劉 濤,李占林,王 宇,田 黎,裴月湖,華會(huì)明
(1.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng) 110001;2.沈陽(yáng)藥科大學(xué) 創(chuàng)新藥物研究與設(shè)計(jì)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧 沈陽(yáng) 110016;3.國(guó)家海洋局第一海洋研究所,山東 青島 266061;4.青島科技大學(xué),山東 青島 266042)
自20世紀(jì)70年代以來,海洋微生物作為一種新藥篩選資源,因其代謝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)獨(dú)特、活性顯著、易于工業(yè)化操作等優(yōu)勢(shì)而倍受關(guān)注[1],尤其是在抗腫瘤藥物領(lǐng)域有著巨大潛力[2]。
為了尋找新的抗腫瘤活性成分,作者對(duì)海洋來源真菌Hypocreavirens的菌絲體進(jìn)行了化學(xué)成分研究,共分離得到8個(gè)化合物,并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了鑒定。
實(shí)驗(yàn)菌株于2007年12月采自廣西沙田潮間帶正紅樹(Rhizophoraapiculata)。由國(guó)家海洋局第一海洋研究所、青島科技大學(xué)田黎教授鑒定為真菌Hypocreavirens。菌株保存編號(hào):HTTA-Z07723,存放于科技部資助的國(guó)家海洋局第一海洋研究所藥用海洋微生物菌種資源庫(kù)。
實(shí)驗(yàn)所用試劑為分析純或色譜純。
開放ODS柱色譜填料(100 μm),日本YMC公司;Sephadex LH-20,GE healthcare;柱色譜硅膠(200~300目)及薄層色譜硅膠,青島海洋化工廠;Bruker ARX-300型和AV-600型核磁共振儀;L2130型HPLC(檢測(cè)器為L(zhǎng)2400型),日本HITACHI公司;YMC-Pack ODS-AM:10 mm×250 mm。
發(fā)酵培養(yǎng)基:燕麥浸汁200 mL,蛋白胨3 g,酵母粉2 g,葡萄糖12 g,NaCl 15 g,MgCl2· 6H2O 1.0 g,KCl 0.1 g,F(xiàn)ePO40.01 g,水1000 mL。
取菌株接種于發(fā)酵培養(yǎng)基,于25℃、15 r·min-1振蕩培養(yǎng)16 d,發(fā)酵量60 L。
發(fā)酵液經(jīng)過濾得菌絲體243 g(干重)。菌絲體經(jīng)反復(fù)“冷凍-融化”處理后,用4 BV丙酮提取3次,每次1 h,合并提取液,減壓回收溶劑得浸膏97 g。
菌絲體丙酮提取物經(jīng)硅膠柱色譜,用氯仿-甲醇(100∶0~0∶100)進(jìn)行梯度洗脫,得到219個(gè)流分(每流分800 mL)。
第5流分經(jīng)重結(jié)晶得到化合物Ⅲ(5 mg);第4~11流分合并,經(jīng)硅膠柱色譜,用石油醚-丙酮(40∶1~0∶100)進(jìn)行梯度洗脫。第12亞流分經(jīng)重結(jié)晶得到化合物Ⅱ(2 mg)。第58~59亞流分合并,經(jīng)重結(jié)晶得到化合物Ⅵ(5 mg)。第67~72亞流分合并,經(jīng)開放ODS柱色譜及HPLC進(jìn)一步處理得到化合物Ⅰ(2 mg)。第84~87亞流分合并,經(jīng)Sephadex LH-20柱色譜,用氯仿-甲醇(1∶1)進(jìn)行洗脫,得到化合物Ⅴ(3 mg)。第27~31流分合并,經(jīng)Sephadex LH-20柱色譜及開放ODS柱色譜得到化合物Ⅳ(6 mg)。第39~43流分合并,經(jīng)Sephadex LH-20柱色譜,用氯仿-甲醇(1∶1)進(jìn)行洗脫,得到第14~16亞流分,經(jīng)開放ODS、Sephadex LH-20及硅膠柱色譜得到化合物Ⅷ(3 mg)。第51~60流分合并,經(jīng)Sephadex LH-20柱色譜,用氯仿-甲醇(1∶1)進(jìn)行洗脫,得到第22~28亞流分,經(jīng)開放ODS及硅膠柱色譜得到化合物Ⅶ(4 mg)。
