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南海红树林内生真菌ZH-7代谢产物研究

时间:2014-08-21 10:59 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:杨建香邱生祥佘志刚林 点击次数:

摘要:采用反复硅胶柱色谱法、SephadexLH-20凝胶色谱法等分离纯化南海红树林内生真菌ZH-7的代谢产物,并通过理化常数测定和光谱分析鉴定其化学结构。结果表明,从南海红树林内生真菌ZH-7的培养液中分离得到6个代谢产物。经波谱解析,分别为:比卡菌素(1)、butyrolactoneⅡ(2)、环(苯丙-脯)二肽(3)、环(苯丙-苯丙)二肽(4)、环(苯丙-缬)二肽(5)、环(苯丙-亮)二肽(6)。初步药理活性显示化合物1对口腔癌细胞KB,KBv200的抗肿瘤活性的IC50值分别为10.0和14.5μg/mL。通过鉴定,所有化合物均首次从南海红树林内生真菌ZH-7中分离得到。
 
  关键词:红树林;内生真菌;代谢产物
 
  中图分类号:O629文献标识码:A文章编号:0439-8114(2014)09-2061-03
 
  MetabolitesofMangroveEndophyticFungusZH-7fromtheSouthChinaSea
 
  YANGJian-xiang1,2,QIUSheng-xiang1,SHEZhi-gang3,LINYong-cheng3
 
  (1.SouthChinaBotanicalGarden,ChineseAcademyofSciences/KeyLaboratoryofPlantResourcesConservationandSustainableUtilization,Guangzhou510650,China;2.GuilinNormalCollege,541001,Guilin,China;
 
  3.SchoolofChemistryandChemicalEngineering,SunYat-senUniversity,Guangzhou510275,China)
 
  Abstract:Thecompoundswereisolatedbycolumnchromatographyandidentifiedonthebasisofphysic-chemicalconstantsandspectralanalysistostudythesecondarymetabolitesofmangroveendophyticfungusNo·ZH-7fromtheSouthChinaSea.Theresultsshowedthat6metaboliteswereobtainedandelucidatedasBikaverin(1),butyrolactoneⅡ(2),cyclo-(Phe-pro)(3),cyclo-(Phe-phe)(4),cyclo-(Phe-Val)(5),cyclo-(Phe-leu)(6).Inthepreliminarybioassay,metabolite1showedstronginhibitoryactivityontheKB,KBv200withIC50valuesof10.0and14.5μg/mL,respectively.AccordingtotheIdentification,allthemetaboliteswerefirstlyobtainedfromendophyticfungusNo·ZH-7.
 
  Keywords:mangrove;endophyticfungus;metabolites
 
  长期以来,国内外开发天然药物的重点一直集中在陆生生物资源,现有的天然药物大多数也都来自陆生生物。然而,在对陆生生物资源的长期研究开发过程中发现,从陆生生物次生代谢产物中发现新药或先导化合物的难度越来越大,抗性问题也日益严重,新药的开发面临着严峻挑战[1]。因此,自上世纪60年代以来,人们开始将注意力投向尚未开发的巨大天然资源宝库——海洋微生物。海洋微生物生活在低温、缺氧、高压、高盐的特殊环境中,以其独特的代谢方式,提供了在陆地生物中没有的代谢产物。对海洋共生和附生微生物的研究是一个发现结构新颖、具有独特生理活性的化合物的重要途径。在目前许多深海远海海洋真菌都需要相对苛刻的条件,人们把目光投向了第二大海洋真菌的天堂——陆地海洋过渡生态系统红树林,而根据Bugni等[2]和Sadaba等[3]的研究发现绝大多数海洋真菌都与红树林有着紧密的联系。红树林内生真菌是一种新的天然产物资源,而且其化学成分也具有广泛的药理活性。如抗肿瘤及抗氧化活性[4,5],抑制乙酰胆碱酯酶活性等[6-8]。
 
  1材料与方法
 
  1.1仪器和试剂
 
  INOVA-500NB型超导核磁共振谱仪和INOVA-300NB型核磁共振仪(美国Varian公司),VGZAB-HS型双聚焦质谱仪,ThermoDSQ型电子轰击电离质谱仪,ThermoMAT95XP型高分辨质谱仪,X-4型数字显示显微熔点测定仪(北京泰克仪器有限公司)。所用试剂均为广州化学试剂厂生产,化学纯,溶剂经重蒸后使用;柱层析硅胶为青岛海洋化工厂生产的200~300目硅胶,硅胶H,薄层硅胶GF254。
 
