产品名称: 光甘草醇
英文名: Glabrol
中文别名: 光甘草酚
英文别名:
Cas 号: 59870-65-4
产品编码:BP3963
分子式: C25H28O4
分子量: 392.495
来源:
物理性状:
化合物类型:
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，按客户需求包装。
存储: 贮存在避光密闭容器中，冷藏或者冷冻长期保存。
样品溶液最好临用新配。如果需要提前配制的话，最好分成独立包装冷冻保存（-20℃以下），临用前再取出解冻，通常可以保存2周。
可以满足克级以上大量需求，详情请咨询。
提供相关图谱和分析方法指导，可以提供包括色谱柱，标准品和分析方法在内的含量测定整体服务包，价格优惠。
光甘草醇的HPLC图谱
储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃
66.76
5.35
5.34
0.03
3.64
19.08
低
91.92
3.41
否
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是
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无
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天然产物作为药物发现的重要源泉，在人类与疾病的漫长斗争史中扮演着不可替代的角色。黄酮类化合物，作为自然界中分布最为广泛的一类次生代谢产物，因其结构多样性和广泛的生物活性而备受关注。其中，异戊二烯类黄酮（Prenylated flavonoids）是黄酮家族中一个独特且重要的亚类，其结构特征在于黄酮母核上连接有亲脂性的异戊二烯基侧链。这一结构修饰不仅增强了化合物的脂溶性，从而影响其与生物膜和靶点蛋白的相互作用，还常常赋予其独特的药理活性，使其在抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗菌以及代谢调节等多个领域展现出巨大的应用潜力。
甘草（Glycyrrhiza species），作为一种历史悠久的传统药用植物，素有“国老”之称，在中医临床实践中应用广泛，常用于调和诸药、清热解毒、止咳化痰等。现代药理学研究证实，甘草含有多种活性成分，包括三萜皂苷（如甘草酸）、黄酮类化合物（如甘草苷、异甘草素）以及异戊二烯类黄酮等。光甘草醇（Glabrol），正是从甘草根中分离得到的一种具有代表性的异戊二烯类黄酮。其化学名为4',7-二羟基-8,3'-二异戊二烯基黄烷酮，因其独特的分子结构和显著的生物活性，特别是作为酰基辅酶A：胆固醇酰基转移酶（ACAT）的有效抑制剂，引起了药物化学家和药理学家的广泛关注。
ACAT是一种关键的细胞内酶，负责催化游离胆固醇与长链脂肪酸酯化生成胆固醇酯。这一过程在维持细胞内胆固醇稳态、脂蛋白组装以及动脉粥样硬化斑块的形成中起着核心作用。因此，ACAT抑制剂被认为是治疗高胆固醇血症和动脉粥样硬化等心血管疾病的潜在药物靶点。光甘草醇被发现能够非竞争性地抑制大鼠肝脏微粒体ACAT活性，其半数抑制浓度（IC50）为24.6 μM，这一发现为开发新型降脂药物提供了重要的先导化合物。
除了在胆固醇代谢调节方面的突出作用，光甘草醇还展现出多方面的药理活性，尤其是在抗氧化领域。氧化应激是众多疾病，包括心血管疾病、神经退行性疾病、炎症和衰老的共同病理基础。光甘草醇能够通过调节多个与抗氧化防御相关的分子靶点，如核因子E2相关因子2（NFE2L2/NRF2）、超氧化物歧化酶（SOD1/SOD2）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶1（GPX1）和血红素加氧酶1（HMOX1）等，来发挥其抗氧化和保护细胞的作用。此外，其对基质金属蛋白酶（MMP1和MMP3）和酪氨酸酶（TYR）的潜在调节作用，也暗示了其在皮肤保护、抗衰老和美白等领域的应用前景。
