两种节肢昆虫抗菌成分分离及天然产物小分子探针构建的化学生物学研究

发布时间：2020-06-08 11:43

【摘要】：生活在肮脏或污染环境中的昆虫和节肢动物作为孳生虫源,是抗生素新颖结构不可替代的天然资源。天然产物资源化学是天然产物化学与天然产物资源学科相互渗透、交叉、整合而形成的一门新兴学科。本课题结合天然产物研究的基本理论和方法,借鉴吸取天然产物化学通用的提取分离技能及结构分析手段,对选用的孳生节肢昆虫抗菌成分进行持续追踪研究。本文以节肢动物九香虫和红娘虫全虫为材料,采用本课题组针对昆虫化学研究而自主建立的生物相溶性两段溶剂提取法,开展了昆虫次生代谢物的提取分离、检识与结构鉴定、抗菌及生物活性多样性等方面的研究。同时基于本课题组多年来持续进行的孳生虫源抗菌成分的研究探索,以得到的新颖结构的抗菌活性小分子为基础,进一步开展了相关天然产物小分子探针构建方面的理论探索。研究结果显示在两种节肢昆虫的甲醇和70%甲醇的抗菌有效部位,共分离推断和鉴定了8个化合物。其中就结构分类得到了2个N-丙酰多巴胺衍生物新化合物,2个同源新VA唑类化合物,1个氮糖苷类新化合物以及三个已知化合物。他们分别被命名为:8-N-丙酰胺基,14-N-乙酰胺基-多巴胺二聚体(化合物1),7,8-二氢化-(N-丙酰胺基),15-吡嗪,乙酰氨基多巴胺二聚体(化合物2),1-[1'-(对醛基苯基)]-3-甲氧基-4-甲氨基取代VA唑(化合物3)和1-[1'-(对醛基苯基)]-3-乙酰-(6-甲氧基)酯基-4-甲氨基取代VA唑(化合物6)和氢化吡啶-α-葡萄糖-[1-1']氮糖苷(化合物8);三个已知的化合物:5-甲基氢化吡咯酮(化合物7),尿囊素(化合物4)和丙二庚酰甘油酯(化合物5)。这些化合物生物活性调查分别具有抗肿瘤(化合物1,2)、抗真菌(化合物3,6)和在化妆品行业广泛用作皮肤调理剂(化合物4,5,7)等不同活性。通过对两种昆虫的生物功能研究,清晰地阐明了九香虫的药用物质基础,证明了九香虫的生物活性主要为抗癌和抗炎。此外,本文在本课题组前期昆虫源抗菌化合物的研究方面进行了化学生物学拓展研究,主要围绕天然产物化学生物学和天然产物小分子探针的构建方面进行了理论研究的初探。研究内容包括天然产物活性分子的生物学效价表征探索和抗菌化合物电子结构的密度泛函理论计算的探讨。本文通过对孳生节肢昆虫抗菌成分进行的持续分离纯化追踪研究,即昆虫源抗菌性及抗生素样物质新颖结构的研究挖掘,证明了孳生虫源在抗菌药物先导物来源方面的巨大潜力。同时在昆虫新颖结构的应用方面进行了相关拓展研究。论文中首次报道的关于天然产物活性分子生物效价上的表征及天然产物小分子探针构建的探索,以及九香虫药用物质基础的阐明等,均为本研究的创新点。
【图文】：

九香虫（Aspongopus chinensis）是昆虫纲兜蝽科瓜蝽属昆虫（图 2-1）。世界现存蝽科昆虫大概 5000 多种，是半翅目中种类最繁多的一种。九香虫别为瓜褐蝽、瓜黑蝽，是一类翅膀变化异常的昆虫，种类高达 3 万余种。它是高多食性昆虫，于春夏季节广泛生活在农作物等植物上，以植物茎叶中的浆液为九香虫状如水龟，为棕褐色，经常在寄主植物中飞行穿梭。在感受外界刺激时九香虫会释放出一种奇臭难忍的气体来保护自己，由此得来“屁巴虫、臭屁虫”称谓[81]。九香虫在我国作为传统中药使用长达千年之久，《本草纲目新编》记录“味甘辛，气微温，入肝肾经，壮肾之阳”[82]；据《摄生众妙方》记载，九香性味咸温，有利于膈间滞气，肝肾亏损，对腰膝酸痛和脾虚少食亦有良效。药研究结果表明，九香虫提取物具有明显的抗菌，抗癌，，镇痛，抗纤维和促血管成作用[83,84]。经文献报道，九香虫抗菌肽对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有良好抗菌效果[81,85,86]。此外，九香虫中富含的油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸，经研在降血脂、免疫调节等方面对人体具有平衡调节作用[87,88]。

ys sanguinea）为节肢动物昆虫纲同翅目蝉科红娘虫种（图2-2）。其名称最早出现于《图经本草》中：“今在樗木上，人呼红娘子”。红娘虫作为樗鸡的别名被使用记载在《神农本草经》中，自清朝之后，红娘子不再作为传统中药樗鸡使用[89]。现如今，临床上使用的红娘虫又称灰花蛾，其原虫包括短翅红娘子、褐翅红娘子以及黑翅红娘子三种[90]。本课题选用的材料是黑翅红娘子，其体长 15-25 毫米，宽 5-7 毫米。头，胸及足呈黑色，唇基朱红色，复
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R284

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本文编号：2703030