J. Future Foods | 番石榴（guava）中的杂萜及其生物活性研究进展

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Highlight

• 对来源于药食同源番石榴（Psidium guajava L.）中的杂萜（meroterpenoids）成分进行了综述；

• 详细总结了这些杂萜的结构类型、生源途径、生物活性等信息；

• 对番石榴杂萜体内外作用机制、功能性食品开发等方向进行了展望。

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Introduction

番石榴（Psidium guajava L，图1 ），为常绿乔木，其果实香气甜美，具有较高的营养价值，维生素C含量是橙子的4 倍，已被用于生产果汁、饮料、花蜜等。番石榴叶可入茶，煎剂有助于治疗胃部疾病。番石榴在中药中常被用于治疗糖尿病和腹泻，番石榴叶的汤剂在东南亚被用作口腔溃疡的漱口剂，在尼日利亚被用作抗菌剂。此外，番石榴在治疗皮肤和伤口方面也有一些特殊用途。例如，墨西哥、巴西、菲律宾和尼日利亚的人们使用番石榴膏来治疗皮肤病和伤口感染。许多药理学研究表明，番石榴具有抗氧化、保肝、抗菌、抗糖尿病、抗炎和抗癌活性。

番石榴原产于墨西哥南部到南美洲北部的热带地区，由于番石榴能够很好地适应各种环境条件，许多热带和亚热带气候的国家都种植了番石榴树。据联合国粮食及农业组织（FAO）估计，全世界番石榴产量每年超过230万t。印度是世界上主要的番石榴生产国，其次是中国、墨西哥、埃及和巴西。

近年来，化学家和药理学家对番石榴的化学成分和生物活性进行了研究，报道了三萜、黄酮、杂萜、单宁等多种类型的次生代谢产物。杂萜（meroterpenoids）是番石榴中的特征性成分，目前从其果实和叶子中都有鉴定到各种类型的杂萜，尤其是叶子中居多。为了让读者更全面的了解番石榴中的杂萜，本篇综述对2007到2022年来源于番石榴的杂萜的进行了化学结构、生源途径、生物活性的归纳和总结。

图1 番石榴的花、叶和果实

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Results and discussion

截止2022年5月，文献报道从番石榴分离鉴定了75 个杂萜。根据其结构类型，本文将番石榴杂萜分为三种结构类型：（1）酰基间苯三酚偶联倍半萜杂萜；（2）酰基间苯三酚单萜杂萜；（3）酰基间苯三酚偶联单萜/倍半萜杂合黄酮型杂萜。偶联的倍半萜有：β-石竹烯（β-caryophyllene）、双环吉马烷（bicyclogermacrane）、葎草烯（humulene）, 香木兰烷（aromadendrane）、杜松烷（cadinane）、桉烷（eudesmane）、荜澄茄油烯（cubebene）和Sesquisabinene B。偶联的单萜有：侧柏烷（thujane） 和蒎烷（pinnae）。这些萜类和酰基间苯三酚呈现出不同的偶联方式，部分化合物为同分异构体、差向异构体或消旋体，其立体构型的确认是一大挑战（图2）。

图2 番石榴中报道的不同结构类型的杂萜

根据番石榴的传统用法，对于其杂萜的生物活性研究主要聚焦于抗糖尿病和抗肿瘤活性。番石榴叶甲醇提取物对蛋白酪氨酸磷酸酶1B (Protein Tyrosine Phosphatase 1B, PTP1B)有较好的抑制活性，在浓度为30 μg/mL时，抑制率可达到87%。进一步的研究表明多个杂萜具有显著的抑制PTP1B活性，其中Psiguadiol A (14)的IC 50 值为4.7 μmol/L，强于阳性对照药齐墩果酸。番石榴杂萜还具有很好的抗肿瘤活性，如Guajadial B (30)对人肺癌细胞株A549表现出显著的抑制作用，其IC 50 值为150 nmol/L；Psiguajavadial A (64)、 Psiguajavadial B (10)、Guajadial B (30)、Guajadial C (33)和Guajadial F (39) 具有抑制Top1断裂DNA活性，是一类Top1催化型抑制剂；进一步研究表明Psiguajavadials A和B在细胞内能够阻碍Top1介导的DNA断裂，从而诱导肿瘤细胞的凋亡。此外，部分番石榴中杂萜显示出一定的抗菌、抗炎活性，如Psiguajadials A-K为磷酸二酯酶4（PDE4）抑制剂，其IC50值在1.34~7.26 μmol/L间（图3）。但这些研究目前仅停留在体外活性方面，体内活性未见相关报道。