本文旨在对光甘草醇这一天然产物进行全面的专业综述。我们将系统阐述其化学结构与理化性质，追溯其在植物中的来源与提取分离方法，深入探讨其已发现的药理活性及其背后的作用机制与分子靶点，并对其成药性、药代动力学特征进行客观评价。最后，我们将展望光甘草醇在临床转化中的应用前景，并指出当前研究存在的不足与未来的研究方向，以期为该化合物的深入开发与利用提供有价值的参考。
光甘草醇（Glabrol）的化学名称为4',7-二羟基-8,3'-二异戊二烯基黄烷酮，其CAS登记号为59870-65-4。从化学结构分类上看，它属于黄烷酮类化合物，是黄酮类家族的一个重要分支。黄烷酮的基本骨架由两个苯环（A环和B环）通过一个含氧的吡喃环（C环）连接而成，其C环为饱和的4-氧代-二氢吡喃环，即C2-C3位为单键。
光甘草醇结构的独特性主要体现在其母核上的取代模式。首先，在A环的C-7位和B环的C-4'位各有一个酚羟基（-OH），这两个羟基赋予了该分子一定的极性和形成氢键的能力，是其与生物靶点相互作用以及发挥抗氧化活性的关键基团。其次，也是最显著的结构特征，是在A环的C-8位和B环的C-3'位上各连接了一个异戊二烯基（3,3-二甲基烯丙基）侧链。这两个疏水性的异戊二烯基链极大地改变了分子的整体性质，使其从典型的极性黄酮类化合物转变为具有两亲性特征的分子。这种结构修饰被认为是其具有强效ACAT抑制活性和高脂溶性的根本原因。
在理化性质方面，光甘草醇的分子式为C25H28O4，分子量为392.4950 g/mol。其脂水分配系数（LogP）为5.3540，这是一个相对较高的数值，表明该化合物具有极强的亲脂性。高LogP值意味着光甘草醇易于穿透生物膜，但也可能导致其在水性环境（如血液）中的溶解度较差。其拓扑极性表面积（TPSA）为66.7600 Ų，这个数值处于中等水平，通常认为TPSA小于140 Ų的分子具有良好的口服吸收潜力，但光甘草醇的高LogP值可能会对其吸收产生复杂影响。其水溶性数据为0.0310 mg/mL，证实了其在水中的溶解度极低，这将是其制剂开发和体内递送面临的主要挑战之一。
光甘草醇的分子结构中包含两个酚羟基，因此具有一定的弱酸性。在碱性条件下，这两个羟基可能发生电离，从而提高其水溶性。此外，两个异戊二烯基双键的存在，使其对氧化和光解作用较为敏感。在储存和实验过程中，需要避光、低温并隔绝空气，以防止其降解。其紫外吸收光谱特征主要来源于A环的苯甲酰基系统和B环的桂皮酰基系统，最大吸收波长通常在280-290 nm和320-330 nm附近，这为其定性和定量分析提供了便利。
光甘草醇最初是从甘草属植物的根中分离得到的。甘草属（Glycyrrhiza）属于豆科（Fabaceae），全球约有30种，主要分布在欧亚大陆、美洲和澳大利亚的温带和亚热带地区。在传统医药和现代工业中，最常用的种类包括乌拉尔甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch.）、胀果甘草（Glycyrrhiza inflata Bat.）和光果甘草（Glycyrrhiza glabra L.）。其中，光甘草醇在光果甘草（G. glabra）中的含量相对较高，这也是其英文名“Glabrol”的由来。此外，在乌拉尔甘草和胀果甘草中也有发现，但含量可能因产地、品种、采收时间和生长条件而异。
光甘草醇在甘草根中主要以游离形式存在，通常与甘草酸、甘草苷等其他黄酮类和三萜类化合物共存。其提取过程通常遵循天然产物化学的经典流程，核心目标是利用其极性特征，将目标化合物从复杂的植物基质中高效地分离出来。
提取方法：
1. 原料准备：干燥的甘草根被粉碎至适当粒度，以增加溶剂接触面积。
