（有机化学专业论文）海洋生物活性物质研究.pdf

中山大学硕士学位论文 是洋生物活性物质研究 论文题目：海洋生物活性物质研究 专业：有机化学 作者：莫林峰 指导老师：李厚金副教授 摘要 由于海洋环境的特殊性和海洋生物在生态系统中的功能，海洋生物能产生许 多有生物活性的化合物，这些化合物有可能成为新的强效抗癌、抗菌和抗病毒药 物以及有其他用途的物质。本论文第一章概述了从海洋天然产物中发现的一些具 代表性的结构独特的、有生物活性的聚酮、萜类、生物碱、缩氨酸类化合物：在 海洋天然产物研究中，寻找抗癌药物，仍是目前及今后的重点，我们也综述了目 前已经进入临床试验的海洋抗癌药物及其作用机理研究。由于化学、生物学、药 学等相关领域的飞速发展，海洋药物的研发也遇到了新的机遇与挑战，在本章的 最后，我们分析了海洋药物的未来发展趋势。 在论文第二章，研究了新的海洋细菌s y 0 1 的代谢产物及其培养条件。该菌 经1 6 sr r n a 基因字列分析，并将结果在g e n b a n k 进行检索，确定其是一个新的种 属z o o s h i k e l l as p 。该菌株以蛋白胨5g l ，酵母膏lg l ，2 5 9 粗海盐l ，p h7 5 为 培养基，培养液呈红色。代谢产物提取物，通过各种层析方法及高效液相色谱分 离，目前已经得到5 个纯化合物，经波谱分析方法确定化合物的结构。其主要代 谢产物是具抗肿瘤、抗疟疾、抗微生物、促进细胞凋亡、以及具免疫抑制活性的 灵菌红素( p r o d i g i o s i n ) ，另外4 个被鉴定的化合物分别为：麦角甾醇，环( 苯丙 苯丙) 二肽，环( 异丙基异丁基) 二肽，环( 异丙基仲丁基) 二肽。另外2 个 少量的色素组分：分子量为m z3 2 1 ( 浅红色) 和m z3 3 4 ( 蓝色) ，它们的结构 目前仍在鉴定中。 由于这株细菌能产生具多种生物活性的灵菌红素类化合物，我们希望通过改 变培养条件，提高其产量，或者是促使该菌能生产其它新的活性物质，选用了l o 种组成不同的培养基来培养该菌。这1 0 种培养基为：2 2 1 6 e 培养基( 2 2 1 6 e 培 养基，组成如下：蛋白胨5g l ，酵母膏lg l ，柠檬酸亚铁o 1g l ，n a c i1 9 4 5g l ， m g c h 6 h 2 08 8g l ，n a 2 s 0 4 1 0 h 2 03 2 4g l ，c a c h 6 h 2 01 8g l ，k c io 5 5g t , ， 摘要 n a h c 0 3o 16g t ，k b r0 0 8g t ，s r c l 2 6 h 2 00 0 3 4g l ，h b 0 3o 0 2 2g e t ，n a s i 0 3 0 0 0 4g ，l ，n a f0 0 0 2 4g l ，n h 4 n 0 30 0 0 1 6g l ，k 2 h p 0 4o 0 0 8g l ，h 2 0l l 。) ； 蛋白胨5 9 t ，酵母膏l g l ，海盐1 9 9 l ；蛋白胨1 0 9 l ，酵母膏2 9 l ，海盐 2 3 9 l ，色氨酸i g l , 蛋白胨1 0 9 l ，酵母膏2 9 l ，海盐2 3 9 l ，组氨酸l g r t 蛋白胨1 0 9 l ，酵母膏2 9 l ，海盐2 3 9 l ，干酪素2 e l l 蛋白胨1 0 e l l ，酵母 膏2 9 l ，海盐2 3 9 l ，内酯酸0 1 9 r l 蛋白胨1 0 9 l ，酵母膏2 9 l ，海盐2 3 9 l ， 二苯胍0 1 9 l ；蛋白胨1 0 9 ，l ，酵母膏2 9 l ，海盐2 3 9 l ，樟脑0 1 9 l ；蛋白 胨l o e f t ，酵母膏2 9 l ，海盐2 3 9 l ，香豆素0 1 9 l ；蛋白胨l o g f l ，酵母膏2 9 l ， 海盐2 3 9 l ，间二硝基苯0 1 9 l 。运用e s im s 钡, i j 定这些不同培养条件下的培养提 取物中灵菌红素类化合物及其它代谢产物的产生情况及其含量变化，结果发现用 2 2 1 6 e 培养基能促进细菌产生灵菌红素类化合物；在培养基里面加入色氨酸、组 氨酸、干酪素、内酯酸、苯二胍、樟脑和香豆素能稍微抑制细菌产灵菌红素类的 产生；在培养基里面加入问二硝基苯，培养液不变红，几乎能完全抑制细菌产生 灵菌红素类化合物；加入干酪素则能明显促使该菌产生系列大分子( m z6 8 7 ， 7 1 8 ，7 4 4 ，8 8 5 ，9 1 i ) 的化合物。探讨了灵菌红素类化合物的生物合成的影响因 素，为今后进一步确定该菌产具抗肿瘤等生理活性的灵菌红素类化合物的最优化 的培养条件提供了基础数据和有益的指导。 在论文第三章，研究了海洋细菌彳e r o m o n a sh y d r o p h i ad 0 6 0 2 对间二硝基苯的 生物转化。设立空白组和转化组，在转化组加入0 2g l 的间二硝基苯，转化5 天， 经分离得到2 个转化产物：问硝基苯胺( 约8 0 ) 和间二苯胺( 2 0 ) ，转化率 高于9 0 。该转化产物的结构通过n m r 确定。