六种海洋来源生物样品的化学成分及生物活性研究

发布时间：2020-06-20 15:47

【摘要】：海洋生物(无脊椎动物、微生物以及植物)是海洋活性次级代谢产物的重要来源,是发现创新药物的重要源泉之一。在寻找具有生物活性的次级代谢产物过程中,本论文对2株源自深海沉积物的放线菌进行了新型代谢产物的筛选研究,并对采集自我国南海海域的4种海洋无脊椎动物(两种珊瑚和两种海绵)进行了系统的化学成分和生物活性的筛选研究。运用多种柱层析分离手段,本论文从以上6个海洋来源生物样品中分离获得70个化合物,结构涉及肽类,倍半萜,降倍半萜,二萜,生物碱等化合物结构类型,其中15个为新化合物,新骨架化合物1个,并对2个已知化合物进行了结构修正。化合物的结构及其构型表征是在分析1D、2DNMR、UV、IR旋光、圆二色谱等波谱学数据、X-ray单晶衍射、化学沟通以及与已知化合物所报道数据比较的基础上确定的,同时进行了生物活性筛选研究。本研究不仅丰富了海洋天然产物研究的理论依据,更为深入开发和应用海洋天然产物的药用价值提供了科学依据。1)在对2株深海来源放线菌进行代谢产物筛选研究时,通过改变培养条件,对其不同代谢产物类型的产生进行调控。从1株深海沉积物来源新种放线菌Amycolatopsis aibispora WP1T中分离获得1个新型肽类嗜铁素albisporachelin(2-1),该化合物是从海洋来源稀有放线菌Amycolatopsis属中获得的首个嗜铁素类成分,也是源自于该新种放线菌A.albispora的第一个天然产物。对1株深海沉积物来源放线菌Streptowyces sp.YB104进行了基于代谢产物多样性的培养基筛选,结果表明该菌株能够在寡营养条件下产生具有生物活性的inthomycin类化合物inthomycin B(2-2)。本研究通过代谢调控,首次挖掘出一株具有生物合成inthomycin类化合物的潜在工程菌Streptomyces sp.YB104,该菌也是第二个报道的具有产生inthomycin类化合物的微生物,inthomycin类化合物首次从海洋中获得。2)在对采自我国南海海域的2种软珊瑚(Lemmalia flava及Sinularia flexibilis)化学成分研究中,共分离得到52个化合物,其中12个为新化合物,包括1个具有罕见的6/9中环内酯结构的倍半萜类化合物xishaflavalin F(3-1),2个首次从Lemnalia属珊瑚中分离获得含有过氧基团的复杂倍半萜类化合物xishaflavalin B(3-2)和xishaflavalin(3-3)以及1个具有罕见α,β不饱和内酰胺结构的倍半萜xishaflavalin B(3-4),3个首次发现含有丁酯基结构的西松烷型二萜xidaosinularides A-C(3-36,3-37,3-38)。本研究还成功地运用了计算机辅助结构解析策略,包括残余偶极距耦合(residual dipolar coupling,RDC),计算碳谱,TDDFT-ECD 量子化学计算的方法确定了多个具有复杂手性中心化合物的相对构型及绝对构型。此外,还对 4 个倍半萜类化合物 xishaflavalin F(3-1),paralemnolin R(3-6),pathylactone A(3-26)及 2 个二萜类化合物 diepoxycembrene A(3-39)和11-epi-sinulariolide acetate(3-48)进行了铜靶单晶衍射,对西松烷型二萜3-39的绝对构型进行了结构修正。两种珊瑚中分离获得的部分二萜及倍半萜具有较好的抗炎活性及细胞毒活性,源自软珊瑚L.flava的倍半萜类化合物,如化合物(3-20、3-22、3-24、3-27、3-30,IC50值分别为 4.2、4.0、6.1、6.8、1.0 μM)及源自软珊瑚(S.flexibilis)的西松烷型二萜类化合物,如化合物(3-41、3-40、3-48、3-41,IC50值分别为5.2、4.7、2.7、6.5 μM)的体外抗炎活性均优于阳性对照(dexamethasone,IC50=8.7μM)。通过对该类型二萜类化合物结构及生物活性的比较,初步分析部分二萜类化合物的生物活性构效关系。3)对采自我国南海海域的2种海绵化学成分研究中,共分离得到16个化合物,其中2个为新化合物,1个为新天然产物,对1个已知化合物的绝对构型进行了修正。其中新化合物neopetroside(4-1)是及其罕见的吡啶核苷类生物碱化合物,本研究为第二次报道化合物4-1这种结构类型化合物;新化合物xidaoformamide A(4-9)是kalihinane型二萜类化合物,也是从自然界发现的第二个含有两个甲酰胺结构单元的二萜类化合物;通过利用铜靶单晶衍射纠正了倍半萜类化合物axiriabiline A(4-13)的绝对构型。生物活性筛选时发现化合物jaspamide(4-16)具有异常显著的细胞毒活性(IC50=97-412nM),这是首次从Acanthella属海绵中发现该PKS-NRPS杂合的jaspamide类生物活性物质。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R914
【图文】：

