四株南極來源真菌次級代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)及抗腫瘤活性研究.pdf

1、兩極地區(qū)的自然環(huán)境具有低溫、干旱、強輻射等特點,這也造就了極地微生物在基因組成、酶學(xué)特性以及代謝調(diào)控等方面獨特的分子生物學(xué)機制與生理生化特性。近年來的研究顯示,極地微生物在低溫適應(yīng)機制、新藥開發(fā)、新型酶制劑研制、新型保健食品開發(fā)等方面具有廣闊的前景。本論文以南極陸地來源的真菌作為研究對象,開展活性次級代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和生物活性研究。研究內(nèi)容主要包括:活性菌株的分離篩選、代謝產(chǎn)物的分離純化及結(jié)構(gòu)鑒定、部分化合物生合成途徑的推測、單體化合物生

2、物活性的初步評價、活性化合物作用靶點的初步探討。
　　從采自南極長城站及中山站附近的苔蘚下層土、地衣下層土和苔蘚等7個樣品中共分離得到真菌200株,放線菌17株,采用P388細胞毒活性篩選,結(jié)合TLC及HPLC化學(xué)篩選模型,得到6株活性真菌,從中選取苔蘚下層土來源的樹粉孢屬真菌Oidiodendron truncatum GW3-13、地衣下層土來源的子囊菌亞門真菌Ascomycota sp.GW31-6、苔蘚來源的繩狀青霉Pen

3、icillium funiculosumGWT2-24和苔蘚來源的桔青霉Penicillium citrinum GW8-28共四株真菌作為本論文的研究對象。
　　對四株目標(biāo)活性菌株發(fā)酵產(chǎn)物利用萃取、薄層色譜、硅膠柱色譜、LH-20凝膠柱色譜、反相高效液相色譜等提取分離純化手段,從樹粉孢屬真菌Oidiodendron truncatum GW3-13的發(fā)酵產(chǎn)物中分離得到了32個單體化合物(1-32);從子囊菌亞門真菌Ascomyc

4、ota sp.GW31-6的發(fā)酵產(chǎn)物中分離得到了6個單體化合物(33-38);從繩狀青霉Penicillium funiculosum GWT2-24的發(fā)酵產(chǎn)物中分離并解析了16個單體化合物(39-54);從桔青霉Penicillium citrinumGW8-28共分離純化得到5個單體化合物(56-60)。
　　利用理化性質(zhì)和波譜學(xué)方法(IR,UV,MS,NMR,CD,X-ray)闡明T60個單體化合物的結(jié)構(gòu)(Fig.1),結(jié)構(gòu)

5、類型包括:甾體類化合物4個(31,32,56,57)、萜類化合物11個(26-28,39-46)、二酮哌嗪類化合物17個(1-17)、苯的衍生物類化合物24個(18-25,29,30,33-36,47-54,58,59),吡喃酮類化合物1個(60),環(huán)己烯類化合物1個(37),苯醌類化合物1個(38)。其中發(fā)現(xiàn)新化合物23個,包括7個含多硫鍵的二酮哌嗪類化合物及其衍生物(1,2,4-7,11)、3個較罕見的氨基酸α位被羥基或者甲氧基取代

6、的二酮哌嗪類化合物(13,15,16)、5個苯的衍生物(33,34,35,48,49;其中化合物33含有1個獨特的縮酮螺環(huán)結(jié)構(gòu))、1個帶有環(huán)氧結(jié)構(gòu)的環(huán)己烯類化合物(37)、一個苯醌類化合物(38)、6個混源萜類化合物(39,40,42.45)。在構(gòu)型確定方面,我們采用NOESY、CD并結(jié)合化學(xué)轉(zhuǎn)化實驗推測了含硫二酮哌嗪類化合物(1,2,4-7)的絕對構(gòu)型。
　　采用MTT法和SRB法,對分離得到的單體化合物的抗腫瘤活性進行了初步評

7、價,從中篩選出了7個活性化合物(細胞毒IC50＜10μM)(1-4,9-11)。進一步采用ELISA等方法對活性化合物的分子靶點和作用機制進行初步探索。其中:1.新的Epipolythiodioxopiperazines類化合物(1)對HCT-8、Bel-7402、BGC-823、A-549和A2780細胞的IC50分別為0.013、0.003、0.011、0.022和0.028μM;該化合物在10μM時對蛋白激酶具有抑制作用,抑制率分

8、別為C-Met(49.5％),RET(64.1％),ABL(61.2％);化合物(1)對HIF-1的抑制活性具有劑量依賴性;初步的實驗表明化合物(1)對小鼠H22肝癌移植瘤模型具有體內(nèi)抗腫瘤活性;目前對化合物(1)的臨床前藥效學(xué)評價正在進行當(dāng)中。
　　本論文從4株真菌次級代謝產(chǎn)物中共分離鑒定了54個化合物,其中18個新化合物。新化合物1,2,4-7和11為首次報道的南極嗜冷真菌來源的的含硫二酮哌嗪類化合物,新化合物13,15和16

9、為含硫二酮哌嗪生合成過程的支路產(chǎn)物;評價了22個單體化合物的抗腫瘤活性,發(fā)現(xiàn)了7個活性較強的化合物,其中化合物(1)體外細胞和分子水平有效,是一個新穎的多靶點的抗腫瘤先導(dǎo)化合物;初步評價了含硫二酮哌嗪類化合物的HIF-1抑制活性。共分離篩選獲得6株抗腫瘤活性菌株,發(fā)現(xiàn)了能產(chǎn)生系列抗腫瘤活性化合物的樹粉孢屬真菌Oidiodendrontruncatum GW3-13、新種真菌GW31-6和繩狀青霉Penicillium funiculos