问二硝基苯属于高毒类有机化合 物，它能引起人的高铁血红蛋白正切消除这种症状很慢：二硝基苯很难降解，含 有二硝基苯的水能使鱼虾死亡，农作物减产甚至不能生长，当渗透到地下水中能 对环境有长远的影响。在本课题的研究过程中发现该菌能对二硝基苯进行还原转 化而得到毒性更小的间硝基苯胺和间二苯胺，表明二硝基苯能有效地诱导该菌还 原酶活性的提高。该菌的酶的提取和鉴定，以及在有机合成等领域的应用均值得 进一步的研究。通过生物转化法来制备有机产品，过程简单、环境友好、产品具 有化学、区域、立体选择性，是绿色化学发展的重要方向之一，有广阔的应用前 景。 i i 中山大学硕士学位论文 海洋生物活性物质研究 在论文第四章，对采自中国南海的一种未鉴定的软珊瑚的有效成分进行了化 学研究，应用多种层析方法从中分离到5 个纯化合物，经波谱分析方法确定其结 构。这5 个化合物分别为：直链十二烷醇；十八烷酸；2 4 一亚甲基胆甾醇；鲨肝 醇；胸腺嘧啶。 关键词：海洋天然产物，细菌，珊瑚，代谢产物，生物转化 i i i 第一章前言 t i t l e ：s t u d yo na c t i v es u b s t a n c eo fm a r i n eo r g a n i s m m a j o r ：o r g a n i cc h e m i s t r y a u t h o r ：l i n f e n gm o s u p e r v i s o r ：a s s o c i a t ep r o f h o u j i nl i a b s t r a c t m a r i n eo r g a n i s m sa r ear i c hr e s o u r c eo fb i o l o g i c a la c t i v i t yc o m p o u n d s ，b e c a u s e o f t h es p e c i a lf e a t u r e so f o c e a ne n v i r o n m e n ta n dt h ef u n c t i o no f m a r i n eo r g a n i s m si n e c o l o g i c a ls y s t e m t h e s ec o m p o u n d s ，w h i c hh a v et h ep o t e n tb i o l o g i c a la c t i v i t i e s ， s u c ha sa n t i t u m o r , a n t i b i o t i c sa n da n t i v i r u s ，f i r el i k e l yt ob e c o m en e wd r u g s t h ec h a p t e rli sar e v i e wd e a lw i t ht h et y p i c a ls t r u c t u r e s ，i n c l u d i n gp o l y k e t o n e s ， t e r p e n o i d s ，a l k a l o i d sa n dp e p t i d e sf r o mm a r i n eo r g a n i s m s i nc h a p t e r1 ，w ea l s o i n t r o d u c e dt h ec u r r e n tr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n ts t a t u so fa n t i t u m o rd r u g sf r o m m a r i n en a t u r a lp r o d u c t s i na d d i t i o n a l , t h ed e v e l o p m e n tt r e n do fm a r i n en a t u r a l p r o d u c tw a sa l s os u m m a r i z e d i nc h a p t e r2 ，w es t u d i e do nt h em e t a b o l i t e sa n dc u k u r ec o n d i t i o n so faf l e w b a c t e r i u m , w h i c hc o l l e c t e df r o mt h es u p e r w a t e ro fs a n y ab a y t h i sb a c t e r i u mw a s i d e n t i f i e d 鹊z o o s h i k e l l as p n o v b y1 6 sr r n a f i v ec o m p o u n d s ，p r o d i g i o s i n , e r g o s t e r o l , c y c l o - ( p h e - p h e ) - d i p e p t i d e ，e y e l o - ( l e u v a l ) - d i p e p t i d e ，c y c l o 一( 1 i e - v