一种化合物和组合物及其在制备促进益生菌增殖和/或抑制有害菌生长的产品中的应用
阅读说明：本技术 一种化合物和组合物及其在制备促进益生菌增殖和/或抑制有害菌生长的产品中的应用 (Compound and composition and application thereof in preparation of product for promoting proliferation of probiotics and/or inhibiting growth of harmful bacteria ) 是由 刘志刚 刘杰 刘晓宇 牛文芳 王怀玲 罗强 罗丹 罗敏 于 2021-04-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及生物医学技术领域,具体公开了一种化合物和组合物及其在制备促进益生菌增殖和/或抑制有害菌生长的产品中的应用。所述的化合物具有式Ⅰ、式Ⅱ或式Ⅲ所示的结构；所述的组合物包含式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ所示结构的化合物。研究表明本发明化合物和组合物具有促进益生菌增殖作用以及抑制有害菌生长作用。因此,可以将式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ所示结构的化合物或其组合物用于制备具有促进益生菌增殖作用同时能够抑制有害菌生长作用的化妆品、护肤品、食品、保健品或药物。(The invention relates to the technical field of biomedicine, and particularly discloses a compound and a composition and application thereof in preparation of a product for promoting proliferation of probiotics and/or inhibiting growth of harmful bacteria. The compound has a structure shown in a formula I, a formula II or a formula III; the composition comprises compounds with structures shown in formula I, formula II and formula III. Research shows that the compound and the composition have the functions of promoting the proliferation of probiotics and inhibiting the growth of harmful bacteria. Therefore, the compounds with the structures shown in the formulas I, II and III or the composition thereof can be used for preparing cosmetics, skin care products, foods, health products or medicines with the functions of promoting the proliferation of probiotics and inhibiting the growth of harmful bacteria.)
技术领域
本发明涉及生物医学
技术领域
，具体涉及一种化合物和组合物及其在制备促进肌肤益生菌增殖和/或抑制有害菌生长的产品中的应用。背景技术
皮肤是最大的人体器官，也是人体重要的防御器官。皮肤会随着年龄的增长会逐渐老化，逐渐丧失其屏障功能，同时皮肤直接与外界环境接触，会遭受物理、化学、细菌等多种有害刺激，这些外界刺激还会加速皮肤老化。
皮肤老化是由内在和外在因素共同导致的。内在衰老是不可避免的生理过程，会导致皮肤干燥、细小皱纹和逐渐的皮肤萎缩，而外在衰老则是由外部环境因素引起的，例如空气污染、吸烟、营养不良和紫外线，会导致皱纹粗大、弹性降低、皮肤松弛和表面粗糙等。
益生菌大量存在于人类的肠道中，但口服益生菌不仅仅对于肠道具有保护作用，其甚至可以提高全身的免疫功能，对于皮肤同样有保护作用。同时益生菌还可以通过恢复酸性皮肤的pH值降低皮肤氧化应激水平，从而增强皮肤的屏障功能。因此益生菌疗法是一种极具潜力的预防和治疗皮肤疾病、抗皮肤老化的治疗方法。
