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海绵共附生菌Streptomyces sp. LHW2432的次级代谢产物研究

张柳 沈瑶瑶 洪丽莉 李蕾 周永军 林厚文

张柳, 沈瑶瑶, 洪丽莉, 李蕾, 周永军, 林厚文. 海绵共附生菌Streptomyces sp. LHW2432的次级代谢产物研究[J]. 药学实践与服务, 2020, 38(5): 418-422. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202001071
引用本文: 张柳, 沈瑶瑶, 洪丽莉, 李蕾, 周永军, 林厚文. 海绵共附生菌Streptomyces sp. LHW2432的次级代谢产物研究[J]. 药学实践与服务, 2020, 38(5): 418-422. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202001071
ZHANG Liu, SHEN Yaoyao, HONG Lili, LI Lei, ZHOU Yongjun, LIN Houwen. Study on secondary metabolites from sponge-symbiotic Streptomyces sp. LHW2432[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2020, 38(5): 418-422. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202001071
Citation: ZHANG Liu, SHEN Yaoyao, HONG Lili, LI Lei, ZHOU Yongjun, LIN Houwen. Study on secondary metabolites from sponge-symbiotic Streptomyces sp. LHW2432[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2020, 38(5): 418-422. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202001071

海绵共附生菌Streptomyces sp. LHW2432的次级代谢产物研究

doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202001071
基金项目: 国家自然科学基金(31670096, 41729002)
详细信息
    作者简介:

    张 柳,硕士研究生,Tel:19121727090,Email:zhangliu2017@sjtu.edu.cn

    通讯作者: 林厚文,博士,教授,研究方向:海洋药物化学,Tel:13801985620,Email:franklin67@126.com
  • 中图分类号: R915

Study on secondary metabolites from sponge-symbiotic Streptomyces sp. LHW2432

  • 摘要:   目的  从海绵共附生菌Streptomyces sp. LHW2432的发酵产物中发现药用活性分子。  方法  采用正向硅胶柱、ODS反向柱以及高效液相色谱分离技术,对LHW2432的发酵萃取物进行分离纯化;通过现代波谱技术和文献调研确定化合物结构;利用平板涂布法和微量稀释法,评价化合物对芽胞杆菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耻垢分支杆菌、白色念珠菌和大肠杆菌的抑菌活性。  结果  从LHW2432发酵物中共分离鉴定了5个化合物:descycloavandulyl-lavanduquinocin ( 1 )、N-acetyltyramine ( 2 )、phomapyrone C ( 3 )、germicidin A ( 4 ) 和germicidin I ( 5 )。化合物 1 对MRSA和耻垢分支杆菌的最小抑菌浓度(MIC)值分别为100和64 μg/ml。  结论  从LHW2432菌中分离得到5个化合物,其中,化合物 1 是新天然产物,可作为神经保护活性三环咔唑类生物碱的合成前体,其对G+菌有微弱的抑制活性。
  • 图  1  化合物1~5的结构式

