一种南海珊瑚与一株珊瑚共附生真菌次级代谢产物及斑马鱼鱼毒活性研究

摘要

珊瑚及其共附生微生物是海洋天然产物的重要来源。珊瑚次级代谢产物有萜类、甾体类、前列腺素类、生物碱类等,大量化合物表现出了显著的生物活性,具有广阔的药用开发前景。海洋微生物是海洋天然产物研究的热点之一,从中发现了许多结构新颖、有强药理活性的化合物。特别是海洋共附生微生物可能参与宿主次级代谢产物的生物合成,己引起广泛关注。珊瑚体内也共生着大量的微生物,但目前对珊瑚共附生微生物次级代谢产物的研究尚不多。本研究对一种南海珊瑚与一株珊瑚共附生真菌次级代谢产物进行研究,并对珊瑚、珊瑚共附生真菌等来源的化合物进行斑马鱼鱼毒等活性筛选评价,并对构效关系进行了探讨。
　　对一种南海肉芝软珊瑚.Sarcophyton sp.(XW-4)的次级代谢产物进行了分离鉴定。运用正相硅胶柱层析、ODS硅胶柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析、半制备HPLC等分离手段,NMR,MS,UV,IR等现代波谱技术,分离得到了7个单体化合物,鉴定为7个西松烷二萜类的结构,分别为化合物1,(-)-marasol(2),(+)-11,12-epoxy-11,12-dihydrocembrene-C(3),(+)-11,12-epoxysarcophytol A(4),sarcophytol-B(5),(1Z,3E,7E,11Z)-19-hydroxy-cembra-1,3,7,11-tetraen-10,20-1actone(6),(2.E,7E)-4,11-dihydroxy-1,12-oxidocembra-2,7-dien(7),其中,化合物1为新化合物。文献调研表明,化合物2,4-7仅从软珊瑚科Alcyoniidae中被发现,而且化合物2,6仅从肉芝软珊瑚属Sarcophyton中被发现,因此这些西松烷二萜类化合物具有化学分类学意义。萜类作为Sarcophyton属软珊瑚含量最多、种类最丰富的结构类型,大多具有较强的生物活性。
　　从枝网刺柳珊瑚共附生隔孢伏革菌属真菌Peniophora sp.(ZJ-XS-2009001)中分离得到了12个单体化合物,鉴定为7个甾体类和1个二联苯醚类结构,分别为化合物4-hydroxy-17R-methylincisterol(8),麦角甾醇(9),表甾醇(10),麦角甾-7,22-二烯-3β-醇(11),(3β,5α,6β,22E)-6-甲氧基麦角甾-7,22-二烯-3,5-二醇(12),酒酵母甾醇(13),(3β,5α,6α,7P,22E)-5,6-环氧麦角甾-8,22-二烯-3,7-二醇(14),(3β,5α,6α,7α,22E)-5,6-环氧麦角甾-8(14),22-二烯-3,7-二醇(15),麦角甾-4,6,8,22-四烯-3-酮(16),过氧化麦角甾醇(17),9(11)-脱氢过氧化麦角甾醇(18),penicillide(19)。化合物8,12-19为首次从Peniophora sp.中分离得到,其中化合物8,12和16为首次从珊瑚共附生真菌中分离得到。甾体类化合物也是枝网刺柳珊瑚属主要的次级代谢产物,具有抗肿瘤、抗菌、抗氧化等多种生物活性,表明共附生真菌可能参与了宿主甾体类化合物的生物合成。
　　运用斑马鱼(Danio rerio)鱼毒微量模型,结合卤虫(Artemia salina)致死、抗藤壶(Balanus amphitrite)幼虫附着、抗菌(Bacillus subtilis,Bacillus cereus,Staphylococcus aureus,Micrococcus tetragenus等9种细菌)等活性模型,对化合物进行了活性评价。结果显示,化合物12,13和19显示了强的斑马鱼胚胎毒性,化合物12对斑马鱼胚胎致死毒性的Ecso值为16.34μg·mL-1(24 h);化合物13对斑马鱼胚胎脊索畸形毒性的EC50值为7.83μg·mL-1(72 h),胚胎致死毒性的EC50值为10.22μg·mL-1(24 h)。化合物3对蜡状芽胞杆菌β.cereus表现出中等强度的抗菌活性,化合物4和6对枯草芽胞杆菌B.subtilis、金黄色葡萄球菌S.aureus、四联杆菌M.tetragenus表现出弱的抗菌活性;化合物6有较强的抗藤壶辅佐活性;化合物8显示出较强的卤虫致死活性。
　　采用斑马鱼毒性微量模型对115个珊瑚及其共附生微生物等来源的次级代谢产物进行了活性和毒性的评价,构效关系分析表明,联苯醚类、异香豆素类化合物的斑马鱼鱼毒活性较为显著,具有明显的致畸和致死效应,Ecso值大多集中在3～15μg·mL-1,羟基的存在对活性有重要贡献;部分葸醌类化合物也表现出了较强的鱼毒活性,卵凝结和脊索畸形活性效应突出,可能是C-2位氢化吡喃环的存在增强了化合物的活性。
　　珊瑚及其共附生真菌次级代谢产物的研究结果,为珊瑚的化学分类学研究提供了化合物基础,对珊瑚共附生微生物与宿主关系的研究也具有借鉴作用;对吲哚生物碱、联苯醚、葸醌、异香豆素等类型化合物的斑马鱼鱼毒活性及其构效关系研究,为海洋化学防御化合物结构与功能的探讨提供了基础资料。