中药抗氧化的化学结构基础

中药抗氧化的化学结构基础

摘要

自由基是一种拥有一个或多个不成对电子而独立存在的化学物质，具有强烈的氧化能力。它的活泼性质在人体内有多种作用方式，造成的结果也有好有坏，只不过它的坏处通常远大于好处，以至于大家都注意到它的坏处，而忽略它的好处。而自由基如何产生，有物理、化学、内生性三种方式，那内生性的机制是如何呢?目前研究结果显示内生性自由基的来源之一是由粒线体的电子传递链中的Ubiquinone(Coenzyme Q)带有单一电子后渗漏出去而造成的。

机体在代谢中不断产生的自由基，种类繁多，其中活性氧ROS(reactive oxygen species)占人体自由基比例高。自由基引发的连锁反应也是最受关注的焦点，自由基藉由链锁反应可产生更大的伤害，例如脂质(lipid)受到超氧自由基的连锁反应，可造成更大的伤害。

内生性抗氧化作用为人体消除自由基最重要的机制之一，主要是藉由三种酵素─超氧化歧化酶( superoxide dismutase,SOD)、麸氨基硫过氧化酶(Glutathione Peroxidase,GPx)、过氧化氢酶( catalase)，将自由基先代谢成毒性较低的H2O2，再代谢成无毒的H2O。内生性抗氧化作用遍布细胞内及胞外，全面保护人体免受自由基的破坏。

自由基会对人体造成伤害。以下举自由基与脂质、DNA作用的机制说明自由基对人体造成的伤害。

Vitamin E分为4 tocopherols and 4 tocotrienols，其中以α-Tocopherol对抗脂肪过氧化自由基的生理效果最强，α-Tocopherol受自由基攻击后失去氢原子，但可藉由共振使其较稳定，成为比较没有活性的Vitamin E radical。Vitamin E radical可被Vitamin C还原成Vitamin E。

大黄中含有许多抗氧化的物质，表儿茶素（epicatechin）为其中之一，其上有许多苯环上接OH基的结构，具有与自由基反应的能力，反应后会形成8种稳定产物，因此其具有抗氧化的功能。

前言

自由基是一种拥有一个或多个不成对电子而独立存在的化学物质，具有强烈的氧化能力，而它对人体作用有正反两面，(一)正向作用，白血球产生自由基造成入侵细菌的死亡，对人体的免疫系统有有帮助。(二)反向作用，自由基破坏人体

内的有机分子结构，引发一系列病变。至于自由基的来源，主要有物理性(如照X光) 化学性(氧化还原反应)内生性(行有氧呼吸)三种方式产生。内生性自由基的来源之ㄧ，是Ubiquinone(CoenzyneQ)接受单一电子后从电子传递链中渗漏出去造成的。Ubisemiquinone的化学结构显示它有较为活泼的化学性质，渗漏后会进行化学反应并产生自由基，造成内生性氧化压力也随之发生。

ROS(reactive oxygen species)活性氧可以分成五类，分别是超氧阴离子（O2?-或HO2）、过氧化氢（H2O2）、羟自由基（OH?）、脂质过氧化物（LO˙－、LOO˙－与LOOH，或L(lipid)亦可换做R(烷基)）(Fe2+)反应，会产生氢氧自由基(OH?)，在体内进行一连串的反应。

其反应方程式：Fenton Reaction：H2O2 + Fe2+→OH˙ + OH- + Fe3+

。

以氢氧自由基(OH?)为例，经由过氧化氢(H2O2)与金属离子

Haber-Weiss Reaction：O2˙- + H2O2 Fe3+/ Fe2+ 1O2 + OH˙ + OH-使得H2O2等本身非自由基的物质亦可能产生自由基，造成潜在的危害、

内生性抗氧化作用，是利用体内内生性抗氧化物来消除自由基的一种作用机转。相对于外生性抗氧化物而言(如Vit C、Vit E)，内生性抗氧化物为人体最重要的抗氧化物。内生性抗氧化作用机制以三种酵素(SOD、GPx、Catalase)为作用核心，可除去带有不成对电子的O2?－和有机物自由基(R?－、ROO?－…)，反应如下：

