西沙海绵Diacarnus megaspinorhabdosa的化学成分及生物活性研究

摘要

我国南海拥有丰富的海洋生物资源，其生物体中含有许多结构新颖且具有抗疟疾、抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗炎和免疫调节等生物活性的次生代谢产物，它们是科学家寻找新药或先导化合物的源泉。这些活性较好结构新颖的化合物是目前海洋天然产物的研究热点。据文献报道，底栖生物海绵、刺细胞动物（珊瑚）及微生物是海洋先导化合物的三大来源（约占80％左右），其中每年海绵来源的活性天然产物约占整个海洋来源的天然产物总数的25％。
　　海绵Diacarnus megaspinorhabdosa为寻常海绵纲(Demospongiae)，壮骨海绵目(Hadromerida)，Latrunculiidae科， Diacarnus属海绵。目前国内外已经有许多课题组对这种海绵进行了研究，从中分离得到许多结构新颖且具有较好生物活性的次生代谢产物，其中包括过氧化合物、萜类、脂肪酸、甾醇等。这些化合物具有抗肿瘤、抗疟疾、抗菌、抗病毒、抑制海胆卵分裂、抑制椎体线虫等生物活性。我们课题组王茹萍博士对D.megaspinorhabdosa海绵进行了前期的化学成分研究工作，发现该海绵中含有内过氧六元环的化合物。本课题为了继续在该海绵中寻找这种内过氧六元环的化合物，对采自我国南海西沙海域附近的海绵D.megaspinorhabdosa进行了化学成分及生物活性研究。
　　本课题经过前期文献调研及初步实验研究发现，球孔海绵D.megaspinorhabdosa主要的次生代谢产物为过氧化合物，文献中报道这类化合物最多为抗疟和抗肿瘤的生物活性。本研究利用这类化合物的结构特点对粗馏分进行1H-NMR和13C-NMR谱扫描寻找特征信号的核磁追踪方法，运用溶剂分部萃取、常压柱色谱、减压柱色谱、中压柱色谱、凝胶柱色谱以及高效液相色谱等多种色谱分离的方法，从球孔海绵乙酸乙酯提取物的二氯甲烷层中分离了30个化合物。利用LRMS、HRMS、1H-NMR、13C-NMR、1H-1H COSY、 HSQC、HMBC、NOESY、CD等波谱学技术，确定了这30个化合物的结构，包括16个过氧化合物，其它类化合物14个，其结构分别为aikupikoxide C(1), aikupikoxide D(2), aikupikoxide A(3),(-)-ent-muqubilone methylester(4),(S)-methyl-2-((3S,6S)-6-((E)-4,8-dimethyl-nona-3,7-dienyl)-6-methyl-1,2-dioxan-3-yl) propanoate(5), sigmosceptrellin E nethyl ester(6), diacarperoxide M(7),diacarperoxide N(8), diacarperoxide H(9),epimuqubilin B(10), muqubilin(11),muqubilin methyl ester(12), nuapapuin A methyl ester(13), diacarperoxide A(14),diacarperoxide I(15), diacarperoxide J(16), diacarlactone A-F(17-22), muquketone(23),phthalic acid isodibutyl ester(24), bis(2-ethylhexyl) benzene-1,2-dicarboxylate(25),methyl trans-9-hexadecenoate(26),11-Hexadecenoic acid-15-methyl-methyl ester(27),methyl(cis-5,8,11,14,17)-eicosapenta enoate(28), cholesterol(29), cholestan-3-ol(30)，其中8个新化合物(7-8，17-22)，5个化合物(26-30)为该属海绵的首次分离得到。
　　对所分离的部分化合物初步进行了体外抗肿瘤，抗恶性疟原虫，抗菌和抑制蛋白酪氨酸磷酸酶PTP1B活性筛选。结果表明，化合物17对肺小癌细胞NCI-H446、肺大癌细胞NCI-H440、胃癌细胞SGC-7901、子宫颈癌细胞HeLa、乳腺癌细胞MCF-7均显示一定的抑制活性， IC50值分别为18.5，20.1，22.3，26.7和47.1μM。化合物15和16对氯喹敏感的恶性疟原虫D6和耐氯喹的恶性疟原虫W2均有有较好的抑制活性，对氯喹敏感的恶性疟原虫D6的IC50分别为7.9和1.6μM;对氯喹不敏感的W2恶性疟原虫的IC50值分别为4.8和1.8 uM.本研究所获得的过氧化合物的其它生物活性值得做进一步的研究。
　　本研究采用内过氧六元环类化合物的特征1H NMR和13C NMR谱信号核磁扫描追踪的方法，对采自中国西沙海域的海绵D.megaspinorhabdosa提取物的体外活性和化学成分进行了研究并发现了新的化学成分。降萜类的内过氧六元环化合物在海洋天然产物界相对比较少见的，针对这类的化学成分进行了系统的分离、结构的确定以及活性的筛选，并对其相对构型/绝对构型的确定方法进行了探讨，为进一步研究构效关系，寻找新的抗疟疾的先导化合物提供了新的源头，并为合理利用我国海洋生物资源积累了丰富的研究资料。

目录

声明

海绵样本照片

摘要

化合物结构

缩略词表

一、前言

二、海绵化学成分的提取分离

三、化合物的结构测定

(一)新化合物的结构鉴定

(二)已知化合物的结构解析

四、生物活性测试

(一)抗肿瘤细胞活性测试

(二)抗疟疾活性测试

(三)实验结果

五、实验材料

(一)试剂与仪器

(二)实验海绵

(三)海绵D．megaspinorhabdosa化学成分的提取分离

(四)化合物理化性质及波谱数据

六、结果与讨论

参考文献

在读期间发表论文和参加科研工作情况

致谢

一、Diacarnus属海绵的化学成分及生物活性研究进展

二、部分化合物的波谱图

三、已发表的文章