我校茶叶化学团队发现新的咖啡碱代谢途径
 
作者: 文章来源: 点击数: 更新日期:2019-06-25
2019620,美国化学会《有机快报》杂志(Organic Letters)在线发表了安徽农业大学茶叶与食品学院茶树生物学与资源利用国家重点实验室天然产物课题组发表的题为Enantiomeric Trimethylallantoin Monomers, Dimers, and Its Derivatives: Evidence for an Alternative Catabolic Pathway of Caffeine in Tea Plant的最新研究成果(Wei Wang, Bi-Ying Zhu, Pu Wang, Peng Zhang, Wei-Wei Deng, Fei-Hua Wu, Chi-Tang Ho, Tie-Jun Ling, Zheng-Zhu Zhang, Xiao-Chun Wan, Guan-Hu Bao,*)该项目得到了安徽省重点研究与开发计划项目 “祁门红茶特征性功能成分的发掘与应用研究” (201904a06020011)资助,天然产物课题组在去年发现三个三甲基咪唑二聚体的启发下,深入研究发现了咖啡碱降解的新途径。以往研究认为咖啡碱降解先要进行脱甲基的过程,尤其是第一个甲基的脱去生成茶碱是限速的关键步骤,而后脱去另外两个甲基而进入黄嘌呤的代谢途径。第一作者茶学17级博士生王威研究发现了咖啡碱降解过程中的关键中间体三甲基脲囊素及其二聚体,和进一步的降解产物三甲基三缩脲,表明咖啡碱在植物体内的代谢可以不经过先脱甲基直接进行。该结果通过三种同位素1,3-15N2, 1,3,8-(13CH3)3 1,3,8-(CD3)3-标记的咖啡碱代谢实验验证,同时还证明生成的三甲基脲囊素保存下来的五元咪唑环来源于咖啡碱的吡啶二酮六元(下图caffeine A),而不是通常认为的现存的五元咪唑环(B)


Org. Lett. 2019, 21, 2672−2675 DOI: 10.1021/acs.orglett.9b01750
https://doi.org/10.1021/acs.orglett.9b01750

此外,还通过手性柱将两对外消旋异构体拆分开来,特别是分到了三个脲囊素二聚体的同分异构体,其中有一对是经手性分离的外消旋异构体,另一个则是本身含有一个对称结构的内消旋体。这些化合物都经多次重复结晶最后以一种三相溶剂系统成功获得单晶,从而将这类化合物的结构经单晶X-衍射完全确定下来。细胞实验发现这些生物碱对人脐静脉上皮细胞的老化有拮抗作用。




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