2O2-· + 2H+SOD H2O2 + O2

2H2O2GPx or catalase2H2O + O2

2GSH+ROOH GPx GSSG+ROH+H2O

此三种酵素皆为含有金属核心之蛋白质，以其金属离子为作用活化位(active site)，与自由基作用，达到清除自由基的功能。

以两种作用机制说明自由基如何对人体造成伤害。藉由人体内先产生多种自由基，自由基再和含双键的脂质与DNA进行反应。PUFAs为介绍脂质与自由基分子作用机制的例子，其机制分为三步骤:：起始反应是藉由人体内先产生多种自由基，而增殖反应中，脂质自由基(.L)会和氧行self-propagation的连锁反应而行成脂质过氧化物(LOO. )，产生的脂质过氧化自由基LOO.和lipid alkoxyl radical (.OL)都是具有很强反应性及对其他物质的损害性。因而此自由基可能与其它物质反应而形成为数更多的自由基。

DNA的反应机制中分为Fenton Chemistry与Nuclease Activation两部份，其作用机制对DNA造成突变或使得DNA片段上的致癌基因产生之受器不需生长因子的结合也能呈现活化状态，以致可不断刺激细胞分裂而致癌的后果。

Vitamin E 在抗氧化而言以α-Tocopherol 的生理效果较佳，因Vitamin E 脂溶性的属性，主要承受脂肪过氧化自由基(lipid peroxide radicals)所攻击，Vitamin E 受自由基攻击后失去氢原子而产生Vitamin E radical ，但可藉由共振使其较稳定。Vitamin C 被自由基攻击后，两个OH 基变成diketon 的结构而能稳定，因Vitamin C 为水溶性，所以其抗氧化性可对许多水溶性的自由基反应。Vitamin C 另外有一个重要反应就是可以还原Vitamin E radical 。

大黄是中药中部份具有抗氧化功能的中药之一，其含有的主要成分为蒽醌类、二蒽酮类（palmidin ）、大黄酸贰（rheinosides ）、苯丁酮类、芪贰、萘贰、单宁类及其前体、色原酮类衍生物、以及糖、有机酸、无机物等物质。这些物质有一部份含有一种结构──苯环上含有OH 基，这种结构可与自由基产生反应，而生成稳定的结构，因此具有抗氧化的功能。

内容

壹、自由基的基本概念

一、自由基的定义

自由基是一种拥有一个或多个不成对电子而独立存在的化学物质，具有强烈的氧化能力。

例如 H ?,CCl3?,RS ?,RSS ?,O2?-,OH ?,NO ?,NO2 ?,R ?,ROO ?, L ?,LOO ?

二、ROS(活性氧分子，reactive oxygen species)

(1)所谓的ROS (Reactive Oxygen Species)是指化学性质活泼的含氧原子or 分子 其中有些是自由基，另一部份是非自由基。(2)ROS 会攻击体内有机分子，破坏其正常功能。

ROS 家族，例如 O 2?-, OH ? , LOO ?, H 2O 2 , O 2

其中前三个是自由基，后面两个非自由基。ROS 氧化作用如下:

H 2O 2 + Fe 2+

OH ˙ + OH - +Fe 3+

三、自由基的作用

自由基分子本身并不稳定，容易与周遭有机分子产生化学反应，这对人体有好处也有益处。

(一)好处方面，例如: 在免疫系统中产生的NO?能够帮助「巨噬细胞」杀死细菌OR产生更毒的 NO2消灭细菌。方程式如下: NO + O2?-OH-＋NO2

(二)坏处方面，例如:自由基造成周遭分子的氧化，被氧化的分子进一步去氧化其它分子，造成连锁反应，因此产生巨大的破坏。

四、自由基的来源

1. Physical Generation

紫外线和辐射线提供能量，造成Bond homolysis(键断裂后电子平均分布)，产生

自由基

2. Chemical Generation

可能由氧化还原的反应形成，例如:Fenton reaction

H2O2 + Fe2+→OH˙ + OH- + Fe3+

3. Generation in Biological Systems

粒线体的电子传递炼过程中会形成自由基，其作用机制将在下面报告做说明。贰、人体的内生性氧化压力

一．电子漏渗的地方Ubiquinone(Coenzyme Q)的介绍

*Ubiquinone(Coenzyme Q)的三种型态

UQ : Ubiquinone 氧化态的ubiquinone (未得电子)