化合物Ⅰ的NMR數(shù)據(jù)見表1、化合物Ⅲ~Ⅷ的13CNMR數(shù)據(jù)見表2。
化合物Ⅰ:白色無(wú)定形粉末。1HNMR(300 MHz,CDCl3),δ,ppm:2.31(3H,s),1.08(3H,d,J=6.6 Hz),0.93(3H,d,J=6.8 Hz),0.86(3H,d,J=7.0 Hz),0.82(3H,d,J=7.0 Hz),0.48(3H,s),共6個(gè)甲基,提示該化合物可能為麥角甾類。其中2.31(3H,s)不同于一般麥角甾的角甲基,處于較低場(chǎng),推測(cè)為連接在芳環(huán)或羰基上的甲基。5.20(1H,m)、5.24(1H,m)應(yīng)為側(cè)鏈22、23位雙鍵上的質(zhì)子信號(hào)。6.65(1H,s)推測(cè)為芳?xì)湫盘?hào)。13CNMR(150 MHz,CDCl3),δ,ppm:138.4,136.2,135.5,135.2,133.9,132.4,131.2,124.0,共8個(gè)sp2雜化碳信號(hào),其中135.5、132.4為側(cè)鏈22、23位雙鍵上特征的碳信號(hào)。剩余6個(gè)碳信號(hào)中有5個(gè)季碳,推測(cè)為芳環(huán)的結(jié)構(gòu),在普通麥角甾骨架中無(wú)法得到滿足,因此推測(cè)該化合物可能為變形的麥角甾類化合物。根據(jù)H-12(δH1.71,m和δH2.72,dd,J=8.2 Hz,13.2 Hz)與C-11(δ67.6)、C-9(δ133.9)、C-13(δ45.2)之間的HMBC相關(guān)確定了OH-11的取代位置。根據(jù)H-1(δH2.82,m;2.90,m)和H-2(δH1.77,m;2.01,m)之間的1H-1H COSY相關(guān),H-3(δH4.21,m)和H-2(δH1.77,m)、H-4(δH3.03,dd)之間的1H-1H COSY相關(guān),以及NOESY譜中H-4(δH3.03,dd)與CH3-19(δH2.31,s)之間存在的相關(guān),確定OH-3的取代位置,見圖1。
根據(jù)H-4的偶合常數(shù)(J=16.8 Hz,8.1 Hz,J=16.8 Hz,5.0 Hz),推測(cè)H-3處于直立鍵(通過搭建分子模型判斷并結(jié)合生物合成來源),因此OH-3為α構(gòu)型。H-11(δH5.15,m)與CH3-18(δH0.48,s)的NOESY相關(guān),表明H-11為β取向,則OH-11為α構(gòu)型。結(jié)合以上信息并參照文獻(xiàn)[3],鑒定化合物Ⅰ為1(10→6)Abeo-(22E,24R)-ergosta-5,7,9,22-tetraene-3α,11α-diol,其結(jié)構(gòu)式見圖2。
表1 化合物Ⅰ的NMR數(shù)據(jù)
圖1 化合物Ⅰ的重要1H-1H COSY和HMBC相關(guān)(a)、NOESY(b)相關(guān)
化合物Ⅱ:無(wú)色針狀結(jié)晶(氯仿-甲醇),UV 365 nm下有微弱淡藍(lán)色熒光,10% 硫酸乙醇顯紫紅色(顯色后UV 365 nm下呈粉紅色熒光)。1HNMR(300 MHz,CDCl3),δ,ppm:4.73(1H,br s,H-28a),4.67(1H,d,J=1.2 Hz,H-28b),3.24(1H,dd,J=4.8 Hz,11.4 Hz,H-3),1.04(3H,d,J=6.9 Hz,H-26 or H-27),1.03(3H,d,J=6.9 Hz,H-27 or H-26),1.01(3H,s,H-29),0.99(3H,s,H-19),0.93(3H,d,J=6.3 Hz,H-21),0.89(3H,s,H-31),0.82(3H,s,H-30),0.70(3H,s,H-18)。