迄今为止，关于植物多酚的抗氧化和抗癌特性以有很多报道。与其他天然产物（如生物碱、单宁等）相比，黄酮类和姜黄素的生物活性的研究更充分。大量研究表明类黄酮表现出的多种药理活性是由于它们能够减少生物环境中自由基损害以及它们与不同分子靶标的相互作用，包括膜成分和细胞质蛋白。尽管具有多种积极的生物活性，但黄酮类化合物很少被单独用作药物。除了它们的药理活性外，植物多酚的化学性质赋予它们与各种过渡金属离子配位的强烈倾向。这是由于在类黄酮骨架的不同位置存在羰基 (-C=O) 和羟基 (-OH)。形成的配位络合物的强度和稳定能力取决于过渡金属离子的性质和所涉及的黄酮类化合物的类型。一些报道表明，与母体黄酮类化合物相比，金属离子-类黄酮复合物具有优越的生物活性

  文献中报道的用于生物应用的大多数类黄酮复合物都基于铁、铜、铂和钌。大多数复合物在与DNA 结合倾向、抗氧化、抗微生物等方面的应用已被开发。例如，钆-黄酮复合物用作磁共振成像的正磁造影剂。其他一些黄酮复合物可当作酶模拟物可用于传感应用也有所报道。

  在探索的不同金属离子中，钒及其化合物因其抗癌和抗糖尿病特性而处于领头羊。然而，钒基离子及其无机衍生物的毒性限制了它们的治疗应用。钒与黄酮类化合物（Vanadium−Flavonoid Complex）的络合不但可以减少其不良反应，还能加强其生物活性。Maheswari Krishnan等最近发表于J. Med. Chem.的综述文章总结了钒-类黄酮复合物的性质、构效关系和生物活性（图1）。

  黄酮中螯合原子的数量和位置决定了其结构和性质。由于酚基团的存在，黄酮类化合物倾向于以去质子化形式存在，有利于通过 -O- 部分的配位形成金属离子络合物。一般来说，黄酮类化合物的络合行为主要根据黄酮类化合物和配位金属的pKa值。在钒配合物的情况下，黄酮类化合物与钒的配位主要归因于羟基在不同位置的存在，导致形成麦芽糖酸盐、乙酰丙酮酸盐或儿茶酚酸盐样构型（图 2）。

  参与与钒的络合反应的黄酮环中的配位位点决定了所得络合物的结构。不一样的配位模型，例如麦芽酚或乙酰丙酮供体组配位、环大小相关的儿茶酚样配位（五元或六元）、五配位、顺八面体和反八面体配位，在钒-黄酮类化合物中是可能的复合体。这些含钒的黄酮类化合物的配位行为的变化可能会影响其生物活性。

  活性氧 (ROS) 包括以氧为中心的自由基，例如 O2–•（超氧化物）、•OH（羟基）、NO•（亚硝基）、RO•（烷氧基）和 ROO•（过氧烷基）和非自由基类例如次氯酸 (HOCl)、过氧化氢 (H2O2) 和单线)。这些物质含有不成对电子或导致形成含有不成对电子的高活性、短寿命物质。它们在正常细胞过程中发挥关键作用，如吞噬作用、细胞周期控制以及细胞内信号通路调节。细胞中过量的 ROS 水平会导致潜在的细胞破坏条件，称为“氧化应激”。

  研究表明，类黄酮显示出抑制氧化应激诱发疾病进展的巨大潜力。黄酮类化合物的自由基清除的活性主要归因于其核心环中羟基的存在，此类化合物能够更好的降低超氧阴离子、羟基、过氧、亚硝酰基和过氧亚硝酸根的水平。除了类黄酮核心环中羟基的位置和数量外，据报道，C 环中 4-酮基的存在也与自由基清除作用有关（图3）。类黄酮还抑制产生 ROS 的氧化还原酶，如单加氧酶、环氧合酶、脂加氧酶、黄嘌呤氧化酶、NADH（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）氧化酶和磷脂酶 A2。形成铁螯合物或促进三价铁离子的还原是黄酮类化合物抑制酶的关键机制。