UQ˙- : Ubisemiquinone 半还原态的ubiquinone (只得到一个电子)

UQH2: Ubiquinol 全还原态的 ubiquinone (得到两个电子)

*Ubiquinone(CoenzymeQ)的分子结构

参考附图二，在三种型态中，半还原态的Ubiquinone带负电荷并且含有不成对电子，所以其化性比其它两种型态来的活泼。

*Ubiquinone(CoenzymeQ)的功用

参考附图一，电子传递路径必经路线的Ubiquinone(CoenzymeQ)，会携带来自complexI & complexII 的电子，变成全还原态ubiquinol并传递到complexIII 二、电子漏渗方式

(参考附图一)，以电子传递链路径complexI传到complexIII为例。

* complexI

(参考附图三) complexI由FMN与Fe˙S构成。电子由NADH传至FMN再传至Fe-S，最后传至UQ形成UQH2。在最后一步过程中，会有UQ˙-的形成(详细机转尚不清楚)。

UQ + e- UQ˙- + e-

UQH2

* complexIII

(参考附图四) complexIII由Cytb、Fe˙S、Cyt c1 构成。电子由UQH2携带至complexIII后，会有两个电子传递路径(蓝色箭头表示)

(一}电子从UQH2SQ0Fe2S2Cyt c1 cyt c acceptor 此路径为电子正常传递路径。

{二}电子从UQH2SQ0SQi UQH2

方程式最后又形成UQH2，此路径叫做Q cycle。

在 Q cycle 传递过程中，也会有UQ˙-的形成并向外漏渗，(详细机转仍不清楚)

三、Ubisemiquinone (UQ˙-)的危害

在上述电子传递链中渗漏出的UQ˙-，由于它的化性相当活泼会与其它分子发生反应，若与氧分子反应就会产生自由基，形成氧化压力。

UQ˙- + O2 UQ + O2˙-

而O2˙-自由基会再去攻击铁硫中心(Fe-S center)并间接促成氢氧自由基生成。

O2˙- + Fe3+O2 + Fe2+

H2O2 + Fe2+OH ˙ + OH- +Fe3+

自由基的种类

关于—ROS活性氧

生物体中氧的毒性主要来自于其被部份还原所产生的氧自由基(Oxygen-derived free radicals)又称为活性氧(reactive oxygen species)，为化学性质活跃的含氧原子或原子团，包括超氧自由基(O2?-)、过氧化氢(H2O2) 、羟自由基(OH?) 、单线态氧() 、脂质过氧化物(LOO˙－)等。

a. 超氧阴离子（O2?-）

产生途径：

UQ˙- + O2→UQ + O2˙-

(UQ˙-主要为complex II与complex III之间的媒介物)

危害：

O2˙-会攻击含有铁硫中心(Fe-S center)的蛋白质，将Fe3+还原成Fe2+后释出Fenton Reaction：

H2O2 + Fe2+→OH˙ + OH- + Fe3+

Definition of Fenton reaction :

This is the iron-salt-dependent decomposition of dihydrogen peroxide, generating the highly reactive hydroxyl radical.

b. 过氧化氢（H2O2）

产生途径：

2H+ + O2˙- + O2˙-Superoxide dismutase H2O2 + O2

潜在危险：

有能力穿透细胞膜进入别的细胞，与金属离子或超氧化物形成氢氧自由基。Fenton Reaction：

H2O2 + Fe2+→OH˙ + OH- + Fe3+

又O2˙- + Fe3+→1O2 + Fe2+

c. 羟自由基（OH?）

产生途径：

Fenton Reaction：

H2O2 + Fe2+→OH˙ + OH- + Fe3+

又O2˙- + Fe3+→1O2 + Fe2+

Haber-Weiss Reaction：

O2˙- + H2O2 Fe3+/ Fe2+ 1O2 + OH˙ + OH-

危害：

OH˙会攻击脂质、蛋白质、DNA等分子，造成许多疾病的发生，是最具破坏力的自由基。产生途径

基态氧分子受激后形成高能氧分子，其分子组态如图。

危害

１O2会与氢氧自由基(OH˙) 攻击脂肪分子。

E σ2p* E σ2p*

π2p* π2p*

π2p hνπ2p

σ2p σ2p

σ2s* σ2s*

σ2s σ2s

由半满原理得知电子填入半满时最稳定，当基态单线态氧分子吸收能量，会形成一个全满和一个空的电子轨域，其中空轨域的部分会倾向抢夺周遭分子的电子，进而造成自由基的产生。