图3 代表性活性化合物的结构

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Conclusion

本篇综述了来源于番石榴的杂萜天然产物，总结了75个番石榴的杂萜结构类型、生源、生物活性和作用靶点。其生物活性主要包含抗糖尿病、抗癌、抗炎、抗菌等。其潜在的作用机制主要包括抑制糖尿病相关靶蛋白PTP1B，抑制DNA top1 酶、抑制磷酸二酯酶-4（PDE-4）等，但确切的作用靶点及体内活性评价仍需进一步研究。这些研究结果为药食同源的番石榴在功能性食品、先导分子的发现与优化等方面的深度开发利用提供了新的思路。

第一作者简介

邹昕峰，男，共青团员，云南大学与中科院昆明植物研究所联合培养硕士研究生（在读），2021年云南大学优秀研究生干部。主要研究方向为可食用植物中酰基间苯三酚衍生物的结构与功能。以第一作者在 Journal of Future Food 发表论文一篇，其它论文在撰写中。

通信作者简介

刘海洋，博士，中国科学院昆明植物研究所，博士生导师。云南省中青年学术和技术带头人，云南省产业技术领军人才，享受云南省政府特殊津贴。主要从事天然药物化学、药用植物资源学和中药资源的创新利用等研究。开展了40余种药用植物的化学成分和生物活性研究，发现了一类活性强于罗格列酮的新型胰岛素增敏剂、强活性的抗肿瘤化合物以及止血新资源植物，正在开展作用机制和成药性研究，部分研究成果已经转让给企业，实现了产业化。在Angew. Chem. Int. Edit.、Org. Lett.、J. Biol. Chem.、Eur. J. Med. Chem.、Cell Res.等刊物上发表论文130余篇，其中100多篇被SCI收录，获得授权发明专利11件。主持1项NSFC-云南省联合基金、5项国家自然科学基金面上及云南省省重点项目。获云南省科技进步特等奖/一等奖、中国科学院科技促进发展奖科技贡献奖。

A review of meroterpenoids and of their bioactivity from guava (Psidium guajava L.)

Xinfeng Zoua,b,c, Haiyang Liua,b,*

a State Key Laboratory of Phytochemistry and Plant Resources in West China, Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650201, China

b Yunnan Characteristic Plant Extraction Laboratory, Kunming 650106, China

c School of Life Sciences, Yunnan University, Kunming 650500, China

*Corresponding author.

Abstract

Psidium guajava Linn. (family Myrtaceae), is commonly known as guava. Guava is consumed in large quantities throughout the world due to its ease of cultivation and high nutritional value. As an important perennial fruit tree distributed around the world, guava has been widely used to manage various diseases in traditional medicine. Guava has been shown significant bioactivity such as antioxidant, anti-inflammatory, immunomodulatory, antimicrobial, antidiabetic, and anticancer properties. A large number of studies indicated that guava contains various type of phytochemicals including monoterpenes, sesquiterpenes, triterpenes, phenolics, and meroterpenoids. Among them, meroterpenoids are characteristic components of guava, which are hybrid of acylphloroglucinol with terpenoids (monoterpenes, sesquiterpenes). Modern pharmacological investigations showed intricate Psidium meroterpenoids possess a wide range of bioactivities. Although a large and growing body of literatures have investigated the Psidium meroterpenoids isolated from guava, a comprehensive review of Psidium meroterpenoids and their bioactivities has not been conducted. Therefore, this review provides a comprehensive compile of 75 meroterpenoids isolated from guava and their bioactivities between 2007 and May 2022. Furthermore, the possible biosynthesis way and future directions of Psidium meroterpenoids have also been discussed.

Reference:

ZOU X F, LIU H Y. A review of meroterpenoids and of their bioactivity from guava (Psidium guajava L.)[J]. Journal of Future Foods, 2023, 3(2): 142-154. DOI:10.1016/j.jfutfo.2022.12.005.

文章编译内容由作者提供

翻译/编辑：王佳红；责任编辑：张睿梅

Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。

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