  黄酮类化合物的抗肿瘤活性主要归因于它们与DNA的相互作用、影响基因表达的能力及 片段化DNA因此导致细胞凋亡的信号通路的激活。黄酮类金属离子复合物可能会使细胞周期事件的停滞、DNA 结构的变化和膜流动性的改变而导致对癌细胞的细胞毒性作用。导致正常细胞癌变的一个根本原因是参与细胞周期从 G1 期到 M 期的酶激活过程的失调。研究之后发现类黄酮可激活半胱天冬酶介导的信号通路进而发挥抗肿瘤作用。

  近年来，由于钒和黄酮类化合物两个部分的络合，钒配合物引起了相当大的关注，这两个部分独立地表现出抗癌特性。实验证据说明，钒与黄酮类化合物的络合在体外对大多数癌细胞具有更加好的抑制作用。不过也有特例，比如与其相应的钒配合物相比，白杨素对UMR106 骨肉瘤细胞中和槲皮素对SKBR3 乳腺癌细胞的抑制活性比相应的配合物活性更好。这可能是由于复合物中协调位点无法用于导致抗癌特性的特定的相互作用。

  由钒-类黄酮复合物的作用靶点尚未完全了解。各种独立研究表明，钒的类黄酮复合物作用于几个分子靶点，与相应的母体黄酮类化合物相比，钒的抗癌效果更加好。从不同的研究中推断，钒-黄酮复合物主要是通过膜相关事件调节导致癌细胞发生的各种代谢、死亡途径。根据实验证据推测其细胞毒性的主要机制包括激活膜受体介导的细胞凋亡途径、ROS 介导的细胞凋亡、膜流动性的改变和有丝分裂停滞介导的细胞死亡（图4）

  酮类化合物通过激活参与新陈代谢的代谢途径来降低葡萄糖水平，从而表现出抗糖尿病活性。一些报道表明，黄酮类化合物通过激活胰岛素作用的主要生物过程，在细胞系统中充当胰岛素模拟物。钒及其化合物也已被广泛研究抗糖尿病作用。研究表明，钒及其化合物作用于多个靶点，如 AMPK（腺苷单磷酸激活蛋白激酶）、PPAR（过氧化物酶体增殖物激活受体）、PTP（蛋白酪氨酸磷酸酶）、未折叠蛋白反应和抗氧化酶。然而，还要进一步深入研究以了解钒-类黄酮复合物的抗糖尿病活性机制。该领域仍未得到充分探索，在这个方向上的进一步研究可能有助于识别比目前的钒化合物具有更加好的抗糖尿病潜力但副作用更小的新型钒-类黄酮复合物。

  由于目前关于钒-类黄酮复合物的活性研究的数量太少，无法得出结论性的结构-活性关系，但迄今为止进行的研究表明，复合物的结构与其生物作用相关的几个关键方面：乙酰丙酮样或五元配位的白杨素、桑黄素、芹菜素、山柰酚和麦芽酚样的四方锥体的水飞蓟宾-钒配合物使通过ROS介导的凋亡表现出对多种癌细胞的毒性。另外已经有很团队研究了类黄酮的钒配合物生物活性。这些研究提出了不同的途径来解释这些复合物的作用机制。然而，钒配合物在细胞内环境中的稳定性尚未得到最终证实。

  钒化合物具有多种多样的生物效应，但由于其毒性效应而受到限制。最近，钒与药理学上重要的黄酮类化合物的络合引起了科学界的极大兴趣。目前，对这类复合物的研究仍处于起步阶段，因此，这些分子的潜在临床用途仍有待探索。这些复合物的浓度对细胞中活性氧状态的影响还有待破译。还需要对这些复合物在体内的归宿进行更多研究，以了解钒-黄酮类复合物的真正治疗潜力。尽管如此，迄今为止从研究中获得的有希望的结果清楚地表明，钒-类黄酮复合物代表了开发具有较少副作用的高效新型治疗剂的新前沿。