13CNMR(150 MHz,CDCl3),δ,ppm:156.9(C-24),134.4(C-8 and C-9),105.9(C-28),79.0(C-3),50.4(C-17 and C-5),49.8(C-14),44.5(C-13),38.9(C-4),37.0(C-10),36.5(C-20),35.6(C-1), 35.0(C-22), 33.8(C-25),31.3(C-23),31.0(C-12),30.8(C-15),28.2(C-16),27.9(C-29),27.8(C-2),26.5(C-7),24.3(C-31),22.0(C-26),21.9(C-27),21.0(C-11),19.1(C-19),18.7(C-21),18.2(C-6),15.7(C-18),15.4(C-30)。結(jié)合以上信息并參照文獻(xiàn)[4],鑒定化合物Ⅱ?yàn)?4-甲烯基羊毛脂烷-8-烯-3β-醇(24-Methylenelanostane-8-ene-3β-ol),其結(jié)構(gòu)式見圖2。
圖2 化合物Ⅰ~Ⅷ的結(jié)構(gòu)式
化合物Ⅲ:無(wú)色針狀結(jié)晶(乙酸乙酯),UV 254 nm呈明顯暗斑,10% 硫酸乙醇顯紫黑色。1HNMR(300 MHz,CDCl3),δ,ppm:5.59(1H,dd,J=5.7 Hz,2.6 Hz,H-6),5.41(1H,m,H-7),5.24(1H,dd,J=15.7 Hz,6.9 Hz,H-23),5.16(1H,dd,J=15.7 Hz,6.9 Hz,H-22),3.65(1H,m,H-3),2.47(1H,ddd,J=11.7 Hz,4.5 Hz,2.2 Hz,H-4b),2.29(1H,t,J=11.7 Hz,H-4a),1.06(3H,d,J=6.6 Hz,H-21),0.96(3H,s,H-19),0.93(3H,d,J=6.6 Hz,H-28),0.84(3H,d,J=6.6 Hz,H-27),0.82(3H,d,J=6.6 Hz,H-26),0.62(3H,s,H-18)。13CNMR 數(shù)據(jù)見表2。與對(duì)照品共薄層,并與文獻(xiàn)[5]中數(shù)據(jù)對(duì)照基本一致,鑒定化合物Ⅲ為(22E,24R)-麥角甾-5,7,22-三烯-3β-醇[(22E,24R)-Ergosta-5,7,22-triene-3β-ol],其結(jié)構(gòu)式見圖2。
化合物Ⅳ:無(wú)色針狀結(jié)晶(甲醇),10% 硫酸乙醇顯墨綠色。1HNMR(300 MHz,CDCl3),δ,ppm:5.20(2H,m,H-22,23),4.23(1H,br s,H-6),3.94(1H,m,H-3),3.31(1H,m,H-7),1.14(3H,s,H-19),1.02(3H,d,J=6.6 Hz,H-21),0.91(3H,d,J=6.6 Hz,H-28),0.85(3H,d,J=6.3 Hz,H-27),0.82(3H,d,J=6.3 Hz,H-26),0.59(3H,s,H-18)。13CNMR 數(shù)據(jù)見表2。與文獻(xiàn)[6]中數(shù)據(jù)對(duì)照基本一致,鑒定化合物Ⅳ為(22E,24R)-麥角甾-8,22-二烯-3β,5α,6β,7α-四醇[(22E,24R)-Ergosta-8,22-diene-3β,5α,6β,7α-tetraol],其結(jié)構(gòu)式見圖2。
表2 化合物Ⅲ~Ⅷ的13CNMR數(shù)據(jù)