a l ) d i p e p t i d ew e r eo b t a i n e db yk i n d so fw a y so fs e p a r a t i o ni n c l u d i n gc c ，t l c ，h p l c f r o mt h eb a c t e r i u me x t r a c t t h es t r u c t u r e sw e r ed e t e r m i n e dm a i n l yb a s e do nn m r , m sa n a l y s i s p r o d i g i o s i ne x h i b i t e dt h eb r i g h tf u t u r ea sad r u gf o ri t sv e r s a t i l ea n d p o t e n tb i o a c t i v i t i e s ，s u c ha sa n t i t u m o r ，a n t i m a l a r i a , a n t i m i c r o b i a l , i n d u c e sa p o p t o s i s a n di m n m n o s u p p r e s s a n t i no r d e rt oi n c r e a s et h ep r o d u c t i o no ft h eb i o a c t i v em e t a b o l i t e ，p r o d i g i o s i n ，a n d s o m eo t h e ri n t e r e s t i n gs u b s t a n c e sw i t hp o t e n t i a lu s e s ，w ec u k i v a t e dt h eb a c t e r i u mi n t e nc u l t u r em e d i a ，e a c hc o n t a i n i n gd i f f e r e n to r g a n i cc o m p o u n d w ea n a l y z e da n d c o m p a r e dt h es i t u a t i o no fm e t a b o l i t e sp r o d u c t i o na n dc o n t e n tc h a n g e s w ea l s o d i s c u s s e di n f l u e n c i n gf a c t o r so f b i o s y n t h e s i so f p r o d i g i o s i n s i nt h ec h a p t e r3 ，w er e p o r t e dt h eb i o t r a n s f o r m a t i o no fm - d i n i t r o b e n z e n eb yt h e m a r i n e b a c t e r i u m , a e r o m o n a s h y d r o p h f l a d 0 6 0 2 c o n t r o l g r o u p a n d b i o t r a m f o r m a t i o ng r o u pw e r es e tu p m d i n i t r o b e n z e n e ( 0 2g ，l ) w a sa d d e dt ot h e m e d i u mo f b i o t r a n s f o r m a t i o ng r o u p a f t e r5d a y sb i o t r a n s f o r m a t i o n , t w oc o m p o u n d s ， m - n i t r o a n i l i n ea n dm - p h e n y l e n ed i a m i n ew e r eo b t a i n e da st h eb i o t r a n s f o r m a t i o n l v 中山大学硕七学位论文 海洋生物活性物质研究 p r o d u c t s t h es t r u c t u r e sw e r ed e t e r m i n e db ya n a l y s i so ft h en m rd a t a t h e r ea r e m a n ya d v a n t a g e si no r g a n i cp r e p a r a t i o nb yb i o t r a n s f o r m a t i o n b i o t r a n s f o r m a t i o ni s o n eo f t h ek e yd i r e c t i o n si nt h ef i e l do f g r e e nc h e m i s t r yi nt h e2 1 s tc e n t u r y i th a sa l l a t t r