英文名: Gallocatechin gallate
中文别名:
英文别名: (-)-Gallocatechin gallate; GCG
Cas 号: 4233-96-9
产品编码：BP0611
分子式: C22H18O11
分子量: 458.375
来源: 绿茶
纯度: 95%~99%
分析方法: HPLC-DAD or/and HPLC-ELSD
鉴定方法: 质谱（Mass）, 核磁（NMR）
包装: 棕色小玻璃瓶，标准包装10mg，20mg，50mg；可以按客户需求包装。
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没食子儿茶素没食子酸酯的HPLC图谱
没食子儿茶素没食子酸酯的HPLC图谱
储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃
197.37
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否
是
否
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无
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是
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是
否
天然产物一直是创新药物发现的重要源泉，其中黄酮类化合物因其广泛的生物活性而备受关注。没食子儿茶素没食子酸酯（Gallocatechin gallate， GCG）作为一种重要的儿茶素类多酚化合物，是绿茶中天然存在的活性成分之一。其CAS号为4233-96-9，化学结构上属于(-)-没食子儿茶素的没食子酸酯。GCG不仅作为植物代谢物存在，更被证实具有多种药理活性，包括潜在的抗肿瘤作用、对SARS冠状病毒主要蛋白酶（EC 3.4.22.69）的抑制活性，以及作为人类外源代谢物参与机体调节。近年来，随着对氧化应激在多种慢性疾病（如癌症、神经退行性疾病、心血管疾病）中核心作用认识的加深，GCG强大的抗氧化损伤能力及其背后的分子机制成为研究热点。本文旨在系统综述GCG的化学特性、植物来源、药理活性，特别是其通过调控NRF2等关键靶点发挥抗氧化作用的分子机制，并对其成药性及临床应用前景进行评价与展望。
没食子儿茶素没食子酸酯（GCG）的分子式为C22H18O11，分子量为458.3750。其结构核心是黄烷-3-醇骨架，具体而言，是(-)-没食子儿茶素（(-)-gallocatechin）的C环上(3R)-羟基与没食子酸（gallic acid）的羧基通过酯键连接而成。这种结构使其同时具备儿茶素母核和没食子酰基的化学特征，属于多酚类化合物中的儿茶素没食子酸酯亚类。
其化学结构决定了其独特的理化性质。GCG分子中含有多个酚羟基，使其具有较强的极性和氢键供体/受体能力，其拓扑极性表面积（TPSA）高达197.3700 Ų。其脂水分配系数（LogP）约为1.9840，表明其具有一定的亲脂性，但整体仍偏向于亲水性。实验测得的水溶性约为0.3279 mg/mL，属于微溶范畴。这些性质直接影响其生物利用度和体内分布。值得注意的是，GCG分子中存在多个手性中心，其天然存在形式通常具有特定的立体构型，这与其生物活性密切相关。此外，GCG分子中的邻苯二酚（儿茶酚）结构和没食子酰基使其极易被氧化，也是其发挥强大抗氧化和自由基清除能力的化学基础。
GCG在自然界中分布相对集中，最主要的植物来源是山茶科植物，特别是茶树（Camellia sinensis）。在绿茶中，GCG是含量仅次于表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）的儿茶素类成分之一。此外，文献报道其亦可从卫矛科植物南蛇藤（Celastrus orbiculatus）等药用植物中分离得到。在不同茶树品种、种植条件、采摘季节以及茶叶加工工艺（尤其是发酵程度）的影响下，茶叶中GCG的含量会有显著差异。通常，非发酵的绿茶中保留了更高含量的GCG等酯型儿茶素。
从植物材料中提取GCG通常遵循多酚类化合物的通用提取策略。溶剂提取法是最常用的方法，其中水、甲醇、乙醇、丙酮及其不同比例的水溶液是常见的提取溶剂。为了提高提取效率和选择性，现代提取技术如超声波辅助提取、微波辅助提取和加压液体萃取已被广泛应用。这些技术通过物理效应（空化、加热、压力）加速溶剂渗透和化合物溶出，缩短提取时间，减少溶剂消耗。
