異甜菊醇的結(jié)構(gòu)改造和活性研究.pdf

1、第一部分異甜菊醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾及生理活性研究
　　 異甜菊醇屬四環(huán)二萜類化合物，為天然甜味劑甜菊苷的酸水解產(chǎn)物。藥理研究表明，異甜菊醇可抑制polα活性，預(yù)防腫瘤細(xì)胞生長;可減少心肌細(xì)胞ATP水平，發(fā)揮抗心肌缺血作用;可降低細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度，使血管舒張，降低血壓;可抑制單糖轉(zhuǎn)運(yùn)，減少葡萄糖生成。由于其廣泛的藥理活性和極好的研究價值，對異甜菊醇的結(jié)構(gòu)修飾和活性研究受到了較多的關(guān)注。
　　 本文綜述了異甜菊醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾及

2、活性研究進(jìn)展。本文設(shè)計合成了三個系列共41個未見文獻(xiàn)報道的異甜菊醇衍生物，所合成的化合物結(jié)構(gòu)經(jīng)IR，1HNMR，13CNMR，MS確證，并有7個化合物通過X-射線單晶衍射對其立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了確證。對所合成的化合物，本文進(jìn)行了初步體外抗腫瘤活性測試，并選擇部分化合物進(jìn)行了大鼠體內(nèi)抗急性高血糖活性研究，并根據(jù)藥理研究結(jié)果進(jìn)行了構(gòu)效關(guān)系分析。
　　 1.以異甜菊醇為先導(dǎo)化合物，通過向異甜菊醇C-16、C-18引入取代基，并對異甜菊醇的骨

3、架結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，設(shè)計合成了三個系列共41個未見文獻(xiàn)報道的目標(biāo)化合物，以期獲得活性更好的異甜菊醇衍生物。所合成的化合物結(jié)構(gòu)經(jīng)IR，1HNMR，13CNMR，MS確證，并有7個化合物通過X-射線單晶衍射對其立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了確證。
　　 2.經(jīng)過初步體外抗腫瘤活性測試發(fā)現(xiàn):Ⅰ系列22個化合物中有4個化合物能夠抑制人結(jié)腸癌細(xì)胞株HT29和HCT116;Ⅱ系列17個目標(biāo)化合物中有6個化合物能夠抑制人結(jié)腸癌細(xì)胞株HT29和HCT116，其中Ⅱ

4、5、Ⅱ8、Ⅱ15的抑制活性較好，可能是由于在異甜菊醇16位肟酯結(jié)構(gòu)的引入以及18位甲酯或芐酯結(jié)構(gòu)的存在;Ⅲ系列4個化合物中有2個化合物能夠抑制人結(jié)腸癌細(xì)胞株HT29和HCT116，其中Ⅲ1對人結(jié)腸癌細(xì)胞株HT29的抑制活性較好，可能與異甜菊醇中酰胺結(jié)構(gòu)的引入及18位異丙酯的存在有關(guān)。在能抑制人結(jié)腸癌細(xì)胞株HT29和HCT116的12個化合物中，Ⅰ9、Ⅱ5、Ⅱ6、Ⅱ8、Ⅱ9、Ⅱ14、Ⅱ15、Ⅲ1及Ⅲ3的18位都存在酯基，推測異甜菊醇衍生物

5、18位酯基對維持異甜菊醇的抗腫瘤活性具有重要作用。對于化合物Ⅱ5、Ⅱ8、Ⅱ15及Ⅲ1，可以考慮進(jìn)行進(jìn)一步篩選研究。
　　 3.部分目標(biāo)化合物抗急性高血糖活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:雙酯化合物Ⅰ5活性可能優(yōu)于異甜菊醇，雙酯化合物Ⅰ3、Ⅰ4、Ⅰ6略好于異甜菊醇，而單酯化合物Ⅰ2活性則低于異甜菊醇，由此推測將異甜菊醇C-18羧基成雙酯較成單酯更加有利于增強(qiáng)其抗急性高血糖活性;C-18為羥甲基的化合物Ⅱ1和ⅡB活性略好于異甜菊醇，而異甜菊醇的酮羰

6、基被內(nèi)酰胺取代后的衍生物ⅡA活性可能優(yōu)于異甜菊醇，C-18為羥甲基的化合物Ⅱ2活性則低于異甜菊醇，因此不確定C-18羧基被羥甲基替代后對異甜菊醇活性的影響;化合物ⅡA、Ⅱ1、Ⅱ3活性均略好于異甜菊醇，可能將異甜菊醇C-16酮羰基還原為羥基有利于提高活性;異甜菊醇的酮羰基被內(nèi)酯基取代后的衍生物ⅡB和Ⅱ3活性可能優(yōu)于異甜菊醇，而酮羰基被內(nèi)酰胺取代后的衍生物ⅡA、Ⅱ1和Ⅱ2活性則略高于或低于異甜菊醇，由此推測異甜菊醇的酮羰基被內(nèi)酯基取代比被內(nèi)