a c t i v ep r o s p e c tf o ri t sw i d ea p p l i c a t i o n i nt h ec h a p t e r4 ，w es t u d i e do nt h em e t a b o l i t e so fa l lu n i d e n t i f i e ds o rc o r a l c o l l e c t e di ns o u t hc h i n as e a a st h er e s u l t s f i v ep u r ec o m p o u n d sw e r ei s o l a t e df r o m t h em e t h a n o le x t r a c tb ya p p l i c a t i o no fv a r i o u sc h r o m a t o g r a p h i e s t h e s ec o m p o u n d s w e r ed o d e c a n o l ，s t e a r i ca c i d ，2 4 m e t h y l y e n e c h o l e s t e r o l ，b a t i o la n dt h y m i d i n e k e y w o r d s ：m a r i n en a t u r a lp r o d u c t s ，b a c t e r i u m , c o r a lm e t a b o l i t e s ，b i o t r a n s f o r m a t i o n v 中山大学颐士学位论文 海洋生物活性物质研究 第一章前言 海洋占有地球表面积的7 0 以上，海水占地球总水量的9 0 ，海洋中有丰 富的生物总类。其数目尚难确定。早期的观点认为，海洋环境难以形成数量庞大 的生物种类，原估计海洋约有物种2 0 万种。但是随着近代技术的进步，人们获 得的海洋生物种类出乎意料的多，目前认为海洋物种数量可能比原来估计量至少 多一个数量级。海洋是生物资源的宝库。海洋生物物种比陆地生物丰富和复杂， 动物界中2 8 个主要动物门有2 6 个生活在水中，其中8 门为完全水生。海洋生物 的生活环境和陆地生物迥异，在那样的生态环境下，各种海洋生物具有一些特殊 的结构和功能来维持其生命活动。海洋生物的多样性、复杂性和特殊性是源于其 中的海洋天然产物也具有多样性、复杂性和特殊性，这正为寻找海洋生物活性物 质提供了丰富的源泉。在海洋生物中，由于海洋环境的特殊性和微生物在生态系 统的功能，微生物受到越来越多的重视，它们已经发展出独特的代谢方式，同时 提供了在陆地微生物中未遇到过的代谢产物。由此，人们对从海洋微生物中找到 新的特效药物寄予极大的希望【1 1 。 对于海洋共生和附生的微生物的研究不但对寻找新药有重大意义，而且对海 产养殖业有重大作用。海洋微生物也能产生很多新的生化产品，例如热稳定的耐 盐的酶。海洋微生物对于海洋环境污染的净化也有很大的作用。 综上所述，研究海洋微生物产生的活性物质，不仅可以发现结构新颖的化合 物，大大丰富和发展有机化学理论和为生命科学的基础研究提供信息，而且能寻 找到新的强效抗菌素和抗病毒等活性的新药以及其他有用物质。 本章就海洋天然产物中的聚酮类化合物、萜类化合物、生物碱、缩氨酸独特 的结构及其生物活性；海洋天然产物抗癌物质；海洋药物研发现状及未来发展趋 势做一些概述。 1 1 海洋天然产物主要化学类型 1 1 1 聚酮类化合物 从一株海洋真菌锄d 呷d ，f 堋分离得到两个非对映体异构二酮化合物l ，2 【2 】， 它们的绝对构型已经被确认。从珊瑚p l a k o r t i s 中分离得到环过氧化合物3 ，4 ，其中 化合物3 的抗疟疾活性低于化合物4 【3 1 。在从葡莱克海绵弛础中发现有微弱 第一章前言 的细胞毒性i s o s p i c u l o i ca c i d5 和n o r s p i c u l o i ca c i d6 1 4 1 。从软体动物胁6 删c 淞 o c e l l a t u s 中分离到两个吡喃酮的衍生物7 ，8 1 5 1 ，而与它们结构相似的化合物9 ，1 0 却在鼻涕虫e 咖蛔d i o m e d e a d p 发t g 6 1 。在海洋真菌e m p 一卯肋v 甜f p ，d r 的代谢产 物中分离得到聚酮化合物l l ，其结构用x 射线单晶衍射所确认。从软体动物 t r i d a c h i a 仃i 驴咖中分离到的y 吡喃酮衍生物1 2 现已经完成合成【7 1 。 1r = bo h 3 2 r = ao h 5 r = c h 3 6 r = h _ _ ? 乍 张 o 9r = a c h 3 1 0r = i d c h 3 7 o 4 o 1 2 第一个含氮的s o b i c i l l i n 类似物1 3 ，1 4 是从寄生于珊瑚上的黄青霉菌分离到的 嘲。在海绵m y c a l e 妇w p 瑚括分离至u m y c a p o l y o l s1 5 2 0 六个含氮多羟基化合物 9 1 。