三種西沙海綿化學(xué)成分和生物活性研究.pdf

1、我國(guó)南海海洋生物中含有許多結(jié)構(gòu)新穎且具有抗腫瘤、抗病毒、抗菌、抗炎、抗過敏和免疫調(diào)節(jié)等不同生物活性的次生代謝產(chǎn)物，它們是尋找高效低毒藥物或先導(dǎo)化合物的新來源。本文作者對(duì)我國(guó)南海西沙海域的海洋生物資源進(jìn)行了考察，對(duì)采集到的31種海綿樣本的93個(gè)提取部位進(jìn)行了體外活性篩選，發(fā)現(xiàn)有11種海綿的提取物具有顯著的體外抗腫瘤活性。通過多種現(xiàn)代色譜分離純化技術(shù)，從其中的3種海綿Phyllospongia foliascens、Phakellia fu

2、sca和Theonellaswinhoei中共分離得到了66個(gè)單體化合物；采用多種波譜方法鑒定了其中63個(gè)化合物的結(jié)構(gòu)，包括：17個(gè)甾體類化合物、12個(gè)萜類化合物、11個(gè)環(huán)肽類化合物、17個(gè)生物堿類化合物、5個(gè)嘧啶類化合物和1個(gè)苯甲酸，其中新化合物12個(gè)。在體外藥理活性篩選中，部分二倍半萜、環(huán)肽和甾體類化合物顯示出細(xì)胞毒活性。 采自永興島和石島的杯葉海綿P．foliascens的丙酮提取物顯示對(duì)小鼠肝癌腹水瘤HAC細(xì)胞和小鼠結(jié)腸

3、癌Colo-26細(xì)胞的IC50值均小于1μg/mL。運(yùn)用溶劑分步萃取以及減壓柱色譜、低壓柱色譜、中壓柱色譜、凝膠柱色譜和高效液相制備等多種色譜分離方法，從其石油醚和二氯甲烷萃取部位分離鑒定了共22個(gè)化合物A1～A22，包括11個(gè)甾體類化合物和11個(gè)二倍半萜類化合物?；衔顰11和A12是通過HPLC分離獲得的CH3-26立體異構(gòu)的phyllofolactones類二倍半萜，它們的構(gòu)型是通過碳譜的化學(xué)位移確定的?；衔顰13和A14是目前

4、僅從我國(guó)南海海綿中獲得的2個(gè)環(huán)E為含α，β-不飽酮的五元碳環(huán)結(jié)構(gòu)的phyllofolactones類二倍半萜成分。體外抗腫瘤活性篩選中，化合物A10，A13，A14，A15，A16，A17對(duì)小鼠白血病P388細(xì)胞顯示有細(xì)胞毒活性，IC50值分別為15.3，6.5，11.9，30.2，25.6，10.5μg/mL；化合物A13，A14對(duì)人肝癌BEL-7402細(xì)胞顯示有細(xì)胞毒活性，IC50值分別為47.8，32.9μg/mL；化合物A10，

5、A15對(duì)人肺癌SPC-A-1細(xì)胞顯示有細(xì)胞毒活性，IC50值分別為23.6，29.3μg/mL；化合物A11，A12，A15對(duì)小鼠肝癌腹水瘤HAC細(xì)胞顯示有細(xì)胞毒活性，IC50值分別為46.7，32.5，45.1μg/mL；化合物A10，A13，A14，A15對(duì)小鼠結(jié)腸癌Colo-26細(xì)胞顯示有細(xì)胞毒活性，IC50值分別為23.5，11.9，28.1，26.9，42.7μg/mL。 采自永興島和七連嶼附近的棕色扁海綿P．fusc

6、a的乙醇提取物對(duì)小鼠結(jié)腸癌Colo-26細(xì)胞的IC50值小于1μg/mL，對(duì)小鼠肝癌腹水瘤HAC細(xì)胞的IC50值為6.4μg/mL。運(yùn)用溶劑分步萃取以及多種色譜分離方法，從其二氯甲烷和正丁醇萃取部位分離鑒定了共27個(gè)化合物B1～B27，包括10個(gè)環(huán)肽類化合物和17個(gè)生物堿類化合物。運(yùn)用1H-NMR、13C-NMR、1H-1H COSY(MQF-COSY)、HMQC(HSQC)、HMBC、TOCSY、HMQC-TOCSY、NOESY(RO

7、ESY)、MS和X-Ray等波譜技術(shù)，結(jié)合文獻(xiàn)，確定它們的結(jié)構(gòu)。所有環(huán)肽化合物B1～B10都通過MALDI TOF/TOF從頭測(cè)序方法獲得了氨基酸殘基連接信息，確證了NMR的結(jié)構(gòu)鑒定。其中，5個(gè)環(huán)肽類化合物B5，B6，B7，B8，B10為新化合物；化合物B2～B4，B9，B23～B27為首次從該種海綿中獲得?；衔顱9和B10為首次從Phakellia屬海綿正丁醇萃取部位獲得的水溶性環(huán)肽。化合物B1的絕對(duì)構(gòu)型通過CuKα X-Ray單晶