提取后的粗提物需要经过一系列分离纯化步骤才能获得高纯度的GCG。常规流程包括：利用乙酸乙酯等有机溶剂进行液-液萃取富集多酚；随后采用柱层析技术，如硅胶柱层析、聚酰胺柱层析或葡聚糖凝胶（Sephadex LH-20）柱层析进行初步分离。Sephadex LH-20柱层析因其对多酚类化合物良好的分离效果而被特别推荐。最终的高纯度制备通常依赖于高效液相色谱（HPLC），尤其是制备型或半制备型HPLC。反相C18色谱柱结合水-甲醇或水-乙腈（常含少量甲酸或乙酸以改善峰形）的梯度洗脱系统是分离GCG及其异构体（如EGCG）的有效方法。提取与分离过程的优化需综合考虑目标产物纯度、得率、环境友好性及成本。
大量体外与体内研究证实，GCG具有多样且显著的药理活性。
1. 抗氧化损伤活性： 这是GCG最基础且核心的生物活性。其分子中丰富的酚羟基能有效清除多种活性氧自由基（ROS）和活性氮自由基（RNS），如超氧阴离子、羟自由基、过氧亚硝基阴离子等。在细胞模型中，GCG能显著减轻由过氧化氢（H2O2）、紫外辐射、化学毒物等诱导的氧化应激损伤，提高细胞存活率，降低脂质过氧化产物（如MDA）水平，保护蛋白质和DNA免受氧化破坏。在动物模型中，GCG对氧化应激相关的肝损伤、肾损伤、神经损伤等均显示出良好的保护作用。
2. 抗肿瘤活性： GCG对多种肿瘤细胞系表现出生长抑制和促凋亡作用，包括乳腺癌、前列腺癌、肝癌、结肠癌、肺癌等。其抗肿瘤机制是多方面的，包括：诱导细胞周期阻滞（常在G1期或G2/M期）、激活线粒体途径和死亡受体途径诱导细胞凋亡、抑制肿瘤细胞侵袭和转移相关蛋白（如MMPs）的表达、抑制肿瘤血管生成（抗VEGF信号）以及通过上述抗氧化作用间接影响肿瘤微环境。
3. 抗病毒活性： 研究显示，GCG能够抑制SARS冠状病毒主要蛋白酶（3CLpro， EC 3.4.22.69）的活性，该蛋白酶对病毒复制至关重要，提示GCG或其结构衍生物可能具有抗冠状病毒感染的潜力。此外，其对其他一些病毒（如流感病毒、HIV）也有一定的抑制作用。
4. 其他活性： GCG还表现出抗炎、保护心血管（改善内皮功能、降血脂）、神经保护（在阿尔茨海默病、帕金森病模型中）、抗肥胖和改善胰岛素抵抗等潜在活性。这些活性往往与其强大的抗氧化和抗炎特性交织在一起。
GCG的药理作用，尤其是其对抗氧化损伤的核心作用，是通过调控复杂的细胞信号网络和作用于多个分子靶点实现的。其作用机制并非单一途径，而是多靶点、多层次的。
1. NRF2/ARE信号通路的核心调控作用：
这是GCG发挥抗氧化应激作用的最关键分子机制。核因子E2相关因子2（NRF2， 由NFE2L2基因编码）是细胞抗氧化反应的中枢调节因子。在静息状态下，NRF2与其抑制蛋白Keap1结合于细胞质中，并被泛素化降解。当受到氧化应激或GCG等亲电化合物刺激时，Keap1的构象发生改变，导致NRF2解离、稳定并转移至细胞核。在核内，NRF2与抗氧化反应元件（ARE）结合，启动一系列II相解毒酶和抗氧化蛋白的转录。
GCG能够直接或间接地干扰Keap1-NRF2相互作用，促进NRF2的核转位和激活。研究表明，GCG的没食子酰基部分可能作为亲电子体，与Keap1蛋白中的关键半胱氨酸残基发生迈克尔加成反应，从而稳定NRF2。激活的NRF2进而上调一系列关键的抗氧化和细胞保护基因的表达，包括：
- 超氧化物歧化酶（SOD1， SOD2）： 催化超氧阴离子歧化为H2O2和O2。
- 过氧化氢酶（CAT）： 将H2O2分解为水和氧气。
- 谷胱甘肽过氧化物酶（GPX1）： 利用谷胱甘肽还原H2O2和有机过氧化物。
- 血红素加氧酶-1（HMOX1）： 催化血红素降解，产生具有抗氧化、抗炎作用的胆绿素和一氧化碳。
通过这一核心通路，GCG系统性地增强了细胞的内源性抗氧化防御能力。
2. 直接清除自由基与金属离子螯合：
除了激活内源性通路，GCG本身作为一个多酚分子，能够通过提供氢原子或电子直接中和自由基，终止自由基链式反应。此外，其邻苯二酚结构能有效螯合过渡金属离子（如Fe2+、Cu2+），阻止这些离子通过Fenton反应催化产生高毒性的羟自由基。
3. 对其他信号通路的影响：
GCG的活性不仅限于抗氧化。它还通过调节其他信号通路发挥广泛作用：
- 抗炎作用： 抑制核因子κB（NF-κB）和激活蛋白-1（AP-1）的激活，从而下调炎症因子（如TNF-α， IL-6， COX-2， iNOS）的表达。
- 促凋亡与抗增殖作用： 调控PI3K/Akt、MAPK（ERK， JNK， p38）、p53等信号通路，影响肿瘤细胞的存活、增殖和凋亡。
- 代谢调节： 激活AMPK通路，影响能量代谢和脂肪酸氧化。
综上所述，GCG通过直接化学作用和间接信号调控，形成了一个以激活NRF2通路为核心，协同调节炎症、凋亡、代谢等多条通路的网络化作用机制，这为其多效性的药理活性提供了分子基础。