  1.2菌种培养
 
  红树林内生真菌ZH-7采自中国广东省珠海市,经鉴定为拟茎点霉菌(Phomopsissp.),保存于中山大学化学与化学工程学院。发酵培养基为葡萄糖10g/L,蛋白胨2g/L,酵母膏1g/L,粗海盐2g/L,pH7.0。500mL三角瓶内装培养基250mL,1.25×105Pa灭菌30min后接种120mL,在25℃静置培养35d。分别收集发酵液和菌体。
 
  1.3提取与分离
 
  120mL发酵物过滤得菌体和发酵液,发酵液浓缩后用乙酸乙酯充分萃取,菌体用甲醇多次浸泡。提取浓缩物分别以体积比1∶2拌硅胶(200~300目)进行柱层析,以石油醚/乙酸乙酯/甲醇进行梯度加压洗脱。收集各组分再经反复柱层析,制备薄层层析,重结晶等进行纯化。从培养液粗提物(约30g)中分离得到比卡菌素(1)(12mg)、butyrolactoneⅡ(2)(13mg)、环(苯丙-脯)二肽(3)(10mg)、环(苯丙-苯丙)二肽(4)(8mg)、环(苯丙-缬)二肽(5)(10mg)、环(苯丙-亮)二肽(6)(10mg)。
 
  1.4细胞毒活性实验
 
  采用MTT法[9]测定了化合物1对人体口腔癌KB,KBv200的抗肿瘤活性。
 
  1.5化合物的试验数据
 
  化合物1:红色粉末。EIMS:382(基峰),367,339,325,311,283,269,241,212,184,77,69;1HNMR(DMSO-d6,300MHz)δ:13.29(s,OH),12.76(s,OH),6.79(d,2.4Hz,1H),6.91(d,2.4Hz,1H),6.34(s,1H),3.96(s,3H),3.94(s,3H),2.87(s,3H)。
 
  化合物2:淡黄色蜡状物。1HNMR(500MHz,Acetone-d6):7.68(d,2H,J=8.8),7.00(d,2H,J=8.8),6.73(d,2H,J=8.4),6.62(d,2H,J=8.4),3.77(s,3H),3.53(s,2H)。13CNMR(125MHz,Acetone-d6):172.4(C),169.8(C),159.7(C),158.0(C),139.8(C),133.6(2CH),131.1(2CH),129.5(C),125.8(C),123.5(C),117.6(2CH),116.4(2CH),87.1(C),54.7(CH3),40.1(CH2)。EIMS(m/z):356[M+]。
 
  化合物3:白色固体,熔点:124~126℃。1HNMR(氘代吡啶,300Hz)δ:7.24(5H,m),4.62(1H,brs),4.13(1H,t),3.60(1H,m),3.32(2H,m),2.14(1H,m),2.13(1H,m),1.78(2H,m)。13CNMR(氘代吡啶,75Hz)δ:170.3(C),165.1(C),136.0(CH),129.4(CH),129.1(CH),127.6(CH),59.2(CH),56.2(CH),45.5(CH2),36.9(CH2),28.4(CH2),22.5(CH2)。LCMS(m/z):245[M+1]+。
 
  化合物4:白色针晶,熔点:120~126℃。1HNMR(DMSO-d6,300MHz)δ:7.90(s,1H,NH),7.28(dd,7.5,7.0Hz,2H),7.21(dd,7.5,7.0Hz,1H),7.04(d,7.0Hz,1H),3.97(m,1H),2.57(dd,13.5,7.0Hz,1H),2.24(dd,13.5,6.0Hz,1H);FABMS(m/z):295[M+H]+,279,156,120,89,77,51。
 
  化合物5:白色粉末,IR(KBr)vmax:3210、3030、
 
  1666、1600、1450、756、702/cm;熔点:280~282℃。EIMS:246,204,155,127,91(基峰)。1HNMR(300MHz,DMSO-d6):8.07(1H,s),7.88(1H,s),7.22(5H,m),4.20(1H,m),3.52(1H,m),3.14(1H,dd,J=5.0,13.5Hz),2.88(1H,dd,J=5.0,13.4Hz),1.69(1H,m),0.65(3H,d,J=7.0Hz),0.28(3H,d,J=7.0Hz);13CNMR(75MHz,DMSO-d6):166.5(C),59.2(CH),31.0(CH2),18.2(CH),16.2(CH3),166.4(C),55.0(CH),37.8(CH2),136.3(C),130.3(CH),127.9(CH),126.4(CH),127.9(CH),130.3(CH)。
 