8、衍射實(shí)驗(yàn)得到了確認(rèn)?；衔顱10在DMSO-d6中顯示具有兩個(gè)構(gòu)象存在，通過脯氨酸殘基碳化學(xué)位移Δδβγ值和NOESY相關(guān)信號(hào)證實(shí)在其主要構(gòu)象和次要構(gòu)象中脯酰胺肽鍵分別為反式和順式構(gòu)型。體外抗腫瘤活性篩選中，化合物B3，B6，B10對(duì)小鼠白血病P388細(xì)胞顯示有細(xì)胞毒活性，IC50值分別為8.3，7.8，5.6μg/mL；化合物B1，B6，B10對(duì)人肝癌BEL-7402細(xì)胞顯示有細(xì)胞毒活性，IC50值分別為12.7，30.4，14.8μ

9、g/mL；化合物B1對(duì)人肺癌SPC-A-1細(xì)胞顯示有細(xì)胞毒活性，IC50值為11.6μg/mL；化合物B1，B3，B9，B10對(duì)小鼠結(jié)腸癌Colo-26細(xì)胞顯示有細(xì)胞毒活性，IC50值分別為23.5，11.9，28.1，26.9，42.7μg/mL。本文所獲得的環(huán)肽和生物堿類成分的其它的生物活性值得進(jìn)一步研究。 采自永興島和七連嶼附近的隋氏蒂殼海綿T．swinhoei的乙醇提取物對(duì)小鼠肝癌腹水瘤HAC細(xì)胞的IC50值小于3μg/

10、mL，對(duì)小鼠結(jié)腸癌Colo-26細(xì)胞的IC50值小于1μg/mL。運(yùn)用溶劑分步萃取以及減壓柱色譜、低壓柱色譜、中壓柱色譜、凝膠柱色譜和高效液相制備等多種色譜分離方法，從其二氯甲烷和正丁醇萃取部位分離鑒定了共14個(gè)化合物C1～C14，包括1個(gè)三萜類化合物、6個(gè)甾體類化合物、1個(gè)環(huán)肽類化合物、5個(gè)嘧啶類化合物以及1個(gè)苯甲酸。運(yùn)用1H-NMR、13C-NMR、1H-1H COSY、HMQC(HSQC)、HMBC、NOESY(ROESY)和MS

11、等波譜技術(shù)，結(jié)合文獻(xiàn)，確定它們的結(jié)構(gòu)。其中，化合物C6和C7為首次發(fā)現(xiàn)具有7-OH或8-OH以及降B環(huán)結(jié)構(gòu)的4-methylene甾體類新化合物；化合物C1，C12，C13，C14為首次從該種海綿中獲得。體外抗腫瘤活性篩選中，化合物C7，C8對(duì)小鼠白血病P388細(xì)胞顯示有細(xì)胞毒活性，IC50值分別為40.3，0.65μg/mL；化合物C8對(duì)人肝癌BEL-7402細(xì)胞顯示有細(xì)胞毒活性，IC50值為1.7μg/mL；化合物C6，C7，C8對(duì)

12、人肺癌SPC-A-1細(xì)胞顯示有細(xì)胞毒活性，IC50值分別為27.9，33.1，19.3μg/mL；化合物C5，C8對(duì)小鼠結(jié)腸癌Colo-26細(xì)胞顯示有細(xì)胞毒活性，IC50值分別為24.7，2.3μg/mL。 本課題采用活性篩選追蹤的方法，運(yùn)用多種現(xiàn)代色譜分離技術(shù)，對(duì)采自中國(guó)西沙海域的海綿提取物的體外活性和化學(xué)成分進(jìn)行了研究并有新的活性成分的發(fā)現(xiàn)。特別是對(duì)天然產(chǎn)物中數(shù)量相對(duì)較少的二倍半萜和環(huán)肽類化學(xué)成分進(jìn)行了系統(tǒng)的分離、結(jié)構(gòu)測(cè)定和

13、活性研究，為尋找海洋生物活性成分積累了新的研究資料。從杯葉海綿P．foliascens中得到的二倍半萜成分、從棕色扁海綿P．fusca中得到的生物堿和環(huán)肽類成分以及從隋氏蒂殼海綿T．swinhoei中獲得的甾體和環(huán)肽類化合物在結(jié)構(gòu)上既具有各自生物種屬的化學(xué)特征，同時(shí)也體現(xiàn)出西沙海綿的獨(dú)特性。研究結(jié)果同時(shí)也揭示了我國(guó)南海海洋生物具有的生物和化學(xué)多樣性，顯示出了南海海洋生物資源具有的研究潛力，為進(jìn)一步開發(fā)和利用我國(guó)豐富的海洋生物資料提供了科