因此，开发一种具有促进益生菌增殖作用的化合物对于预防和治疗皮肤疾病、抗皮肤老化具有重要的应用价值；尤其是开发一种具有促进益生菌增殖作用同时具有抑制有害菌生长的化合物具有更加重要的应用价值。
发明内容
鉴于此，本发明首先提供了一种化合物；所述的化合物具有促进益生菌增殖作用。
本发明的技术方案如下：
一种化合物，其具有式Ⅰ、式Ⅱ或式Ⅲ所示的结构；
针对现有技术中缺乏促进益生菌增殖作用的化合物的技术问题，本发明提供了上述全新的化合物；研究表明式Ⅰ、式Ⅱ或式Ⅲ所示结构的化合物具有促进益生菌增殖作用；同时式Ⅰ、式Ⅱ或式Ⅲ所示结构的化合物还具备抑制有害菌生长的作用。
本发明还提供了一种组合物，其包含式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ所示结构的化合物。
优选地，式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ所示结构的化合物的质量比为1～10:1～10:1～10。
更优选地，式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ所示结构的化合物的质量比为1～5:1～5:1～5。
进一步优选地，式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ所示结构的化合物的质量比为1～3:1～3:1～3。
最优选，式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ所示结构的化合物的质量比为1:1:1。
发明人进一步研究表明，将式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ所示结构的化合物组合物组合后，其促进益生菌增殖作用大于单独使用式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ所示结构的化合物，这说明，式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ所示结构的化合物组合后其具有协同促进益生菌增殖作用。同时发明人还研究发现，将式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ所示结构的化合物组合物组合后，其对有害菌的抑制作用大于单独使用式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ所示结构的化合物，这也说明，式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ所示结构的化合物组合后其具有协同抑制有害菌生长的作用。
本发明还提供上述化合物在制备促进益生菌增殖和/或抑制有害菌生长的产品中的应用。
优选地，所述的益生菌为长双歧杆菌或/和乳杆菌；所述有害菌为痤疮丙酸杆菌和/或表皮葡萄球菌。
优选地，所述的产品为化妆品、护肤品、食品、保健品或药物。
本发明还提供上述组合物在制备促进益生菌增殖和/或抑制有害菌生长的产品中的应用。
优选地，所述的益生菌为长双歧杆菌或/和乳杆菌；所述有害菌为痤疮丙酸杆菌和/或表皮葡萄球菌。
优选地，所述的产品为化妆品、护肤品、食品、保健品或药物。
有益效果：本发明提供了一种全新结构的化合物，研究表明式Ⅰ、式Ⅱ或式Ⅲ所示结构的化合物具有促进益生菌增殖作用；同时式Ⅰ、式Ⅱ或式Ⅲ所示结构的化合物还具备抑制有害菌生长的作用。进一步地，本发明还提供了一种由式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ所示结构的化合物组成的组合物；研究表明式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ所示结构的化合物组合后其具有协同促进益生菌增殖作用以及协同抑制有害菌生长的作用。由于所述的化合物和组合物具有促进益生菌增殖作用同时还具有抑制有害菌生长作用，因此，可以将本发明所述的化合物或组合物用于制备具有促进益生菌增殖作用同时能够抑制有害菌生长作用的化妆品、护肤品、食品、保健品或药物。此外，所述的化合物制备工艺简单、操作方便，制得的化合物活性高，有利于其在化妆品、护肤品、食品、保健品或药物中的应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是BH-1的MS谱。
图2是BH-1的1H NMR谱。
图3是BH-1的13C NMR谱。
图4是PJ-1的MS谱。
图5是PJ-1的1H NMR谱。