  化合物6:白色粉末,熔点:261~263°C。1HNMR(CD3OD,300MHz)δ:7.25(5H,m),4.30(1H,t,J=4.6Hz),3.65(1H,dd,J=4.2,10.8Hz),3.6(1H,m),2.93(1H,dd,J=4.8,13.6Hz),1.41(1H,m),0.84(2H,m),0.72(3H,d,J=6.6Hz),0.67(3H,d,J=6.6Hz)。13CNMR(CD3OD,75MHz)δ:170.6(CO),169.0(CO),136.8(C),131.8(CH),129.7(CH),128.5(CH),57.5(CH),54.2(CH),45.3(CH2),40.3(CH2),24.7(CH),23.3(CH3),21.5(CH3)。
 
  2结果与分析
 
  化合物1~6的结构图如图1所示。
 
  化合物1:红色粉末。1HNMR谱图比较简单,有两个螯合羟基12.76mg/L(s,1H),13.29mg/L(s,1H),两个间位耦合芳香质子6.91mg/L(d,2.4Hz,1H),6.79mg/L(d,2.4Hz,1H)和一个孤立芳香质子6.34mg/L(s,1H)以及3个甲基3.9mg/L(s,3H),3.94mg/L(s,3H),2.87mg/L(s,3H)。13CNMR显示有20个碳。EIMS显示分子离子峰为382,结合1DNMR分析可推出该化合物的分子式为C20H14O8,参照文献[10]可发现同已知化合物比卡菌素的谱图数据几乎一致,EIMS碎片离子峰完全一致,因此推测该化合物为比卡菌素。
 
  化合物2:淡黄色蜡状物,EIMS显示化合物分子离子峰为356,结合核磁数据,可得化合物的分子式为C19H16O7。13CNMR和DEPT显示两个对位取代的苯环,一个连氧叔碳,一个甲酸甲酯基,一个亚甲基,一个羧碳和一个双键。参照文献[11]可确定化合物的结构为butyrolactoneⅡ。该化合物是个木酯素类化合物,曾多次作为天然产物在多种真菌中被分离得到过。
 
  化合物3:LCMS显示245[M+1]+,结合1H和13CNMR,由此推定分子式为C14H16N2O2,不饱和度为8。13CNMR和DEPT显示分子中含有14个C,即4个sp3的-CH2,2个sp3的CH,5个sp2的CH,1个sp2的季C,2个-C=O。氢谱δ4.62(1H,brs)的一个活泼氢信号以及碳谱δ170.3和δ165.1处的两个酰胺碳信号,初步确定化合物3可能为环二肽化合物。δ7.24(5H,m)有一个单取代苯环,分子中没有甲基氢信号。一个苯环和一个环二肽的不饱和度为7,那么分子中另有一个环(不可能为一个双键)。参照文献[12]可确定化合物3为环(苯丙-脯)二肽。
 
  化合物4:白色针状晶体,溶解性能很差,TLC碘熏显白点,拖尾。FABMS给出295[M+H]+,结合氢谱提示分子式为C18H18N2O2,不饱和度为11。IR谱提示存在活泼氢信号[ν3190(brs)/cm]和羰基信号(ν1662/cm)。氢谱共给出9个质子信号,说明化合物是对称的。从氢谱[δ7.31(t,7.5Hz,2H),7.23(t,7.5Hz,1H),7.11(d,7.5Hz,2H)]看出化合物存在一个单取代苯环,δ4.05(m,1H)是连杂原子的饱和次甲基质子信号,δ2.23(dd,13.5,7.5Hz,1H)和2.92(dd,13.5,4.5Hz,1H)是苄亚甲基质子的特征,δ7.04(brs,1H)是活泼NH信号,据此推出该化合物为环(苯丙-苯丙)二肽。进一步与文献[13]对比得到确证。
 
  化合物5:白色粉末,IR(KBr)vmax3210、1666/cm提示结构中含有酰胺键,3030、1600、1450为芳环特征吸收峰,756、702提示取代类型为苯环单取代。EIMS给出分子离子峰为246。1HNMR(300MHz,DMSO-d6)谱中显示,高场区有裂分为d峰的2个甲基氢信号,推断结构中含有异丙基,在低场区δ7.22(5H,m)的1组氢信号提示结构中也含有单取代苯环,根据核磁数据与文献[14]比对,鉴定化合物5为环(苯丙-缬)二肽。
 
  化合物6:白色粉末,茚三酮显阴性,IR(KBr)3300,1650/cm提示结构中含有酰胺键,EIMS给出分子离子峰为260,结合1DNMR分析可以推出分子式为C15H20N2O2,比化合物5多一个CH2。1HNMR图谱中显示,高场区有裂分为d峰的2个甲基氢信号,推断结构中含有异丙基,在低场区δ7.22(5H,m)的1组氢信号提示结构中也含有单取代苯环,根据化合物6的1HNMR和13CNMR及其与文献[15]对照确定化合物6为环(苯丙-亮)二肽。

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