2. 溶剂提取：鉴于光甘草醇的强亲脂性（高LogP值），通常选用中等极性至非极性的有机溶剂进行提取。最常用的溶剂是乙醇（特别是95%乙醇或无水乙醇），因为乙醇对黄酮类化合物具有良好的溶解性，且毒性较低，易于回收。有时也会使用甲醇、乙酸乙酯或它们的混合溶剂。经典的提取方法包括冷浸法、渗漉法和回流提取法。为了提高提取效率和缩短时间，现代技术如超声辅助提取（UAE）和微波辅助提取（MAE）也被广泛应用。例如，使用乙醇作为溶剂，结合超声处理，可以在较低温度下快速破坏细胞壁，促进光甘草醇的溶出。
3. 粗提物制备：提取液经过滤、减压浓缩后，得到含有多种成分的浸膏或粗提物。
分离纯化方法：
从粗提物中分离纯化光甘草醇，需要利用各种色谱技术，根据化合物极性的差异进行逐步分离。
1. 初步分离：粗提物常采用液-液萃取法进行初步分离。例如，将乙醇提取物悬浮于水中，依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇等溶剂进行萃取。由于光甘草醇的亲脂性强，它通常会富集在石油醚或乙酸乙酯萃取层中。
2. 柱色谱分离：这是最核心的纯化步骤。
- 正相硅胶柱色谱：是分离黄酮类化合物的经典方法。使用不同比例的石油醚-乙酸乙酯或氯仿-甲醇混合溶剂进行梯度洗脱。光甘草醇由于其异戊二烯基侧链，极性相对较低，通常会在中等极性或稍低极性的溶剂比例下被洗脱下来。
- 反相柱色谱：如C18反相硅胶柱，使用甲醇-水或乙腈-水系统进行洗脱。对于分离极性相近的类似物，反相色谱往往具有更好的分辨能力。
- 凝胶柱色谱：如Sephadex LH-20，可以根据分子大小进行分离，常用于去除色素和进一步纯化，使用甲醇或氯仿-甲醇系统洗脱。
3. 高效液相色谱（HPLC）：对于高纯度样品（如用于活性测试或结构鉴定）的制备，常采用制备型HPLC。使用反相C18柱，以乙腈-水或甲醇-水（常加入少量甲酸或乙酸）为流动相，通过优化梯度程序，可以实现光甘草醇与其他微量成分的基线分离。
4. 结构鉴定：纯化后的化合物通过核磁共振波谱（NMR，包括1H-NMR、13C-NMR、HMBC、HSQC等）和高分辨质谱（HR-MS）进行结构确证。其NMR谱图中，异戊二烯基的特征信号（如烯氢、偕二甲基）以及黄烷酮母核的特征信号是鉴定的关键。
光甘草醇作为一种多功能的天然异戊二烯类黄酮，其药理活性研究已涵盖多个领域，其中以对胆固醇代谢的调节和抗氧化作用最为突出。
1. ACAT抑制活性与降血脂作用
光甘草醇最引人注目的药理活性是其对酰基辅酶A：胆固醇酰基转移酶（ACAT）的抑制作用。ACAT是细胞内唯一催化胆固醇酯化的酶，在维持细胞内胆固醇平衡、肠道胆固醇吸收、肝脏极低密度脂蛋白（VLDL）组装以及巨噬细胞泡沫细胞形成中发挥关键作用。研究表明，光甘草醇是一种有效的、非竞争性的ACAT抑制剂。在体外酶活性测试中，其对大鼠肝脏微粒体ACAT的IC50值为24.6 μM。非竞争性抑制模式意味着它可能结合在ACAT酶的非活性位点，从而改变酶构象或干扰其与底物的结合，而不是直接与胆固醇或脂酰辅酶A竞争活性中心。这一机制使其有别于一些竞争性抑制剂，可能带来不同的药理学效应。通过抑制ACAT，光甘草醇理论上可以减少肝脏VLDL的分泌，降低血浆胆固醇水平，并抑制巨噬细胞泡沫化，从而发挥抗动脉粥样硬化的潜力。
2. 抗氧化活性
氧化应激是多种疾病的共同病理机制。光甘草醇展现出显著的抗氧化能力，其作用机制是多方面的。
- 直接清除自由基：其分子结构中的两个酚羟基（7-OH和4'-OH）可以作为氢原子供体，直接中和和清除活性氧（ROS）和活性氮（RNS），如羟基自由基、超氧阴离子和过氧亚硝酸盐，从而阻断自由基链式反应。
- 激活内源性抗氧化防御系统：光甘草醇能够激活核因子E2相关因子2（NRF2/NFE2L2）信号通路。NRF2是细胞应对氧化应激的关键转录因子，激活后可以转位进入细胞核，与抗氧化反应元件（ARE）结合，启动一系列下游保护性基因的表达。这些基因包括：
- 抗氧化酶：如超氧化物歧化酶（SOD1, SOD2）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶1（GPX1）。SOD催化超氧阴离子歧化为过氧化氢，CAT和GPX则进一步将过氧化氢分解为水，从而协同清除ROS。