图6是PJ-1的13C NMR谱。
图7是EL-1的MS谱。
图8是EL-1的1H NMR谱。
图9是EL-1的13C NMR谱。
图10是BH-1对益生菌及有害菌的增殖活性的影响实验结果图。
图11是PJ-1对益生菌及有害菌的增殖活性的影响实验结果图。
图12是EL-1对益生菌及有害菌的增殖活性的影响实验结果图。
图13是BPE-1对益生菌及有害菌的增殖活性的影响实验结果图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1化合物的制备
(1)称取反应底物3,4,5-三甲氧基苯甲酸(1.0g)于100mL干净的圆底烧瓶中，放入磁子，加入40mL无水二氯甲烷，搅拌下加入缬氨酸甲酯(1.54g),三乙胺(2.9mL)，5分钟后加入HATU(4.77g)。加料结束后，于室温下继续反应 5小时，TLC监测反应原料消失。停止搅拌，将反应体系减压蒸除溶剂，残留物经硅胶柱层析(200-300目)，纯化得白色固体，经鉴定为(3,4,5-三甲氧基苯甲酰基)缬氨酸甲酯。
(2)将(3,4,5-三甲氧基苯甲酰基)缬氨酸甲酯(1.0g)加入到100mL圆底烧瓶中，放入磁子，取甲醇：水(4:1)50mL倒入反应瓶中，室温搅拌下加入氢氧化锂(0.66g),接着在室温下搅3小时，TLC监测直至反应转化完全。将反应体系甲醇减压蒸除，调节PH至6-7，有白色固体析出，过滤干燥得(3,4,5- 三甲氧基苯甲酰基)缬氨酸。
(3)称取反应原料(3,4,5-三甲氧基苯甲酰基)缬氨酸(1.0g)于100mL 干净的圆底烧瓶中，放入磁子，加入35mL干燥的二氯甲烷，搅拌下加入1-(3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(734mg),1-羟基苯并三唑(600mg)及 N,N-二异丙基乙胺(1.6g)。加料结束后，反应体系置于室温下搅10分钟，接着加入另一底物methyl valinate(1.0g),并于室温下继续反应4小时，TLC监测反应原料消失停止搅拌，将反应体系减压蒸除溶剂，残留物经硅胶柱层析(200-300 目)，纯化得白色固体，经鉴定为式Ⅰ所述结构的化合物(简写为BH-1，英文名为Methyl(3,4,5-trimethoxybenzoyl)valylvalinate)。
(4)称取反应原料(3,4,5-三甲氧基苯甲酰基)缬氨酸(1.0g)于100mL 干净的圆底烧瓶中，放入磁子，加入35mL干燥的二氯甲烷，搅拌下加入1-(3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(734mg),1-羟基苯并三唑(600mg)及 N,N-二异丙基乙胺(1.6g)。加料结束后，反应体系置于室温下搅10分钟，接着加入另一底物methyl(3S)-2-amino-3-methylpentanoate(1.0g)，并于室温下继续反应4小时，TLC监测反应原料消失停止搅拌，将反应体系减压蒸除溶剂，残留物经硅胶柱层析(200-300目)，纯化得白色固体，经鉴定为式Ⅱ所示结构的化合物(简写为PJ-1，英文名为Methyl (3,4,5-trimethoxybenzoyl)-L-valyl-L-isoleucinate)。
(4)称取反应底物3-三甲氧基苯甲酸(1.0g)于100mL干净的圆底烧瓶中，放入磁子，加入40mL无水二氯甲烷，搅拌下加入缬氨酸甲酯(1.22g),三乙胺(2.54mL)，5分钟后加入HATU(4.55g)。加料结束后，于室温下继续反应 5小时，TLC监测反应原料消失。停止搅拌，将反应体系减压蒸除溶剂，残留物经硅胶柱层析(200-300目)，纯化得白色固体，经鉴定为式Ⅲ所示结构的化合物 (简写为EL-1，英文名为Methyl(3-methoxybenzoyl)valinate)。
式Ⅰ所示结构的化合物(BH-1)的质谱、氢谱及碳谱数据如下(见图1～3)： ESI-MS显示分子离子峰m/z 447.1[M+Na]+，确定分子式为C21H32N2O7。滨海剌芹酰胺衍生物-1(BH-1)的1H NMR(600MHz,DMSO)δ8.35(td,2H),7.23(s,1H), 7.22(s,1H),4.40(td,1H),4.18(td,1H),3.84(d,6H),3.70(d,3H),3.61(d,3H),3.61 (d,3H),2.14(m,1H),2.07(m,1H),0.94(m,3H),0.91(m,6H),0.87(m,3H)；13C NMR(151MHz,DMSO)δ172.49,172.27,172.17,172.06,166.15,152.94,140.47, 129.96,109.99,105.60,60.53,59.45,59.29,58.08,57.90,56.52,52.12,51.98,30.93, 30.65,30.30,30.11,19.78,19.63,19.60,19.50,19.34,18.86,18.77。