第 一个鞘脂碱基四氢异喹啉配糖体2 1 从海绵o c e a n a p i a 种属里分离得到，它具有抗 真菌活性【1 0 1 。 海洋天然产物的多轮醚由于其复杂的结构同时又是重要的生物代谢产物，在 合成它们得同时产生了许多新的方法学，比如直线和汇聚策略。具有细胞毒素的 多醚g y m n o c i n2 2 是从红潮腰鞭毛虫k a r e n i a 得到的，它是当今含有最多的l 临近孤 立环的化合物【l i 】。腰鞭毛虫p r o r o c e n t r u ml i m a 是多轮醚p r o r o c e n t i n2 3 的来源1 1 2 1 。 从海洋细菌s t r e p t o m y c e s 种属的一个新的细菌的代谢产物里面分离至u a m e r o n e 2 4 1 1 3 1 。 1 3 2 1 4 中山大学硕士学位论文海洋生物活性物质研究 1 5n 2 1 1 6n = 2 1 7n = 3 1 1 2 萜类化合物 在海洋细菌c n h 7 4 1 和真菌c n c 9 7 9 各分离到酚类甜没药萜烷的衍生物 c u r c u t e t r a o l2 5 和c u r c u t d o l a m i d e2 6 1 1 4 1 。以前发现的酚类甜没药萜烷的衍生物只存 在于柳珊瑚和海绵中。e u r e u t e t r a o l2 5 的绝对立体构型通过圆二色谱鉴定。一系列 的c u r c u p h e n o l z 聚体，如从海绵d i d i s c u s s c e r a t u s 得到的d i c u r c u p h e n o l 2 7 1 5 1 。二聚 的c u r c u p h e n o l 与e u r e u p h e n o l 显示出不同的生物活性；在红藻l a u r e n c i at r & t i c h a 发 现的环状的c u r c u p h e n o l - - 二- - 聚体l a u r e b i p h e n y l2 8 有适度的细胞毒性，同时还分离到 l a l l r e n t r i s t i c h 4 o l2 9 t 1 6 1 。褐海藻d i c t y o p t e r i sd i v a r i c a t a 是倍半萜3 0 的来源【17 1 。 3 第一章前言 2 8 2 9 另外还发现其他一些有趣的倍半萜。从台湾的软珊瑚l e m n a l i al a e v i s 得到 l a e v i n o l3 1 【1 8 】。鼢m k 脚聆d ，f ，博3 2 和3 3 已经从软珊瑚鼢m 把m ”口妇哟啪抛得到【1 9 1 。 在阿拉斯加海湾的沉积物发现的链霉菌产生吡咯倍半萜g h c i a p y r o l e3 4 1 2 0 l 。在中 国南海柳珊瑚舰6 e r g o 曙胁s “6 p ，o 触发现生物碱3 5 口。从海绵爿妇c o r a l l i p h a g a 分离 到化合物3 6 1 2 2 1 。 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 o 稀有的6 ，1 l - 环二萜骨架在红 藻l a u r e n c i a l u z o n e s i s 发现l u z o d i o l3 7 2 3 。第一个 安息香酸二萜大环内酯b r o m o p h y e o l i d e3 8 在斐济群岛的红藻c a l l o p h y c u sj p r r a t u $ 里发现，它对于人体很多肿瘤细胞具有毒性【2 4 1 。 p s e u d o p t e r o g o r g i ae l i s a b e t h a e 是一系列新的二萜化合物的源泉。通过利用 p s e u d o p t e r o g o r g i ae 协曲p 胁叩生物合成的研究发现s e n l i l s t a l l e 衍生物盯m d h i l e c t o s i l l 3 9 是a m p h i l e c t a n e 型二萜比如p s e u d o p t e r o s i n4 0 的前体f 2 5 】。 i n t r a c a r e n e4 1 是p s e u d o p t e r o g o r g i ak a l l o s 的代谢物，它的新的骨架结构可能是 由于西松烷二萜内酯前体的环化造成的【2 6 1 。软珊瑚s i n u l a r 蛔种是西松烷二萜的丰 富来源。s i n u l o c h m o d i n4 2 是从s i n u l a r i a ，o c 厅脚础【2 7 1 发现的。从台湾的海域里的 一个软珊瑚c h a b r o l i i 里面分离到两个新化合物4 3 ，4 4 。它们具有细胞毒素的作 用【2 s 1 。 4 殴 缸k 眼 汝耖藩 中山大学硕士学位论文 海洋生物活性物质研究 4 0 p i e r r em e t z g e r 等人在2 0 0 3 年从绿海藻b d 以口c d c c 螂6 朋堋f f 分离到四个新的四 萜化合物l y c o p a n e r o l s4 5 4 8 1 2 9 1 。