    表  1  5种指示菌平板培养条件及遴选的阳性对照药

    指示菌培养条件阳性药
    B. mycoides(蕈状芽胞杆菌)MHA, 37 ℃万古霉素
    S. aureus(金黄色葡萄球菌)MHA, 37 ℃万古霉素
    M. smegmatis(耻垢分支杆菌)MHA, 37 ℃卡那霉素
    E. coli(大肠杆菌)MHA, 37 ℃萘啶酮酸
    C. albicans(白色念珠菌)PDA, 30 ℃两性霉素
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  • [1] YANG C F, QIAN R, XU Y, et al. Marine actinomycetes-derived natural products[J]. Curr Top Med Chem,2019,19(31):2868-2918.
    [2] FENICAL W, JENSEN P R. Developing a new resource for drug discovery: marine actinomycete bacteria[J]. Nat Chem Biol,2006,2(12):666-673. doi:  10.1038/nchembio841
    [3] BLUNT J W, CARROLL A R, COPP B R, et al. Marine natural products[J]. Nat Prod Rep,2018,35(1):8-53. doi:  10.1039/C7NP00052A
    [4] THOMAS T, MOITINHO-SILVA L, LURGI M, et al. Diversity, structure and convergent evolution of the global sponge microbiome[J]. Nat Commun,2016,7:11870. doi:  10.1038/ncomms11870
    [5] MORI T, CAHN J K B, WILSON M C, et al. Single-bacterial genomics validates rich and varied specialized metabolism of uncultivated <italic>Entotheonella</italic> sponge symbionts[J]. Proc Natl Acad Sci USA,2018,115(8):1718-1723. doi:  10.1073/pnas.1715496115
    [6] TIANERO M D, BALAICH J N, DONIA M S. Localized production of defence chemicals by intracellular symbionts of <italic>Haliclona</italic> sponges[J]. Nat Microbiol,2019,4(7):1149-1159. doi:  10.1038/s41564-019-0415-8
    [7] CHOSHI T, UCHIDA Y, KUBOTA Y, et al. Lipase-catalyzed asymmetric synthesis of desprenyl-carquinostatin A and descycloavandulyl-lavanduquinocin[J]. Chem Pharm Bull,2007,55(7):1060-1064. doi:  10.1248/cpb.55.1060
    [8] Clinical and Laboratory Standards Institute. Methods for dilution antimicrobial susceptibility tests for bacteria that grow aerobically; approved standard-eighth edition[M]. CLSI document M07-A8. Wayne, PA: Clinical and Laboratory Standards Insitute, 2009.
    [9] FURUKAWA Y, SAWAMOTO A, YAMAOKA M, et al. Effects of carbazole derivatives on neurite outgrowth and hydrogen peroxide-induced cytotoxicity in Neuro2a cells[J]. Molecules,2019,24(7):E1366. doi:  10.3390/molecules24071366
    [10] KOBAYASHI M, TOMITA T, SHIN-YA K, et al. An unprecedented cyclization mechanism in the biosynthesis of carbazole alkaloids in <italic>Streptomyces</italic>[J]. Angew Chem Int Ed Engl,2019,58(38):13349-13353. doi:  10.1002/anie.201906864
    [11] GUTIÉRREZ M, CAPSON T L, GUZMÁN H M, et al. Antiplasmodial metabolites isolated from the marine octocoral Muricea austera[J]. J Nat Prod,2006,69(10):1379-1383. doi:  10.1021/np060007f
    [12] 陈明华, 巫晔翔, 董飚, 等. 链霉菌CPCC 202950的化学成分研究[J]. 中国中药杂志, 2015, 40(7):1320-1324.
    [13] SOLEDADE M, PEDRAS C, MORALES V M, et al. Phomapyrones: Three metabolites from the blackleg fungus[J]. Phytochemistry,1994,36(5):1315-1318. doi:  10.1016/S0031-9422(00)89658-2
    [14] 王聪, 王立平, 范杰, 等. 深海链霉菌<italic>Streptomyces malaysiensis</italic> OUCMDZ-2167来源的细胞毒性产物[J]. 有机化学, 2017, 37(3):658-666.
    [15] MA M, RATEB M E, YANG D, et al. Germicidins H-J from <italic>Streptomyces sp</italic>. CB00361[J]. J Antibiot,2017,70(2):200-203. doi:  10.1038/ja.2016.100
    [16] BUTLER M S, ROBERTSON A A B, COOPER M A. Natural product and natural product derived drugs in clinical trials[J]. Nat Prod Rep,2014,31(11):1612-1661. doi:  10.1039/C4NP00064A
    [17] SCHMIDT A W, REDDY K R, KNÖLKER H J. Occurrence, biogenesis, and synthesis of biologically active carbazole alkaloids[J]. Chem Rev,2012,112(6):3193-3328. doi:  10.1021/cr200447s
    [18] KNÖLKER H J, REDDY K R. Isolation and synthesis of biologically active carbazole alkaloids[J]. Chem Rev,2002,102(11):4303-4427. doi:  10.1021/cr020059j
    [19] KATO S, SHINDO K, KATAOKA Y, et al. Studies on free radical scavenging substances from microorganisms. Ⅱ. Neocarazostatins A, B and C, novel free radical scavengers[J]. J Antibiot,1991,44(8):903-907. doi:  10.7164/antibiotics.44.903