化合物Ⅴ:無(wú)色粒狀結(jié)晶(氯仿-甲醇),10% 硫酸乙醇顯褐色(顯色后UV 365 nm下呈黃褐色熒光)。1HNMR(300 MHz,C5D5N),δ,ppm:5.82(1H,m,H-7),5.25(1H,dd,J=15.5 Hz,6.9 Hz,H-23),5.16(1H,dd,J=15.5 Hz,6.9 Hz,H-22),4.49(1H,m,H-6),4.25(1H,br s,H-3),1.58(3H,s,H-19),1.03(3H,d,J=6.3 Hz,H-21),0.95(3H,d,J=6.6 Hz,H-28),0.86(3H,d,J=6.9 Hz,H-27),0.85(3H,d,J=6.9 Hz,H-26),0.68(3H,s,H-18)。13CNMR 數(shù)據(jù)見表2。結(jié)合以上信息并參照文獻(xiàn)[7],鑒定化合物Ⅴ為5α,9α-過氧-(22E,24R)-麥角甾-7,22-二烯-3β,6β-二醇[5α,9α-Epidioxy-(22E,24R)-ergosta-7,22-diene-3β,6β-diol],其結(jié)構(gòu)式見圖2。
化合物Ⅵ:無(wú)色針晶(乙酸乙酯),10% 硫酸乙醇顯墨綠色。1HNMR(300 MHz,CDCl3),δ,ppm:6.51(1H,d,J=8.6 Hz,H-7),6.23(1H,d,J=8.6 Hz,H-6),5.21(1H,dd,J=15.5 Hz,7.8 Hz,H-22),5.16(1H,dd,J=15.5 Hz,7.8 Hz,H-23),3.98(1H,m,H-3),1.00(3H,d,J=6.5 Hz,H-21),0.92(3H,d,J=6.5 Hz,H-28),0.87(3H,s,H-19),0.83(3H,d,J=6.5 Hz,H-27),0.82(3H,s,H-18),0.81(3H,d,J=6.5 Hz,H-26)。13CNMR數(shù)據(jù)見表2。與對(duì)照品共薄層,并與文獻(xiàn)[8]中數(shù)據(jù)對(duì)照基本一致,鑒定化合物Ⅵ為5α,8α-過氧-(22E,24R)-麥角甾-6,22-二烯-3β-醇[5α,8α-Epidioxy-(22E,24R)-ergosta-6,22-diene-3β-ol],其結(jié)構(gòu)式見圖2。
化合物Ⅶ:無(wú)色針狀結(jié)晶(氯仿-甲醇),10% 硫酸乙醇顯墨綠色(未加熱),加熱后顯紫紅色。1HNMR(300 MHz,C5D5N),δ,ppm:5.74(1H,m,H-7),5.26(1H,dd,J=15.5 Hz,6.9 Hz,H-22),5.18(1H,dd,J=15.5 Hz,6.9 Hz,H-23),4.83(1H,m,H-6),4.32(1H,m,H-3),1.54(3H,s,H-19),1.05(3H,d,J=6.6 Hz,H-21),0.96(3H,d,J=6.9 Hz,H-28),0.85(3H,d,J=6.4 Hz,H-27),0.84(3H,d,J=6.4 Hz,H-26),0.66(3H,s,H-18)。13CNMR 數(shù)據(jù)見表2。經(jīng)與對(duì)照品共薄層,并參照文獻(xiàn)[9],鑒定化合物Ⅶ為(22E,24R)-麥角甾-7,22-二烯-3β,5α,6β-三醇[(22E,24R)-Ergosta-7,22-diene-3β,5α,6β-triol],其結(jié)構(gòu)式見圖2。
化合物Ⅷ:白色無(wú)定形粉末,10% 硫酸乙醇顯黃褐色。1HNMR(300 MHz,C5D5N),δ,ppm:8.62(1H,s,5-OH),6.27(2H,br s,3,9-OH),5.93(1H,d,J=2.1 Hz,H-7),5.27(1H,dd,J=15.2 Hz,7.3 Hz,H-23),5.18(1H,dd,J=15.2 Hz,7.3 Hz,H-22),4.63(1H,m,H-3),1.15(3H,s,H-19),1.04(3H,d,J=6.6 Hz,H-21),0.96(3H,d,J=6.8 Hz,H-28),0.86(3H,d,J=6.6 Hz,H-27),0.85(3H,d,J=6.8 Hz,H-26),0.64(3H,s,H-18)。13CNMR 數(shù)據(jù)見表2。經(jīng)與對(duì)照品共薄層,并參照文獻(xiàn)[10],鑒定化合物Ⅷ為3β,5α,9α-三羥基-(22E,24R)-麥角甾-7,22-二烯-6-酮[3β,5α,9α-Trihydroxy-(22E,24R)-ergosta-7,22-diene-6-one],其結(jié)構(gòu)式見圖2。