e.脂质过氧化物（LO˙－、LOO˙－与LOOH，或L换作R）

人体内主要有亚油酸、亚麻酸及花生四烯酸，多以磷脂形式存在于质膜等生物膜中。这些不饱和脂肪酸可受1O 2氧化，也可经?OH 氧化生成过氧化脂质。生物膜上脂类既可在O 2?-作用下生成过氧化脂质（LO ˙－、LOO ˙－与LOOH ），也可经放射线照射生成脂类自由基（L ˙－），这种在脂类中微量存在的L ˙-，在氧参与下进行链锁反应，加速过氧化过程。脂质过氧化反应及其脂质自由基的生成如下： L (lipid) + OH ˙ → L ˙ + H2O

(循环) LOO ˙ + L-H → LOOH + L ˙

LOOH + O 2 → MDA(malondialdehyde)

MDA(malondialdehyde)

自由基会攻击脂质引发连锁反应，而被氧化为过氧化脂质最后转变为二次代谢产物叫做丙二醛（malondialdehyde ，MDA ），身体MDA 越多，表示受伤害机率高，MDA 形成越快表示身体抗氧化能力较差

内生性抗氧化机制

体内自生的抗氧化机制，主要要介绍的就是超氧化岐化酶

(SuperOxide Dismutase)，麸氨基硫过氧化酶(Glutathione Peroxidase)，还有过氧化酶(Catalase)。

超氧化岐化酶(SuperOxide Dismutase)作用机制 超氧化物歧化酶(简称SOD)依其核心金属离子而分类，各种酵素因为内含的金属离子不同而有不同的表现。人体内有两种不同金属核心的SOD ：其一为Mn-SOD(结构式见左图)，只存在于粒线体中，通常以四聚体的型态出现。另一种为Cu-Zn SOD ，分布在细胞质、核、溶体及粒线体中，为一种二聚体(结构式见附图五)。

超氧化物歧化酶的生理作用为促使具有毒性的超氧阴

离子转变成过氧化氢，SOD 的作用机制是由active site 的金属离子，以正电荷产

生的电场，吸引带负电

的superoxide 进入，以开始反应。其反应如下 (以Cu-Zn SOD 为例):

Cu 2+ + O 2·ˉ → Cu + + O 2+

Cu ++ O 2·ˉ + 2H+ →Cu 2++ H 2O 2 全反应： 2O 2?-

+2H + → H 2O 2 +O 2

Glutathione Peroxidase 与Glutathione 作用机制

麸氨基硫过氧化酶(Glutathione Peroxidase)有各种不同的种类。绝大部分的GPx 由四个相同次蛋白组成，每个次蛋白的反应位置都有selenocysteine(结构式见附图六)。

Glutathione(GSH)是人体中一种重要的抗氧化物，它可以协同Glutathione

peroxidase 还原体内过氧化的有机分子以及SOD 作用产物H 2O 2 。GSH 是由glutamic acid, cycteine, glycine 组合成的三聚体(结构详见附图七)，是所谓thiol 类的化合物(thiol 即是指─SH group)。GSH 是还原态glutathione ，而GSSG 是由两个GSH 以─S─S─键结结合的氧化态glutathione(GSSG 及GSH 结构比较见附图八)。

GPX 与GSH 、GSSG 三者共同作用，去除有机物自由基，其主要催化作用为： 2GSH+ROOH

GPx

GSSG+ROH+H 2O

GPx 的作用机制(见右图)：

步骤(1)：

Ｅ-Se-H(GPX)会先将一过氧化的有机分子还原，接走一分子O ，使GPX 变成E-Se-OH 步骤(2)：

再将一GSH 氧化成GS -，原本接在GPX 上的OH group 与GSH 上的H 结合，放出一分子H 2O ，而E-Se-OH 变成E-Se-S-G 。

步骤(3)：

E-Se-S-G 再氧化另一分子GSH ，使其GS -与GPX 上的GS -结合成一分子GSSG ，而此时GPX 再捡回一个H ，回复成E-Se-H 的resting 状态。

另外，GPx 亦可还原H 2O 2：

GPx

氧化GPx

(1)

