氧化活性；α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制实验（以阿卡波糖为阳性对照）评估抗高血糖活性；乙酰胆碱酯酶（AChE）和丁酰胆碱酯酶（BChE）抑制实验（以多奈哌齐为阳性对照）评估抗胆碱酯酶活性；酪氨酸酶抑制实验（以曲酸为阳性对照）评估抗黑色素生成活性。分子对接采用Schr?dinger Suite v2024-2，对52个鉴定成分与α-淀粉酶（PDB ID: 1B2Y）、α-葡萄糖苷酶（3TOP）、AChE（7E3H）、BChE（4BDS）和酪氨酸酶（5M8M）的晶体结构进行对接，以Glide Gscore评价结合亲和力。

研究结果如下：

**Gas chromatography results（气相色谱结果）**：通过GC-MS分析，S. marashica精油（SMEO）中主要成分为桉叶油醇（eucalyptol, 20.68%）和α-松油醇（α-terpineol, 11.16%）；S. multicaulis精油（SMTEO）中主要成分为樟脑（camphor, 16.04%）和桉叶油醇（13.34%）。这是首次报道S. marashica精油的化学组成。文献对比表明，S. multicaulis精油的化学组成因地理和采收时期存在变异，本研究中桉叶油醇和樟脑的高含量与部分文献一致。

**The results of the Antihyperglycemic Activity（抗高血糖活性结果）**：在α-淀粉酶抑制实验中，SMEO的IC₅₀为170.167 μg/mL，与阳性对照阿卡波糖（160.628 μg/mL）接近，且显著优于SMTEO。在α-葡萄糖苷酶抑制实验中，SMTEO表现出更强抑制（IC₅₀ = 77.270 μg/mL），与阿卡波糖（74.633 μg/mL）相当，而SMEO活性较弱。这表明两种精油对碳水化合物水解酶具有选择性抑制，SMTEO尤其有前景的抗糖尿病潜力。

**The results of the anticholinesterase activity（抗胆碱酯酶活性结果）**：SMEO对AChE和BChE的抑制更强，IC₅₀分别为114.579和138.028 μg/mL，与阳性对照多奈哌齐（154.099和173.794 μg/mL）在同一量级内。SMTEO的抑制活性中等（AChE IC₅₀ = 165.180 μg/mL, BChE IC₅₀ = 252.794 μg/mL）。统计检验显示两者与多奈哌齐存在显著差异（p < 0.05）。SMEO的双重抑制活性表明其可能对阿尔茨海默病相关的胆碱能缺陷有调节作用。

**The results of the antityrosinase activity（抗酪氨酸酶活性结果）**：两种精油对酪氨酸酶均有中等抑制活性，SMEO和SMTEO的IC₅₀分别为584.163和563.259 μg/mL，均高于曲酸（267.508 μg/mL），差异显著（p < 0.05）。这与文献中S. multicaulis精油的报道一致，而S. marashica的该活性为首次报道。

**The results of antioxidant Activity（抗氧化活性结果）**：SMEO在ABTS（542.001 μmol Trolox当量/g）、FRAP（2327.708 μmol Fe²⁺/g）和CUPRAC（137.348 μmol Trolox当量/g）测定中表现出更高的抗氧化能力；而SMTEO在DPPH测定中具有更强的自由基清除活性（IC₅₀ = 246 μg/mL）。两种精油在ABTS测定中的活性与BHA相当，表明其作为天然抗氧化剂的潜力。

**In silico docking evaluation of essential oil constituents（精油成分的计算机对接评估）**：对52个成分与五种靶酶进行分子对接，以Glide Gscore评估结合强度。β-桉叶醇（β-eudesmol）在多数靶酶中表现最佳，对AChE、BChE和α-淀粉酶的Gscore分别为-7.99、-6.81和-4.89 kcal/mol，通过氢键（如与Asp197、Glu202、Glu197）和疏水作用稳定结合。古巴醇（cubedol）对α-葡萄糖苷酶（Gscore = -5.56 kcal/mol）通过氢键和疏水作用结合。石竹烯氧化物（caryophyllene oxide）对BChE（-6.07 kcal/mol）和酪氨酸酶（-4.03 kcal/mol）有较强结合。八氢茚-1-酮（octahydroinden-1-one）对酪氨酸酶通过锌离子配位和疏水作用结合（Gscore = -4.82 kcal/mol）。其他如kaur-16-ene、胡椒酮（piperitone）等也表现良好。弱结合成分如β-月桂烯（β-myrcene）Gscore > -3.0 kcal/mol，贡献较小。对接结果与体外抑制活性趋势一致，确认含氧倍半萜是主要活性贡献成分。

在讨论部分，研究人员将本研究的活性结果与已报道的鼠尾草属精油（如S. officinalis、S. lanigera、S. dominica等）进行了比较，指出桉叶油醇和α-松油醇可能是共同活性成分，但不同物种间活性的差异表明多种成分的协同作用。分子对接结果为观察到的酶抑制提供了分子层面的合理解释，并指出β-桉叶醇等化合物是值得进一步研究的先导分子。研究结论翻译如下：

本研究证明了S. marashica和S. multicaulis的精油具有独特且互补的生物活性。S. marashica精油表现出更强的抗氧化能力以及对乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶的抑制作用，而S. multicaulis精油则对α-葡萄糖苷酶具有显著抑制活性。两种精油均对酪氨酸酶显示中等抑制，表明其对多种酶具有广谱调节作用。观察到的生物活性与其化学组成一致，尤其是桉叶油醇、α-松油醇和含氧倍半萜的存在。分子对接分析通过揭示含氧倍半萜类（包括β-桉叶醇、古巴醇和石竹烯氧化物）通过氢键和疏水作用与靶酶活性位点紧密结合，支持了体外实验结果。这些结果表明，精油的生物效应可能由多个成分的协同作用而非单一化合物介导。未来的研究应侧重于这些酶抑制和抗氧化特性的体内验证，并结合详细的毒性和药代动力学评估。此外，获取并独立评估精油中关键成分可能有助于阐明构效关系，并进一步支持开发这些精油或其组分作为管理代谢、神经退行性和氧化应激相关疾病的天然制剂。