從海洋來源真菌Hypocreavirens的菌絲體中共分離得到8個(gè)化合物,分別為1(10→6)Abeo-(22E,24R)-ergosta-5,7,9,22-tetraene-3α,11α-diol(Ⅰ)、24-甲烯基羊毛脂烷-8-烯-3β-醇(Ⅱ)、(22E,24R)-麥角甾-5,7,22-三烯-3β-醇(Ⅲ)、(22E,24R)-麥角甾-8,22-二烯-3β,5α,6β,7α-四醇(Ⅳ)、5α,9α-過氧-(22E,24R)-麥角甾-7,22-二烯-3β,6β-二醇(Ⅴ)、5α,8α-過氧-(22E,24R)-麥角甾-6,22-二烯-3β-醇(Ⅵ)、(22E,24R)-麥角甾-7,22-二烯-3β,5α,6β-三醇(Ⅶ)、3β,5α,9α-三羥基-(22E,24R)-麥角甾-7,22-二烯-6-酮(Ⅷ)。其中化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅷ均為首次從該屬真菌中分離得到,化合物Ⅲ、Ⅵ、Ⅶ為首次從該種真菌中分離得到。
參考文獻(xiàn):
[1] 閻莉萍,洪葵.海洋微生物合成的抗腫瘤活性物質(zhì)[J].國(guó)外醫(yī)藥(抗生素分冊(cè)),2003,24(5):213-217.
[2] Flam F.Chemical prospectors scour the seas for promising drugs[J].Science,1994,266(5189):1324-1325.
[3] Luo X,Li F,Shinde P B,et al.26,27-Cyclosterols and other polyoxygenated sterols from a marine spongeTopsentiasp.[J].Journal of Natural Products,2006,69(12):1760-1768.
[4] Shirane N,Murabayashi A,Masuko M,et al.Effect on ergosterol biosynthesis of a fungicide,SSF-109,inBotrytiscinerea[J].Phytochemistry,1990,29(8):2513-2520.
[5] Shirane N,Takenaka H,Ueda K,et al.Sterol analysis of DMI-resistant and sensitive strains ofVenturiainaequalis[J].Phytochemistry,1996,41(5):1301-1308.
[6] Li H J,Lin Y C,Vrijmoed L L P,et al.A new cytotoxic sterol produced by an endophytic fungus fromCastaniopsisfissaat the south China sea coast[J].Chinese Chemical Letters,2004,15(4):419-422.
[7] Yaoita Y,Matsuki K,Iijima T,et al.New sterols and triterpenoids from four edible mushrooms[J].Chem Pharm Bull,2001,49(5):589-594.
[8] 湯海峰,易楊華,姚新生,等.褐藻鐵釘菜中的甾醇成分[J].中國(guó)海洋藥物,2002,21(1):1-4.
[9] 李國(guó)友,李伯剛,劉光曄,等.赭曲霉43的甾醇成分研究[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),2005,11(1):67-70.
[10] Yaoita Y,Amemiya K,Ohnuma H,et al.Sterol constituents from five edible mushrooms[J].Chemical & Pharmaceutical Bulletin,1998,46(6):944-950.