蓝文健等人从中国南海软珊瑚勋r c 印枷d 玎 t o r t u o s u m 中分离到两个新的有细胞毒性的四萜化合物4 9 ，5 0 3 0 1 。从日本冲绳岛 软珊瑚黝”印缈伽g 肠w 堋中分离到两个新四萜化合物5 1 ，5 2 1 3 1 1 。 4 7 5 第一章前言 4 9 溉8溉 1 1 3 生物碱和缩氨酸 从南澳大利亚海洋中的海绵e c h i n o d i c t y u m 发现能杀线虫的c h i n o b e t a i n e s 5 3 3 2 1 ，5 4 3 3 1 。红海海绵h y r t i o se r e c t u s 产生许多有生物活性的吲哚生物碱如 h y r t i o e r e c t i n e5 5 3 4 1 。从海绵o k i n a w a nd i c t y o d e n d r i l l a z 6 p 发现具有抗细菌和真菌活 性的对称结构含溴吲哚二聚体d e n d r i d i n e5 6 t 3 5 】。在地中海海鞘a p l i d i u mc o n i c u m e o 可以得至i j a p l i d i n o n e5 7 1 3 6 1 。c h i n i k o m y c i n s5 8 。5 9 从链霉菌中发现 3 7 1 。它们对人体 的不同的癌细胞有抗肿瘤活性。在日本海洋中的一种海绵里找到了一种对鱼的 a e r o m o n a sh y d r o p h i l a 病菌具有抗细菌活性的溴代酪氨衍生物k u c h i n o e n a m i n e 6 0 1 3 8 1 。 m 。o 丫 j h m e ：一 l c o ；t 一 6 中山大学硕士学位论文 海洋生物活性物质研究 o h 叫奄。吃 o h 5 8 6059=p-quinotone 毛壳菌素6 l ，它是从4 d e n o p h o r aa x i l l i f l o r a 的一个内生植物真菌分离出的一 个新的结构骨架的生物碱代谢产物。毛壳菌素的结构结合光谱数据和x - 射线单晶 衍射来确定的。它的绝对构型可以薛i m a r f e y 方法来阐明。毛壳菌素具有比氟尿嘧 啶( 一种抗癌药) 对白血病k 5 6 2 和结肠癌细s w l1 1 6 细胞更大的细胞毒性田】。 用根霉属菌s t o l o n i f e r ( a t c c l 0 4 0 4 ) 对d i c t y p h l e b i n e6 2 进行生物转化，产生三 个氧化的转化产物6 3 - - 6 5 。这三个转化物的对乙酰和丁酰胆碱酯酶有抑制活性。 新化合物6 3 具有比母体化合物和另外两个转化物更好的抑制活性1 4 0 】。 从巴布亚岛的几内亚湾的海绵里分离到新化合l e u c o s o l e n a m i n e s6 6 ，6 7 。它们 的取代基在咪唑类化合物中是特别的而且也没有文献报道过。l e u c o s o l e n a m i n e s 6 6 对鼠科动物的结肠癌c 3 8 细胞有中等的细胞毒性l 。 6 1 7 第一章前言 n h 2 n h n h n = n 6 7 从红海海绵h y r t i o se r e c t u s 的甲醇提取物中分离到一个新化合物h y r t i a z e p i n e 6 8 和已知化合物h y r t i o s u l a w e s i n e6 9 ，h y r t i o s i n7 0 。7 1 。h y r t i o s u l a w e s i n e6 9 能明显 的抑制磷酸酯酶a 2 的活性，采用c r o t a l u sa d a m a n t e u s 的方法测定它对抑制磷酸酯 酶的i c 5 0 为1 4l am 4 2 1 。 从o k i r m a w a n 海洋珊瑚h y r t i o s 里分离到一个新的二吲哚生物碱h y r t i n a d i n e 7 2 4 3 1 。虽然在天然二吲哚生物碱已经发现有咪唑，哌啶和吡咯烷酮环取代基存 在，比如a s t o p s e n t i n s 。r h o p a l a d i n s ，d r a g m a c i d i n s 和v i o l a c e i ，但是它是第一个在5 位 有双取代基的二吲哚吡啶环的生物碱。它对鼠科动物的白血病l 1 2 1 0 细胞和人的 皮肤癌k b 细胞在体外具有细胞毒性的作用。 在海洋海绵s t y l i s s ac a r i b i c a 分离到一个吡咯一咪唑同时还包含氧化了的吡 咯这样结构的化合物o x o c y c l o s t y l i d o l7 3 m 】。 7 3 p o l y t h e o n a m i d e s7 4 ，7 5 是有很高细胞毒性的多肽【4 5 1 。p o l y t h e o n a m i d e s7 4 ，7 5 表现出很多不寻常的结构特点：在肽链中d 型和l 型氨基酸片段交替出现；在肽 链中有不常见的氨基酸片段b ，d 二甲基亚砜蛋氨酸。