经鉴定为式Ⅱ所示结构的化合物(PJ-1)的质谱、氢谱及碳谱数据如下(见图4～6)：ESI-MS显示分子离子峰m/z 439.2[M+H]+，离子峰m/z 461.2[M+Na]+，确定其分子式为C22H34N2O7。啤酒酵母菌酰胺衍生物-1(PJ-1)的1H NMR(600 MHz,DMSO)δ8.37(d,1H),8.28(t,1H),8.24(d,1H),7.21(t,4H),4.50(td,1H), 4.43(td,1H),4.41(td,1H),4.26(td,1H),4.19(td,1H),3.84(s,12H),3.71(s,6H), 3.62(d,6H),2.12(m,2H),1.80(m,2H),1.38(m,2H),1.24(m,2H)；13C NMR(151 MHz,DMSO)δ172.53,172.25,172.08,171.88,166.25,152.95,140.47,129.95, 105.58,105.56,60.54,59.17,59.10,57.02,56.66,56.50,52.10,51.93,40.25,36.72, 36.51,31.00,30.71,25.36,25.22,19.75,19.60,19.55,19.25,15.94,15.83,11.65, 11.39。
式Ⅲ所示结构的化合物(EL-1)的质谱、氢谱及碳谱数据如下(见图7～9)： ESI-MS显示分子离子峰m/z 265.9[M+H]+,离子峰m/z 287.9[M+Na]+，确定分子式为C14H19NO4。二裂酵母发酵产物溶胞物酰胺衍生物-1(EL-1)，1H NMR(600 MHz,DMSO)δ8.6(d,1H),7.48(d,1H),7.42(d,1H),7.39(t,1H),7.12(dd,1H), 4.30(t,1H),3.81(s,3H),3.66(s,3H),2.18(m,1H),0.99(d,3H),0.94(d,3H)；13C NMR(151MHz,DMSO)δ172.70,167.14,159.53,135.70,129.81,120.36,117.71, 113.27,59.15,55.74,52.09,29.96,19.62,19.57。
实验例1
为了评估本发明上述方法制备得到的化合物具有促进益生菌增殖作用以及抑制有害菌生长作用；进行如下效果实施例。
进一步的为了评价BH-1、PJ-1、EL-1对益生菌(长双歧杆菌、乳杆菌活性)、有害菌(痤疮丙酸杆菌、表皮葡萄球菌)生长的影响，进行如下实验。
将益生菌长双歧杆菌和乳杆菌以及有害菌疮丙酸杆菌和表皮葡萄球菌分别接种至培养基中，分别加入化合物BH-1、PJ-1、EL-1以及由BH-1、PJ-1和EL-1 三者等质量混合后的组合物(简写为BPE-1)，使其终浓度为0.03mg/mL，0.15 mg/mL，0.75mg/mL，37℃恒温摇床(130r/min)培养，每隔4h取样，于酶标仪 595nm波长下测定吸光度值，以培养时间为横坐标，相应的吸光度值为纵坐标，记录数据并绘制生长曲线。
实验结果如下：
本研究中，为便于实验结果分析及比较。我们将实验初始时间益生菌培养组的吸光值设为1，后续测量结果为相对值。本研究发现(如图10～13所示)，BH-1、 PJ-1、EL-1以及BPE-1能够促进益生菌(长双歧杆菌、乳杆菌)的增殖。在相同浓度及作用时间条件下，BPE-1促进益生菌(长双歧杆菌、乳杆菌活性)的增殖活性强于BH-1、PJ-1、EL-1。我们认为，BPE-1对益生菌的增殖活性之所以强于BH-1、PJ-1、EL-1三者的单独作用，可能是由于BH-1、PJ-1、EL-1之间产生协同效应的缘故。
此外，进一步研究发现：H-1、PJ-1、EL-1以及BPE-1对有害菌(痤疮丙酸杆菌、表皮葡萄球菌)的生长有一定的抑制作用。在相同浓度及作用时间条件下， BPE-1对有害菌(痤疮丙酸杆菌、表皮葡萄球菌)的生长抑制作用强于BH-1、PJ-1、EL-1。这可能是由于BH-1、PJ-1、EL-1之间产生协同抑制有害菌生长的缘故。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
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