    [20] SHIN-YA K, KUNIGAMI T, KIM J S, et al. Carquinostatin B, a new neuronal cell-protecting substance produced by <italic>Streptomyces exfoliatus</italic>[J]. Biosci Biotechnol Biochem,1997,61(10):1768-1769. doi:  10.1271/bbb.61.1768
    [21] SOBOLEVSKAYA M P, DENISENKO V A, MOISEENKO A S, et al. Bioactive metabolites of the marine actinobacterium <italic>Streptomyces sp</italic>. KMM 7210[J]. Russ Chem Bull,2007,56(4):838-840. doi:  10.1007/s11172-007-0126-9
    [22] 何其伟, 刘吉开, 杜子伟, 等. 齿贝栓菌的化学成分[J]. 安徽中医学院学报, 2011, 30(2):73-76.
    [23] HEIDARI B, MOHAMMADIPANAH F. Isolation and identification of two alkaloid structures with radical scavenging activity from <italic>Actinokineospora sp</italic>. UTMC 968, a new promising source of alkaloid compounds[J]. Mol Biol Rep,2018,45(6):2325-2332. doi:  10.1007/s11033-018-4395-1
    [24] PETERSEN F, ZÄHNER H, METZGER J W, et al. Germicidin, an autoregulative germination inhibitor of <italic>Streptomyces viridochromogenes</italic> NRRL B-1551[J]. J Antibiot,1993,46(7):1126-1138. doi:  10.7164/antibiotics.46.1126
  • [1] 何旭辉, 李祥昂, 陈美言, 王一丁, 吴睿, 郑承剑.  金线莲内生真菌Aspergillus sp. J218的次生代谢产物研究 . 药学实践与服务, 2023, 41(7): 411-415, 442. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202208068
    [2] 于熙, 王玉婷, 林厚文, 孙雅婷.  海绵共附生土曲霉的化学成分研究 . 药学实践与服务, 2022, 40(2): 120-124. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202107019
    [3] 卢静容, 刘雅葳, 代影, 林厚文, 杨帆.  极地海绵共附生放线菌Streptomyces sp. LHW11-07次生代谢产物研究 . 药学实践与服务, 2022, 40(6): 499-504. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202206081
    [4] 姚囡囡, 周宇, 付文倩, 黄珊, 宋洪涛.  HPLC法测定人血浆中奥卡西平活性代谢产物单羟基卡马西平的浓度 . 药学实践与服务, 2021, 39(1): 53-57. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202005038
    [5] 孟慧, 许勇.  真菌Chaetomium sp.的次级代谢产物研究 . 药学实践与服务, 2019, 37(4): 314-317. doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.2019.04.006
    [6] 王洪亮, 姜文丽, 李冉, 许聪聪, 张文.  珊瑚共附生黄柄曲霉次级代谢产物研究 . 药学实践与服务, 2019, 37(2): 151-155. doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.2019.02.010
    [7] 王洪亮, 张文.  珊瑚共附生真菌次级代谢产物研究进展 . 药学实践与服务, 2019, 37(3): 193-200,253. doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.2019.03.001
    [8] 程丹, 陈建明.  反相高效液相色谱法同时测定大鼠血浆中紫杉醇硬脂酸酯及其活性代谢产物紫杉醇的含量 . 药学实践与服务, 2018, 36(3): 224-227,273. doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.2018.03.007
    [9] 侯晓丽, 孙铭学, 高焕焕, 肖凯.  抗炎天然产物活性成分研究进展 . 药学实践与服务, 2015, 33(1): 20-27. doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.2015.01.006
    [10] 苏瑞强, 李晏, 彭坤, 李洁, 杨全, 杨献文.  海洋拟诺卡菌SCSIO 11492中次生代谢产物的分离及其抗肿瘤活性研究 . 药学实践与服务, 2015, 33(5): 406-410. doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.2015.05.006
    [11] 徐波, 时园, 张万年, 盛春泉.  新型含哌嗪侧链三唑类化合物的设计、合成和抗真菌活性研究 . 药学实践与服务, 2013, 31(3): 176-180. doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.2013.03.004
    [12] 曾智发, 柳润辉.  长春花组织培养研究进展 . 药学实践与服务, 2012, 30(4): 258-261,312.
    [13] 胡永胜, 肖莹, 邸鹏, 张磊, 陈万生.  木质素次生代谢工程的研究概况和进展 . 药学实践与服务, 2011, 29(4): 256-259,271.
    [14] 祁晶晶, 郑灿辉, 吕加国.  抗生育活性天然产物研究进展 . 药学实践与服务, 2011, 29(4): 251-255.
    [15] 刘颖, 刘娟, 肖莹, 陈军峰, 张磊.  药用植物次生代谢工程 . 药学实践与服务, 2009, 27(4): 241-244,316.
    [16] 张守堂, 宋广群, 李荣.  氟喹诺酮类药物抗生素后效应与合理应用 . 药学实践与服务, 2008, (6): 453-454.
    [17] 刘芳, 孙鹏, 李玲, 易杨华.  海洋抗病毒活性的小分子化合物研究概况 . 药学实践与服务, 2005, (3): 132-138.
    [18] 鄢立刚, 王捷, 宋聚忠, 谢怀江, 罗娜.  7-(吡啶-N-氧-2-巯基)-1-(2-氟乙基)-6,8-二氟-1,4-二氢-4-氧喹啉-3-羧酸的合成及抗菌活性 . 药学实践与服务, 1999, (4): 199-201.
    [19] 李金发, 冯献华, 谢清毅, 陈兆季.  水合氯醛的抗菌活性实验 . 药学实践与服务, 1995, (2): 85-86.
    [20] 李眉.  妥苏沙星的药理和临床研究进展 . 药学实践与服务, 1995, (3): 145-149.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-01-15
  • 修回日期:  2020-03-27
  • 网络出版日期:  2020-09-22
  • 刊出日期:  2020-09-25