p o l y t h e o n a m i d e s7 4 是2 0 0 3 年从帕劳群岛一种海洋藻青菌l y n g b y a 分离得到的，它对l ( b 细胞有强的细胞毒 8 中山大学硕士学位论文 海洋生物活性物质研究 性。由于它存在许多不同的光学异构体，人工合成的p o l y t h e o n a m i d e s7 4 在n m r 数据与天然的p o l y t h e o n a m i d e s 有区别。具有环状的八肽p o l y t h e o n a m i d e s7 5 是从加 勒比海海绵e u r y p o nl a u g h 砌i 发现的，其结构被x 射线单晶衍射所证实。 7 4 1 2 海洋天然产物抗癌药物的研究 全世界每年因癌症而死亡的人数为6 3 0 万人，而我国每年死于癌症的人数约 1 3 0 万人。我国现有癌症病人不少于2 0 0 万，而我国每年新发病人数约有1 6 0 万人。 每5 个死亡病例中就有一个死于癌症，每2 0 0 个家庭中就有1 个癌症患者。世界卫 生组织要求2 1 世纪癌症在全世界减少4 0 ，为实现这个目标任重而道远。 根据n e w m a n 等m l 的统计，在1 9 8 1 年至2 0 0 2 年进入市场的所有抗癌药物中， 来源于海洋天然产物( 包括天然产物、天然产物衍生物、半合成天然产物) 的抗 癌药物占7 4 。目前已进入临床研究阶段的抗癌药物的海洋天然产物见表l - 1 。 早在2 0 世纪5 0 年代初，b e r g m a n 等 4 7 】从加勒比海海绵弛，垣加c r y p t a 中分离并 鉴定了海绵胸苷，由此发现了一种核苷类似物具有抗癌作用的阿糖胞苷 ( a r a - c ) 。这可以看作是海洋抗癌药物研究的起源。而d i d e m n i nb 则是2 0 世纪8 0 年代第一个进入临床实验研究的海洋来源抗癌药物，但由于药效和安全性的原因， 包括d i d e m n i nb 在内的几个活性物质，如d o l a s t a t i n1 0 、g i r o l l i n e 、b e n g a m i d e s ( l a f 3 8 9 ) 、c r y p t o p h y c i n s ( l y 3 5 5 7 0 3 ) 等已经终止了临床实验和研发。目前进入 临床实验的海洋来源的抗癌药物有十余种，其作用靶点或机制分别为：1 肿瘤细 胞的微管；2 肿瘤细胞的d n a ；3 溶酶体；4 蛋白激酶抑剂；5 氧化应激诱 导剂；6 增强人体免疫力。本节分别介绍这些抗癌活性物质的研究状况。 9 第一章前言 表1 1 已进入临床研究阶段的抗癌海洋天然产物 c l i n t r i a l c o m p o u n d n a m en p c i a s es o u r c e t a r 口td i s c o v e n n g l a b p h a s e1 1 1 e 7 3 8 9 ( 1 诅l i c h o n d n nbi n s p ) r e d ) p k s y m h e t i c t u b u l i ne i m i p h a s ei i ie c t e n a i 辩i d i n7 4 3 ( v o n d e l i s ) n r p p h a s e1 1 d e h y d r o d i d e m n i nb ( a i d i n e ) p k - n r p p h a s e i i s o b l i d o t i n ( a k a t z t l 0 2 7 。d o l a - l o i m p ) n r p p i 1 1 s y m h a d o t i n ( a k ai l x 6 5 1 d o l a - 1 5 i m p ) p h a s e l l p h a s e l l p h a s e u p h a s e i p h a s e i p h a s e i p l x t s e i p h a s e i p h a s e l p h a s e i p h a s e i p h a s e i b t y o s t a t i n1 s q u a l a m i n e k a h a l a l i d ef p m 0 2 7 3 4 ( k a h a l a l i d ei m p ) e 7 9 7 4 ( h e m i a m e r l i ni n s p ) s p i s u l o s i n e ( a k ae s 2 8 5 ) k r n - 7 0 0 0 ( a g e l a s p h i ni n s p ) n p i2 3 5 8 ( h a l i m i d ei m p p h a s e d o l a s t a t i n1 0 p h a s e d i d e m n i nb p h a s e n c e m a d o t i n f d o l a - 1 5 i m p ) p h a s e l l c