7、酰胺取代更有利于改善其活性。
　　 第二部分杜仲內(nèi)生真菌對異甜菊醇的生物轉(zhuǎn)化研究
　　 利用生物轉(zhuǎn)化手段進(jìn)行天然產(chǎn)物或合成產(chǎn)物的選擇性轉(zhuǎn)化，可增強(qiáng)其已有的生物活性或?qū)е滦碌纳锘钚援a(chǎn)生。微生物作為天然生物催化劑可對許多類型的物質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，特別是絲狀真菌，由于具有數(shù)目和種類眾多的酶，可在許多天然或合成的有機(jī)化合物的非活性部位催化進(jìn)行區(qū)域選擇性和立體選擇性反應(yīng)。
　　 本文綜述了異甜菊醇的生物轉(zhuǎn)化研究進(jìn)展及植物內(nèi)

8、生菌的生物轉(zhuǎn)化研究進(jìn)展;從杜仲植物中分離得到52株杜仲內(nèi)生真菌，首次利用內(nèi)生真菌進(jìn)行異甜菊醇的生物轉(zhuǎn)化研究，并發(fā)現(xiàn)了四株新的異甜菊醇轉(zhuǎn)化菌株;選取了其中兩株即交鏈孢霉Alternariasp.EL3和瘤座霉Tuberculariasp.ER3進(jìn)行異甜菊醇的制備級生物轉(zhuǎn)化，分離獲得了四個轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，并根據(jù)1HNMR，13CNMR,MS，HMBC，HMQC及TOF-MS對四個轉(zhuǎn)化產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)確證。
　　 (1)從杜仲植物中分離得到5

9、2株杜仲內(nèi)生真菌，初步確定分屬2目（叢梗孢目，球殼孢目）、4科（叢梗孢科，瘤座孢科，暗孢科，球殼科）、10屬（頭孢霉屬，葡萄孢屬，粉孢霉屬，青霉屬，瘤座霉屬，尾孢霉屬，鐮孢霉屬，交鏈孢霉屬，刺孢殼屬，莖點(diǎn)菌屬）。
　　 (2)從分離得到的52株杜仲內(nèi)生真菌中選取了30株進(jìn)行了異甜菊醇生物轉(zhuǎn)化的篩選試驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)了四株新的異甜菊醇轉(zhuǎn)化菌株:交鏈孢霉Alternariasp.EL3、瘤座霉Tuberculariasp.ER3、鐮孢霉F

10、usariumsp.EL7及青霉Penicilliumsp.ES2。本文選擇了交鏈孢霉Alternariasp.EL3和瘤座霉Tuberculariasp.ER3進(jìn)行異甜菊醇的制備級轉(zhuǎn)化。
　　 (3)交鏈孢霉Alternariasp.EL3可將異甜菊醇轉(zhuǎn)化為(4α，8β，13β)-12α-羥基-13-甲基-16-氧代-17-去甲貝殼杉烷-18-酸(Cl)及(4α，8β，13β)-7-羥基-12α-羥基-13-甲基-16-氧代-

11、17-去甲貝殼杉烷-18-酸(C2)，瘤座霉Tuberculariasp.ER3可將異甜菊醇轉(zhuǎn)化為(4α，8p，13β)-7α-羥基-13-甲基-l6-氧代-17-去甲貝殼杉烷-18-酸(C3)和(4α，8β，13β)-12β--羥基-13-甲基-l6-氧代-17-羥基貝殼杉烷-18-酸(C4)。說明內(nèi)生真菌對異甜菊醇具有很好的轉(zhuǎn)化能力，且其對異甜菊醇的生物轉(zhuǎn)化效率較高。另外，這兩株內(nèi)生真菌的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物種類較少，使轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的分離純化較為簡

12、單，也將有利于轉(zhuǎn)化過程中某一產(chǎn)物的富集?？梢妰?nèi)生真菌對異甜菊醇的生物轉(zhuǎn)化研究具有良好的前景。
　　 (4)交鏈孢霉Alternariasp.EL3和瘤座霉Tuberculariasp.ER3對異甜菊醇的生物轉(zhuǎn)化為首次報道，轉(zhuǎn)化產(chǎn)物C1、C2、C3及C4在交鏈孢霉Alternariasp.EL3和瘤座霉Tuberculariasp.ER3的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中也為首次報道。
　　 (5)轉(zhuǎn)化產(chǎn)物C1、C2、C3及C4的結(jié)構(gòu)顯示，交鏈