(2)

(3)

2GSH+H2O2 GPx

GSSG+2H2O

过氧化酶(Catalase)作用机制Catalase 的作用有：

2H2O2catalase

2H2O+O2

ROOH+AH2catalase

H2O+ ROH+A

所以catalase 可以催化清除过氧化氢和其它有机过氧化分子的反应，而

catalase 通常都是出现在peroxisome 里，来帮助H2O2 的代谢，而catalase 有两种，一种是含有Fe(III)的catalase，一种是含有Mn(III)的catalase，人体内具有Fe(III) catalase。Fe(III) catalase 是由四种相同的次蛋白组合成的一个四聚体，每一种次蛋白其实就是一种含有Fe(III)的原血红素，Fe(III)就是catalase 主要的作用的活性部位，它的结构基本上是跟人体的血红素一样的，只不过Fe(III) catalase 是用O 来连接其它部份，原血红素是用N 连与其它部份连接，大部份好氧细胞里面都会有Fe(III) catalase，Fe(III) catalase 的作用机制，以方程式表示是：

Catalase-Fe(III)+H2O2→compound I+H2O

compound I +H2O2→catalase-Fe(III) +H2O +O2

Catalase-Fe(III)作用机制如下(参见附图九)：

过氧化物会使compound I 的浓度降低使更多可利用的catalase 产生可

因此加速反应进行Catalase-Fe(III)会先捕捉H2O2 中的一个O 将Fe(III)转变成

Fe(IV)，释出第一个H2O，使其变成一含O 的catalase，之后catalase 中的O 再

补捉另一H2O2 中的O，形成O2 释出，再释出第二个H2O，所以总反应会变成：

H2O2 catalase-Fe(III)

2H2O +O2

以内生性抗氧化物简图做总结：

G

自由基对人体的作用机制

为何自由基会对人体造成伤害呢?

以下将举两种作用机制说明自由基如何对人体造成伤害。

一、以PUFAs为例介绍脂质与自由基分子作用机制

1.脂质氧化的连锁反应

L H(lipid) + OH˙→L˙ + H2O

L˙ + O

2→ LOO˙

LOO˙ + L-H →LOOH + L(循环)

LOOH + O2 → MDA (malondialdehyde)

注:MDA：

malondialdehyde, 丙二醛

为脂肪过氧化的最终产物，可以长期存于人体，对人体造成伤害。作用机制第一步: (起始反应)

(1)L H(lipid) + OH ˙→L˙ + H2O

(2)作用机制第二步: (增殖反应)

L˙ + O2→ LOO˙

LOO˙ + L-H →LOOH + L˙

注:L(lipid)在图中以R代替其分子

(3) 作用机制第三步: (结束反应)

LOOH + O2 → MDA (malondialdehyde)

起始反应是藉由人体内先产生多种自由基，如氢氧化自由基、一氧化氮、单态氧，过氧化氢等，这些自由基先和含双键的脂质进行自由基反应，使allyl 的位置被氧化而使得产生脂质自由基(L˙)。这步骤由多种的自由基形成，其中又以hydroxyl radical 的作用最快。

增殖反应中，脂质自由基(L˙)会和氧行self-propagation 的连锁反应而行成脂质

过氧化物(LOO˙)，产生的脂质过氧化自由基LOO˙和lipid alkoxyl radical (OL˙)都是具有很强反应性及对其他物质的损害性。而此自由基可能与其它物质反应而形成为数更多的自由基，如和其它的蛋白质、DNA、甚至和其它未氧化的脂质形成反应而成为(LOOH)。此时lipid hydroperoxides (LOOH) 会造成Fentonreaction 的发生。

(4)举例:

以主要导致心血管疾病的脂质LDL做例子。LDL-它是由胆固酯(cholesteryl ester)分子、游离胆固醇(free cholesterol)分子、磷脂(phospholipids)分子及三酸甘油脂(triglycerids)分子所组成。磷脂和游离胆固醇被排列在同一单层(monolayer)包围着胆固酯和三酸甘油脂的亲脂性核心。在LDL 分子中是由不同脂肪的脂肪酸组成，而且它们一半是PUFAs(Poly Unsaturated Fatty Acids)长链多元不饱合脂肪酸。在LDL外面的单层有Apo-B，为分子极重的大型蛋白质。Apo-B上包括多个离氨基酸基(lysine residue)，而上面有正电荷的e-氨基groups，是LDL 接受器对Apo-B 确认所必要的。正常的LDL在人体中有重要的作用，它将许多无法溶解于水中的物质(cholesteryl esters、triacylglycerols)包覆起来，使这些物质能经由血管在组织和组织间运输；然而，LDL被氧化后，对人体却是有伤害的。