- II相解毒酶：如血红素加氧酶1（HMOX1）。HMOX1催化血红素降解为胆绿素、一氧化碳和亚铁离子，这些产物具有抗氧化、抗炎和细胞保护作用。
通过上调这些关键酶的表达，光甘草醇能够增强细胞整体的抗氧化能力，提供更持久和广泛的保护。
3. 对皮肤相关靶点的调节作用
基于其抗氧化活性，光甘草醇在皮肤保护方面也显示出潜力。
- 抑制酪氨酸酶（TYR）：酪氨酸酶是黑色素合成过程中的关键限速酶。抑制其活性可以减少黑色素的生成，从而起到美白和改善色素沉着的作用。光甘草醇可能通过螯合酪氨酸酶活性中心的铜离子或与底物竞争等方式发挥抑制作用。
- 调节基质金属蛋白酶（MMPs）：MMP1（间质胶原酶）和MMP3（基质溶解素）是降解细胞外基质（如胶原蛋白和弹性蛋白）的主要酶类。紫外线照射和氧化应激会诱导MMPs过度表达，导致皮肤光老化和皱纹形成。光甘草醇的抗氧化活性可以抑制ROS介导的MMPs激活，同时可能通过影响MAPK或AP-1等信号通路直接下调MMP1和MMP3的表达，从而保护皮肤胶原蛋白，维持皮肤弹性和紧致度。
4. 其他潜在活性
除了上述主要活性，初步研究还提示光甘草醇可能具有其他药理作用，例如抗炎（通过抑制NF-κB通路）、抗菌（对某些革兰氏阳性菌有抑制作用）以及保肝作用等，但这些活性尚需更深入和系统的研究来证实。
光甘草醇的药理活性是其与特定生物分子相互作用的结果。尽管其作用网络复杂，但已有研究揭示了其几个关键的分子靶点和信号通路。
1. ACAT的非竞争性抑制机制
如前所述，光甘草醇是ACAT的非竞争性抑制剂。ACAT是一种位于内质网膜上的整合膜蛋白。光甘草醇的高亲脂性（LogP 5.35）使其能够轻易地嵌入到脂质双分子层中，从而接近并作用于ACAT。非竞争性抑制的动力学特征表明，光甘草醇可能结合在ACAT的变构位点，而不是与底物（胆固醇和脂酰辅酶A）竞争活性中心。这种结合可能诱导酶蛋白的构象变化，降低其催化效率。具体结合位点和分子间相互作用（如氢键、疏水作用）尚待通过分子对接、分子动力学模拟以及定点突变等实验手段进一步阐明。理解这一机制对于设计更高效、更具选择性的ACAT抑制剂具有重要指导意义。
2. NRF2/ARE信号通路的激活
这是光甘草醇发挥抗氧化和细胞保护作用的核心机制。在正常生理状态下，NRF2与其抑制蛋白Keap1结合，并被泛素化降解，维持在较低水平。当细胞暴露于氧化应激或亲电试剂（包括某些天然产物）时，Keap1的特定半胱氨酸残基被修饰，导致构象改变，释放NRF2。光甘草醇可能通过其酚羟基的氧化或与Keap1的巯基发生Michael加成反应，来修饰Keap1，从而激活NRF2。释放的NRF2在细胞质中积累并转位进入细胞核，与小Maf蛋白形成异二聚体，识别并结合到靶基因启动子区域的ARE序列上，启动下游一系列保护性基因的转录，包括SOD1、SOD2、CAT、GPX1、HMOX1以及一些II相解毒酶和抗凋亡蛋白。光甘草醇通过这一“主开关”机制，协调了细胞对氧化应激的整体防御反应。
3. 对皮肤相关靶点的调控
4. 分子靶点总结
综合来看，光甘草醇的分子靶点网络包括：
- 直接靶点：ACAT（抑制）、TYR（抑制）、可能还包括Keap1（修饰）和某些蛋白激酶。
- 间接调控的靶点：通过NRF2/ARE通路调控SOD1、SOD2、CAT、GPX1、HMOX1等；通过MAPK/AP-1通路调控MMP1、MMP3。
这种多靶点、多通路的作用模式是天然产物区别于单一靶点合成药物的典型特征，使其在治疗复杂疾病方面具有潜在优势，但也增加了作用机制研究的复杂性。
将光甘草醇从实验室研究推向临床应用，必须对其成药性（Drug-likeness）和药代动力学（ADME）特性进行严格评估。基于现有数据和计算预测，可以对其成药性进行初步评价。
1. 成药性参数分析
2. 药代动力学特征（预测与挑战）
3. 成药性评价总结