铁素－抗生素耦吾物能选择性地与病原微生物细胞膜表面的嗜铁素外膜受体发生相逡逑Ｓ作用，利用铁离子主动转运系统跨过细胞外膜，进入到细胞中释放药物杀死微逡逑生物，进而发挥抗菌作用（图２．１）。该机制被形象地称为“特洛伊木马（ｔｒｏｊａｎ邋ｈｏｒｓｅ）”逡逑特洛伊木马”策略在传递药物分子方面具有广阔的应用前景，可将药物分逡逑子传递到特定药物或类药物分子的靶定位点，为遥学和药学学科开辟了新的途径，逡逑有利于缓解细菌的耐药性何题。国内外进行该策略研究较为成功的是美国麻省理逡逑工的Ｎｏｌａｎ课题组，２０１２年至２０１５年该课题组在嗜铁素及抗生素结＃物研究中发逡逑表了一系列系统的；１作［５＿７］。该课题组将源彶病原菌的嗜铁素（ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｉｎ）与抗逡逑生素（焌￥＃霉素＿邋ＡＭＰ或：阿嘉西林Ａｍｘ等．）连接，使得该抗生kr－嗜铁素缀合物逡逑能够主动运输进入微生物体内，释放抗生素提高抗生素抑制病原菌生长的作用。逡逑0逡逑＼邋Ｓｉｄｃｒｏｐｈｏｒｅ－Ｆｅ邋ｃｏｍｐｌｅｘ逦Ｓｉｄｅｒｏｐｈｏｒｅ－ｄｒｕｇ邋ｃｏｎｊｕｇａｔｅ逡逑广。＾逡逑Ｃｅｌｌ邋ｍｅｍｂｒａｎｅ逦Ｅｆｆｌｕｘ邋ｐｕｍｐ逡逑ｆ；Ｃ）｝——＜０逡逑Ｓｉｄｔｒｏｐｂｏｒｅ邋ｒ＼Ｑ逦°＼逡逑Ｍｉｃｔｏｏｒｇａｉｉｉｓａｉ逦＾逡逑Ｆｅ２．势逦＾ＦｅＪ＋逦ＤｒｕＳ逡逑图２．１．痛原细菌内嗜铁素介导的药物传递模型逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｓｉｄｅｒｏｐｈｏｒｅ－ｍｅｄｉａｔｅｄ邋ｄｒｕｇ邋ｄｅｌｉｖｅｒｙ邋ｍｏｄｅｌ邋ｉｎ邋ｐａｔｈｏｇｅｎｓ逡逑９逡逑

逦１逡逑发酵产物的提取及活灥试，发现其发藤取产物具逡逑有广谱的抗菌活性（图２．３）。其产生的代谢产物对逡逑革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌，蜡状芽孢杆菌）和逡逑革曼氏阴性菌（大肠杆菌，铜绿假单胞菌）均具有较好的抑菌活性。且该菌源自逡逑于深海２０００多米沉积物中，其费养物质相对较为贫瘠，在恶劣的生长环境下，为逡逑了维持其生长，该菌产}0功能性分子也值得进一步探究。利用ＷＰ１Ｔ菌株的１６Ｓ逡逑ｒＲＮＡ序列与稀有放线菌其他种的１６ＳｒＲＮＡ序列构建进化树，结．果显示，ＷＰ１Ｔ逡逑菌株与嗜盐菌的亲缘关系最近（图２．２）。这符合该菌株分离自海洋

本文编号：2722638