(构造如附图十)

Oxidized LDL与动脉硬化的关系

LDL 的氧化是经由自由基的作用，并形成多种的乙醛(aldehydes)。LDL 的氧化是由细胞和类似铜离子(Cu++)之类的过渡金属(transitional metal)如铁离子等所致的启始作用。(如附图十一)，被氧化后形成了MDA，而这些MDA 会和LDL 上的脂质或胆固醇产生反应，产生许多新物质，而这些在LDL 粒子内所产生的产物可能会和Apo-B 氨基酸基作共价键的(covalently)结合，使Apo-B 变性，而使像是离氨基酸(lysine)基的e-氨基groups，使其带负电性，藉以产生使Apo-B 对巨噬细胞清道夫接受器scavenger 有高度亲和力的修饰接而形成泡沫细胞，这是大致的反应过程。

二、自由基对DNA的反应机制

1. Fenton Chemistry在自然界中，产生自由基频率最高的途径就是金属离子和过氧化氢的反应(the Fenton reaction)：

Mn++H2O2→M(n+1)++OH˙+OH-

(1) Mutagenesis

最普遍的是含氮碱基的氧化，使其改变结构，近似原碱基，但已丧失原有生物活

性。

上面这张图是8-OhdG 之例：

8-OhdG 为鸟粪瓢呤氧化之产物，在8 号位置上多接了一个氢氧基。一般而言，G在碱基配对时会和C以3个氢键接在一起，但8-OhdG因接了一个氢氧基而变得可以跟A之间以2个氢键接在一起，造成一种把G变成T的突变。

(2).Activation of proto-oncogene＝＞oncogene

proto-oncogene 转换为oncogene 有3 种主要途径，有基因的点突变、基因放大及染色体的重排，刚刚介绍的mutagenesis 在这里造成的影响推测是因为G 变成T 的突变视为基因的点突变而造成原致癌基因活化成为致癌基因，原致癌基因转录转译出的产物为正常的生长因子的受器，必须要有生长因子与之结合才能呈现活化状态进而产生一系列反应以刺激细胞分裂，但致癌基因产生之受器不需生长因子与之结合也呈现活化状态，因此可不断刺激细胞分裂，因而造成致癌的后果。

(参考附图十二)

(3).Inactivation tumor suppressor gene

最常被人们提起的就是p53 gene，关于此基因的抑癌机制稍微提一下，p53 gene 转录转译出之p53 蛋白会结合到DNA 上p21 基因的位置，如此才可让p21 基因产生p21 蛋白，此物和cdK2 结合就可抑制无止境的细胞分裂，达到抑癌效果。

上述之任何对DNA 的损害皆可能造成抑癌基因的破坏，使它的产物p53 蛋白和DNA 无法顺利结合以活化p21 基因。p53 蛋白和DNA 有6 个结合位置，这6个位置因基因突变使的转译出之胺基酸非原本结合所需之胺基酸。

2. Nuclease Activation

一般状态下，在细胞内的粒腺体及内质网上的钙离子帮浦会行主动运输将钙离子往内送，使细胞质内的钙离子保持在低浓度状态。有了大量自由基的产生，会破坏粒腺体及内质网上的钙离子帮浦，使的细胞质内钙离子浓度急速上升，导致一种钙离子依赖型核酸酶的大量活化，直接造成DNA 的裂解，不涉及DNA碱基的修饰。(参考附图十三)

Vitamin E的种类

Vitamin E包含生育醇 (tocopherol)及tocotrienol两大类。此二者又各有αβγδ四种同分异构物，故Vitamin E实际上包含了八种物质。

tocopherols及tocotrienols这两组分子相似，差别在于tocotrienols支链上具有双键，tocopherols则无。在芳香环的5、7位置上的有否甲基决定αβγδ，分子不同，决定分子的活性。在小麦胚芽中以α -，β -tocopherol较多，大豆中以γ-、δ-tocopherol较多，而玉米中则以γ-tocopherol较多。在抗氧化的生理效果而言以α-tocopherol较佳，α-tocopherol的5、7位置上的甲基是推电子基(因为碳的电负度大于氢，使共享的电子对较靠近碳原子，造成碳的电子密度较大而排斥苯环上的电子)，能将电子推向氧使其稳定。所以一般人都是以α-tocopherols来代表Vitamin E。

