海洋來(lái)源真菌次級(jí)代謝產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和抗H1N1流感病毒活性研究.pdf

1、海洋真菌次級(jí)代謝產(chǎn)物已成為天然產(chǎn)物研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，是尋找新型藥物先導(dǎo)化合物的重要資源。生物活性化合物的分離解析和化合物的立體構(gòu)型問(wèn)題是天然產(chǎn)物研究的兩個(gè)重要方面。本論文研究?jī)?nèi)容主要分為兩個(gè)部分:一是從海洋來(lái)源真菌次級(jí)代謝產(chǎn)物中尋找抗甲型H1N1流感病毒活性化合物的研究;二是利用量子化學(xué)ECD計(jì)算確定結(jié)構(gòu)新穎的復(fù)雜天然產(chǎn)物立體構(gòu)型的研究。
　　抗甲型H1N1流感病毒活性化合物的研究:在實(shí)驗(yàn)室建立的海洋真菌資源庫(kù)中選取了48株無(wú)細(xì)胞毒

2、活性的菌株，采用H1N1病毒感染狗腎上皮細(xì)胞(MDCK)模型對(duì)其進(jìn)行了初步活性篩選，然后再通過(guò)化學(xué)篩選(HPLC-UV-MS)和菌株種屬的排重，最終選取了5株具有較強(qiáng)抗甲型流感活性的菌株作為目標(biāo)菌株進(jìn)行活性產(chǎn)物研究。
　　采用最優(yōu)的培養(yǎng)條件分別對(duì)5株目標(biāo)菌株進(jìn)行大量發(fā)酵，其發(fā)酵產(chǎn)物應(yīng)用現(xiàn)有的各種常規(guī)分離柱色譜技術(shù)進(jìn)行分離純化得到化合物38個(gè)，其中在紅樹林來(lái)源的枝孢菌Cladosporium sp.PJX41中分離到化合物15個(gè);在

3、南海海泥來(lái)源產(chǎn)黃青霉Penicillin chrysogenum PJX17中分分離到化合物4個(gè);在西沙海綿真菌Paraphaeosphaeria sp.PJXM5中分離到化合物6個(gè);在另外兩株海泥來(lái)源真菌Penicillium crustosum PJXJ23和Aspergillus fumigatus PJXZ72中共分離到化合物13個(gè)。
　　運(yùn)用常規(guī)的核磁共振波譜，X-Ray單晶衍射和量子化學(xué)ECD計(jì)算方法確定了38個(gè)化合物

4、的化學(xué)結(jié)構(gòu)和立體構(gòu)型。其中新化合物10個(gè)，結(jié)構(gòu)類型包括6個(gè)新穎的吲哚喹唑啉酮類生物堿(1-5，15)，2個(gè)具有新骨架類型的聚酮類化合物(16-17)，2個(gè)新穎的四氫萘酮類化合物(20，22);1個(gè)新的天然生物堿化合物(12);首次確定了3個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的吲哚喹唑啉酮生物堿(6-8)和1個(gè)四氫萘酮類化合物(21)的絕對(duì)構(gòu)型。其它的已知化合物結(jié)構(gòu)類型包括:吲哚喹唑啉酮生物堿類化合物9個(gè)(6-14)，聚酮類sorbicillin化合物2個(gè)(18-

5、19)，萘類palmarumycins化合物3個(gè)(23-25)，二酮哌嗪類化合物10個(gè)(26-35),芳基喹啉viridicatin類化合物3個(gè)(36-38)。
　　采用H1N1病毒感染狗腎上皮細(xì)胞(MDCK)模型，評(píng)價(jià)了化合物1-22的抗流感病毒活性，發(fā)現(xiàn)了18個(gè)活性化合物，其中有8個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的化合物(2b，5，7-9，11，16，20)顯示出強(qiáng)效的抗甲型H1N1流感病毒活性（活性結(jié)果與陽(yáng)性藥利巴韋林相當(dāng)）。首次發(fā)現(xiàn)具有顯著的抗

6、H1N1甲型流感病毒活性的吲哚喹唑啉酮生物堿、異源多環(huán)sorbicillin類和四氫萘酮類化合物。
　　量子化學(xué)ECD計(jì)算確定結(jié)構(gòu)新穎復(fù)雜天然產(chǎn)物的立體構(gòu)型:海洋微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)多樣，活性獨(dú)特，是發(fā)現(xiàn)藥物先導(dǎo)化合物的重要來(lái)源。但是海洋天然產(chǎn)物具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含量少，一般含有多個(gè)手性中性，在結(jié)構(gòu)確定，尤其是立體構(gòu)型確定方面存在較大的困難。近年來(lái)，采用圓二色譜(CD)與現(xiàn)代量子化學(xué)計(jì)算相結(jié)合，準(zhǔn)確鑒定有機(jī)手性小分子絕對(duì)構(gòu)型的新技術(shù)

7、在理論和實(shí)踐上取得了重大的突破，迅速成為解決這一難題的有效手段。但該技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)天然產(chǎn)物研究組還沒(méi)有廣泛的應(yīng)用。本人利用掌握的量子化學(xué)ECD計(jì)算技術(shù)解決海洋天然產(chǎn)物復(fù)雜結(jié)構(gòu)的絕對(duì)構(gòu)型問(wèn)題，確定了本課題組在海洋真菌中分離到的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的新穎生物堿，萜類，sorbicillin，桔霉素類，螺環(huán)類化合物的立體構(gòu)型，解決了本課題組分離到的部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜天然產(chǎn)物利用常規(guī)核磁和化學(xué)方法難以確定絕對(duì)構(gòu)型的問(wèn)題。
　　綜上，本文采用活性-化學(xué)-生物

8、遺傳種屬篩選相結(jié)合的篩選模式從實(shí)驗(yàn)室不同生境來(lái)源菌株資源庫(kù)中選取了5株抗流感病毒活性真菌菌株作為研究對(duì)象;分離并解析了38個(gè)化合物，其中新化合物10個(gè)，首次發(fā)現(xiàn)了抗甲型H1N1流感病毒活性的喹唑啉酮生物堿、異源sorbicillin和四氫萘酮類化合物。本文為篩選抗流感病毒活性新化合物提供了菌株資源，為尋找新型抗流感病毒先導(dǎo)化合物提供了化合物模板。此外還運(yùn)用建立的量子化學(xué)ECD計(jì)算平臺(tái)，確定了19個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的海洋微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物的絕對(duì)構(gòu)