齐墩果酸糖基化修饰及其抗稻瘟病菌活性的构效关系研究

发布时间：2020-09-08 12:41

　　稻瘟病是一种世界性的严重威胁水稻生产的三大病害之一,每年都造成水稻减产10%~30%,并且降低水稻品质。而传统的化学农药存在着毒性大、污染环境和菌株易产生抗药性等缺点,因此,开发新型生物农药对防治稻瘟病具有重要意义。齐墩果酸是一个分布广泛、含量丰富的五环三萜类化合物,具有显著的生物活性,通过糖基化在C_3-OH、C17-COOH和C12=C13等活性部分进行修饰合成其皂苷,不仅可以改善其极性小、水溶性差,生物利用度低的不足,而且还可以大大增强或增添新的生物活性,其中所合成皂苷的糖链结构和某些特定基团是活性的关键部位。本文从糖基、含功能基团糖链等糖基化修饰,齐墩果酸苷元改造等综述了已经人工合成的205种齐墩果烷型皂苷的结构特点及其生物活性,探讨了皂苷中糖基的种类、数量、连接方式、连接位置,以及特殊基团与α-葡糖苷酶抑制活性、溶血活性、癌细胞抑制活性、抗菌活性等的构效关系,以期为齐墩果烷型皂苷的新药(包括农用化学品)开发提供分子设计的思路。本文是以齐墩果酸为先导化合物,以糖基三氯乙酰亚胺酯和溴代糖苷作为糖基供体,分别对齐墩果酸的C-3羟基和C-28羧基进行糖基化修饰,通过1H NMR、13C NMR确认,共得到了26个齐墩果烷型三萜皂苷,包括3-单糖链皂苷14个,28-单糖链皂苷7个,3,28双糖链皂苷5个,其中,10个皂苷为首次人工合成,分别是齐墩果酸3-O-α-L-吡喃鼠李糖-28-烯丙醇酯(Rha-8),齐墩果酸3-O-α-D-吡喃甘露糖-28-烯丙醇酯(Man-8),α-D-吡喃甘露糖齐墩果酸酯(Man-11),齐墩果酸3-O-β-D-吡喃半乳糖-28-烯庚醇酯(Gal-8a),齐墩果酸3-O-α-L-吡喃阿拉伯糖-28-烯庚醇酯(Ara-8a),3-O-β-D-吡喃葡萄糖-28-O-β-D-吡喃葡萄糖齐墩果酸酯(HYY-1),3-O-β-D-吡喃木糖-28-O-ɑ-L-吡喃阿拉伯糖齐墩果酸酯(HYY-2),3-O-β-D-吡喃半乳糖-28-O-ɑ-L-吡喃阿拉伯糖齐墩果酸酯(HYY-3),3-O-ɑ-L-吡喃阿拉伯糖-28-O-β-D-吡喃半乳糖齐墩果酸酯(HYY-4),3-O-β-D-吡喃半乳糖-28-O-β-D-吡喃半乳糖齐墩果酸酯(HYY-5)。通过菌丝生长速率法测定了26种皂苷对稻瘟病菌的抑制活性。探讨了皂苷的糖基种类、糖基位置、糖链数量以及C-28位连接基团与稻瘟病菌抑制活性的构效关系:(ⅰ)齐墩果烷型皂苷对稻瘟病菌的抑制活性主要受糖基种类、糖基位置以及C-28位连接基团的综合影响;(ⅱ)齐墩果酸C-3位连接六碳糖有助于提高活性,连接甘露糖时活性最高;(ⅲ)齐墩果酸C-28位引入糖基和自由羧酸基一样均不利于提高抑菌活性;(ⅳ)齐墩果酸C-28位引入小分子酯链(如烯丙基)有助于提高皂苷抑菌活性;(ⅴ)齐墩果酸C-3位和C-28位同时引入糖基时,抑菌活性不变或降低;(ⅵ)我们认为,在齐墩果酸C-3位引入甘露糖等六碳糖,并增加C-3位糖分子的数目,同时C-28位连接小分子的酯链,是优化皂苷抗稻瘟病菌活性的分子设计方向,糖分子之间的连接方式还需进一步的研究。
【学位单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S435.111.41

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