Vitamin E的性质

因Vitamin E脂溶性的属性，主要受脂肪过氧化自由基(lipid peroxide radicals)所攻击，Vitamin E可以中断自由基的连锁反应。Vitamin E的苯环具有可受攻击的氢氧基，在Vitamin E捕捉自由基后失去氢原子成为Vitamin E radical，但因为

共振使得Vitamin E radical相对于脂肪过氧化自由基稳定。而Vitamin E radical 可被GSH或Vitamin C还原成Vitamin E。

1.自由基(R?)被α-tocopherol捕捉，α-tocopherol成为较稳定的共振结构(Vitamin

E radical)

2a.Vitamin E radical被GSH还原成Vitamin E

2b.或是Vitamin E radical被Vitamin C还原成Vitamin E

dehydro-ascorbic acid再被GSH还原成ascorbic acid(Vitamin C)

3.最后GSSG再藉由酵素作用还原成

GSH

Vitamin C的抗氧化作用

因Vitamin C为水溶性，所以其抗氧化性可对许多水溶性的自由基反应。Vitamin C被自由基攻击后失去2个氢离子和2个电子，两个OH基变成diketon 的结构而能稳定。

(Vitamin C)

此外Vitamin C有一个重要反应就是可以跟Vitamin E radical反应使之还原，由于Vitamin C酸性比Vitamin E强，所以能将Vitamin E radical还原成Vitamin E，GSH再将dehydro-ascorbic acid还原成Vitamin C。

大黄的抗氧化及其机制

单宁类及其前体是被认为具有抗氧化功能的重要成分。其主要含有

1、儿茶素类：儿茶素（catechin）、表儿茶素（epicatechin）等

2、原花青素类（proanthocyanidins）

3、没食子酸葡萄糖

4、酚性酸

这些分子均具有丰富的苯环上的OH基，对于自由基有很强的捕捉作用。举表儿茶素（epicatechin）（图一1）为例：

Epicatechin具有三个主要部份：A rin g、B ring、C ring，与自由基的反应从B ring 开始，在其苯环上3、4的位置上有OH基，一开始自由基就是与其结合，经一连串反应形成产物2~9（图一2~9）

以下是其反应机制的简述：

Radical trapping ROO˙+AH ROOH+A˙

Radical termination A˙+A →nonradical material

产物2：B ring上位置3的OH键接上自由基，再与另一epicatechin的A ring上位置8结合

产物4：B ring上位置3的OH键接上自由基，先变为其共振结构，位置6上的e跟再与另一epicatechin的A ring上位置8结合，最后原epicatechin位

置3上的C=O再变为C－OH

产物5：B ring上位置3的OH键接上自由基，先变为其共振结构，位置6上的e跟再与另一epicatechin的A ring上位置6结合，最后原epicatechin位

置3上的C=O再变为C－OH

产物3：先将partA上B ring的－OH基氧化成=O，接着part B上A ring位置7上的－OH基会脱去－H而其O会与partA B ring的位置1（亲电子基）相

接，而推移电子，使位置3上的C=O变为C－OH，最后C ring上－OH

会脱H而O与B ring位置3相接（成平衡）

Radical trapping ROO˙+AH ROOH+A˙

Radical termination A˙+R˙→nonradical material

产物6：B ring位置3上的OH基接上自由基共振变为C=O，接着B ring位置2接上R，其上的CN被氧化为C=O而其C与位置3上的O相接

产物8：B ring位置3上的OH基接上自由基，此位置再与R反应而成C－OR，最后其上的CN被氧化为C=O

产物7：B ring位置4上的OH基接上自由基共振变为C=O，接着B ring位置5接上R，其上的CN被氧化为C=O而其C与位置4上的O相接

产物9：B ring位置4上的OH基接上自由基，此位置再与R反应而成C－OR，最后其上的CN被氧化为C=O