t y p t o p h y c m 5 2 ( a k aa r e n a s t a t i n ) p h a s ei d i s c o d e r m o l i d e n r p p 0 n r p m a l k a l o i d n r p n r p p 0 n r p l i p i d l i p i d a a l o l d a 1 1 【a l o i d n r p p k n r p n r p n r p p k m i e a l et u b u l i n t u n i c a t eo r n p l 删“r m e h a r t p h a r m a m a r 鼬n e h e r t s y n t l 坝i ct u b u l i n b r y mp k c s h a r k a n g i o g c n e s i s m o l l u s k m u l t i d k s y n t h e t i c s d i d t u m o r s y m h e t i cd n a s y m l m i c t u b u l i n s y n t h e t i c t u b u l i n b a c t e r i a p r o t e a s o m e c l a mr l l o s y n t h e t i c n k t s y m h e t m t u b u l i n s y n t h e t i ci - n ) a c s e a h a r e t u n i c a t e s y m l l e t i c s y n t h e t i c t i i b d t n a m i n e o p l a s i c t u b m j n t u b u l i n 儿e x g p c b i o t e c h - p e u i t z a u l o f r p h a r m a m a r s c h e u e r p h a r m a m a r p h a r m a m a r e i s a i w y e t h - a i 3 d e f s e n n e f e l l s f e n i c a l p h a r m a m a r k o e z u k a k i r i n n o v a r t i s p e t i l t r i n e i b a s f p e r t i t l i l l y - v a l e n o t e p h a s e ll a f3 8 9 ( ，e n g a m i d e i m p ) p o l y k e l i d e s y n t h e t i cm e t a pn o v a r t i s c r e w s p h a s e il a o8 2 4 ( p s a m m a p l i n i n s p )a l k a l o i d s y m h e t i c h d a cn o v a r t i s c r e w s p h a s e1 g i r r o l i n e ( a k ag i r o d e z o l e ) a l k a l o i d s p o n g ep r o t e i ns y r d h e s i sp o t i e r 1 2 1 作用于微管的抗癌活性物质 从海洋中发现的抗癌活性物质以作用靶点在微管的为最多，其作用机制与紫 杉醇( t a x o d 有类似之处。 l o 中山大学硕士学位论文 海洋生物活性物质研究 d i s c o d e r m o l i d e7 6 是1 9 9 0 年从加勒比海海绵d i s c o d e r m md i s s o l u t e 中分离得 到的一种多羟基内酯化合物【4 8 1 ，其与微管的结合能力比t a x o l 更强。 d i s c o d e r m o l i d e 的活性结构为( + ) d i s c o d e r m o l i d e 。s m i t h 等【4 9 】合成得到了该活性 化合物。2 0 0 1 年，美国k o s a n 公司还尝试用基因工程的方法生产该药。在缺乏g t p 或者微管结合蛋( m a p s ) 的情况下，d i s c o d e r m o l i d e 可诱导微管束的形成，并 且对t a x o l 与微管的结合产生竞争性抑制。与t a x o l 相比，d i s c o d e r m o h d e 的水溶 性更好。在细胞培养中发现，t a x o i 和d i s c o d e r m o l i d e 合并使用时有协同作用。当 两者合并用于治疗异种移植了卵巢肿瘤和j l e d , 细胞肺癌( n s c l c ) 的肿瘤模型大 鼠时也表现出协同作用。这提示d i s c o d e r m o l i d c 除对微管的作用外可能还有其它 的作用位点【5 0 j 。1 9 9 8 年，d i s e o d e r m o