尽管GCG在体外显示出卓越的生物活性，但其成药性面临一系列挑战，这主要源于其物理化学性质和体内代谢特点。
1. 理化性质与吸收、分布：
GCG中等极性的特点（LogP ~1.98）使其具有一定的膜渗透性，但其较高的分子量和TPSA，以及作为P-糖蛋白底物的可能性，限制了其被动扩散效率。口服后，GCG在胃肠道中吸收不完全且不稳定，易在碱性肠液中发生差向异构化（转变为表型异构体）和氧化。其血脑屏障透过性被预测为“低”，这可能会限制其对中枢神经系统疾病的治疗效果。
2. 代谢与消除：
GCG在体内经历广泛的代谢。首过效应显著，主要代谢场所包括肠道、肝脏和结肠微生物群。代谢途径包括：I相代谢（如儿茶酚-O-甲基转移酶COMT催化的甲基化、羟基化）、II相结合代谢（与葡萄糖醛酸、硫酸结合）以及微生物代谢（在结肠被分解为更小的酚酸，如没食子酸和戊内酯衍生物）。这些代谢产物大多极性增加，通过尿液或胆汁迅速排出体外。因此，GCG的原形药物在血浆中的浓度通常较低且半衰期短（约数小时），限制了其生物利用度。
3. 安全性初步评价：
根据提供的成药性参数，GCG对hERG钾通道无显著抑制作用（hERG抑制：否），提示其引起心脏QT间期延长的风险较低。Ames试验结果为0.6（通常认为小于2为阴性），初步表明其无明显的遗传毒性。然而，高剂量儿茶素类化合物（尤其是EGCG）曾报道与肝毒性相关，GCG的安全性，特别是长期、高剂量给药的毒理学特征，仍需系统的临床前和临床研究进行评估。
4. 剂型策略：
为了提高GCG的生物利用度和稳定性，研究人员正在探索多种先进的药物递送策略，包括：
- 脂质体/纳米粒包裹： 提高其在水介质中的溶解度和稳定性，保护其免于降解，并可能实现被动靶向。
- 磷脂复合物： 改善其脂溶性和膜渗透性。
- 前药修饰： 通过化学修饰（如酯化、糖基化）提高其稳定性和吸收。
- 共给药策略： 与维生素C、胡椒碱等物质联用，以抑制其代谢或氧化。
GCG作为一种多靶点、多功效的天然活性分子，在预防和治疗多种与氧化应激密切相关的慢性疾病方面展现出广阔的应用前景。
1. 疾病预防与营养补充剂：
作为绿茶提取物的主要成分之一，GCG已广泛应用于膳食补充剂和功能性食品领域，用于日常抗氧化、增强免疫力、辅助代谢健康。其在癌症化学预防（特别是对高风险人群）、心血管疾病一级预防、神经退行性疾病早期干预等方面具有潜在价值。
2. 作为治疗药物的开发：
- 肿瘤辅助治疗： GCG可与常规化疗、放疗联用，可能起到增敏、减毒（减轻氧化损伤副作用）的作用。针对特定肿瘤类型（如对NRF2通路依赖的肿瘤），开发靶向性更强的GCG衍生物或纳米制剂是方向之一。
- 代谢性疾病： 基于其AMPK激活和抗炎作用，GCG在非酒精性脂肪肝病、2型糖尿病及其并发症的防治中具有研究价值。
- 病毒性疾病： 针对其抑制SARS-CoV-2 3CLpro的活性，可进行结构优化，开发新型抗冠状病毒先导化合物。
- 皮肤疾病与光保护： 其抗氧化和抗炎特性可用于开发治疗皮炎、银屑病或预防紫外线皮肤损伤的外用制剂。
3. 挑战与未来方向：
未来研究需着力解决以下关键问题：
- 生物利用度瓶颈： 持续开发高效、安全的递送系统是推动其向药物转化的核心。
- 机制深度解析： 需要更精确地阐明GCG在复杂生物网络中的作用节点，特别是其不同活性（如促生存与促凋亡）之间的平衡与调控条件，以避免潜在的双刃剑效应（如NRF2在特定肿瘤中的促生存作用）。
- 临床证据积累： 目前大多数证据来自临床前研究，亟需设计严谨的人体临床试验，以确证其在不同疾病背景下的有效性、最佳剂量和长期安全性。
- 结构优化与合成： 通过药物化学手段对GCG进行结构修饰，在保留其核心药效团的同时，改善其药代动力学性质和靶向性，是获得更优候选药物的理性途径。
没食子儿茶素没食子酸酯（GCG）是自然界赋予的一种具有丰富生物活性的多酚化合物。其强大的抗氧化损伤能力，主要通过激活NRF2/ARE这一细胞防御总开关，协同上调SOD、CAT、GPX、HMOX1等一系列内源性抗氧化酶的表达来实现。这一核心机制构成了其抗肿瘤、抗炎、神经保护、心血管保护等多重药理活性的共同基础。尽管其在成药性上面临着生物利用度低、代谢迅速等挑战，但随着药物递送技术的进步和对其作用机制认识的深化，这些障碍正逐步被克服。从作为功能性食品成分到作为治疗药物的先导化合物，GCG的研究价值日益凸显。未来，通过多学科交叉合作，将基础研究的发现转化为临床应用的成果，GCG及其衍生物有望在人类对抗氧化应激相关疾病的进程中发挥更重要的作用，彰显天然产物在现代药学中的持久生命力。
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