光甘草醇符合部分成药性规则，但其极差的水溶性和过高的亲脂性是限制其成药性的关键缺陷。虽然其预测的hERG和Ames毒性风险较低，但低口服生物利用度是其临床开发的主要瓶颈。因此，光甘草醇本身可能不是一个理想的直接口服药物候选物。未来的研究方向应聚焦于：
- 结构修饰：通过药物化学手段，在保留关键药效基团（如酚羟基和异戊二烯基）的前提下，引入极性基团（如羟基、羧基、糖基等），以降低LogP，提高水溶性，同时维持或增强ACAT抑制活性。
- 新型制剂技术：采用脂质体、纳米粒、固体分散体、磷脂复合物等现代制剂技术，可以显著提高光甘草醇的溶解度和口服生物利用度。
- 前药设计：将酚羟基制备成磷酸酯、氨基酸酯或糖苷等前药形式，利用体内酶解释放原药，可以改善其水溶性和吸收。
光甘草醇独特的药理活性谱，特别是其作为ACAT抑制剂和NRF2激活剂的双重作用，为其在多个疾病领域的应用提供了诱人的前景。
1. 心血管疾病
这是光甘草醇最具潜力的应用方向。作为ACAT抑制剂，它有望通过减少肝脏VLDL分泌和抑制巨噬细胞泡沫化来治疗动脉粥样硬化。然而，历史上ACAT抑制剂（如avasimibe）的临床试验结果并不理想，部分原因在于完全抑制ACAT1可能导致巨噬细胞中游离胆固醇积累，反而引发细胞毒性和炎症反应。因此，未来研究需要明确光甘草醇对ACAT1（主要在巨噬细胞）和ACAT2（主要在肝脏和肠道）的选择性。如果它能选择性抑制ACAT2，同时其强大的抗氧化和NRF2激活作用能够抵消因ACAT1抑制可能带来的负面影响，那么它可能成为一种更安全、更有效的抗动脉粥样硬化候选物。此外，其抗氧化活性本身对保护血管内皮、抑制低密度脂蛋白（LDL）氧化也具有重要意义。
2. 代谢性疾病
除了高胆固醇血症，氧化应激和慢性炎症也是肥胖、2型糖尿病和非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）的核心病理环节。光甘草醇通过激活NRF2通路，改善胰岛素敏感性、减轻肝脏脂肪变性和炎症反应的可能性值得探索。其ACAT抑制活性也可能对改善肝脏脂质代谢有益。
3. 皮肤保护与抗衰老
光甘草醇抑制TYR和MMPs的活性，结合其抗氧化能力，使其成为开发新型化妆品和皮肤护理产品的理想候选成分。它可以用于：
- 美白祛斑：抑制黑色素生成。
- 抗光老化：防止紫外线引起的胶原蛋白降解和皮肤松弛、皱纹。
- 抗炎舒缓：减轻皮肤炎症反应。
4. 神经退行性疾病
尽管光甘草醇预测BBB穿透性低，但氧化应激和神经炎症是阿尔茨海默病和帕金森病的关键病理特征。如果能够通过制剂手段或结构修饰提高其BBB穿透性，其强大的NRF2激活能力可能对保护神经元、延缓疾病进展具有治疗价值。
展望与未来研究方向
尽管前景广阔，但光甘草醇的研究仍处于早期阶段，距离临床应用还有很长的路要走。未来的研究重点应包括：
光甘草醇，这一源自传统中药甘草的异戊二烯类黄酮，以其独特的化学结构和多效的药理活性，尤其是作为非竞争性ACAT抑制剂和NRF2信号通路激活剂的双重角色，在天然产物药理学领域占据了一席之地。它不仅是研究胆固醇代谢和氧化应激调控机制的宝贵分子探针，也为治疗动脉粥样硬化、代谢性疾病和皮肤老化等复杂疾病提供了富有潜力的先导化合物。
然而，光甘草醇的研究也清晰地揭示了天然产物药物开发所面临的普遍挑战：活性与成药性之间的矛盾。其卓越的脂溶性既是其嵌入生物膜、作用于膜蛋白靶点（如ACAT）的优势，也导致了其水溶性差、口服生物利用度低等致命弱点。因此，光甘草醇的未来不在于直接作为药物使用，而在于作为一个优秀的先导化合物，通过现代药物化学和制剂学手段进行优化。对光甘草醇的深入研究，不仅有助于我们理解甘草这一古老草药的现代科学内涵，更将为开发新一代基于天然产物的创新药物提供宝贵的思路和范例。我们有理由相信，随着研究的不断深入和技术手段的进步，光甘草醇及其衍生物终将在人类健康事业中发挥其应有的价值。
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