海绵共附生菌Streptomyces sp. LHW2432的次级代谢产物研究

doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202001071
    基金项目:  国家自然科学基金(31670096, 41729002)
    作者简介:

    张 柳,硕士研究生,Tel:19121727090,Email:zhangliu2017@sjtu.edu.cn

    通讯作者: 林厚文,博士,教授,研究方向:海洋药物化学,Tel:13801985620,Email:franklin67@126.com
  • 中图分类号: R915

摘要:   目的  从海绵共附生菌Streptomyces sp. LHW2432的发酵产物中发现药用活性分子。  方法  采用正向硅胶柱、ODS反向柱以及高效液相色谱分离技术,对LHW2432的发酵萃取物进行分离纯化;通过现代波谱技术和文献调研确定化合物结构;利用平板涂布法和微量稀释法,评价化合物对芽胞杆菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耻垢分支杆菌、白色念珠菌和大肠杆菌的抑菌活性。  结果  从LHW2432发酵物中共分离鉴定了5个化合物:descycloavandulyl-lavanduquinocin ( 1 )、N-acetyltyramine ( 2 )、phomapyrone C ( 3 )、germicidin A ( 4 ) 和germicidin I ( 5 )。化合物 1 对MRSA和耻垢分支杆菌的最小抑菌浓度(MIC)值分别为100和64 μg/ml。  结论  从LHW2432菌中分离得到5个化合物,其中,化合物 1 是新天然产物,可作为神经保护活性三环咔唑类生物碱的合成前体,其对G+菌有微弱的抑制活性。

English Abstract

张柳, 沈瑶瑶, 洪丽莉, 李蕾, 周永军, 林厚文. 海绵共附生菌Streptomyces sp. LHW2432的次级代谢产物研究[J]. 药学实践与服务, 2020, 38(5): 418-422. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202001071
引用本文: 张柳, 沈瑶瑶, 洪丽莉, 李蕾, 周永军, 林厚文. 海绵共附生菌Streptomyces sp. LHW2432的次级代谢产物研究[J]. 药学实践与服务, 2020, 38(5): 418-422. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202001071
ZHANG Liu, SHEN Yaoyao, HONG Lili, LI Lei, ZHOU Yongjun, LIN Houwen. Study on secondary metabolites from sponge-symbiotic Streptomyces sp. LHW2432[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2020, 38(5): 418-422. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202001071
Citation: ZHANG Liu, SHEN Yaoyao, HONG Lili, LI Lei, ZHOU Yongjun, LIN Houwen. Study on secondary metabolites from sponge-symbiotic Streptomyces sp. LHW2432[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2020, 38(5): 418-422. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202001071
  • 放线菌是天然药用活性分子的重要源头[1]。然而,近年陆生放线菌来源化合物的重复发现率日趋增高,海洋来源放线菌因其特殊的生长环境和丰富的次生代谢产物越发引起关注[1-2]

    海绵作为代表性的海洋底栖共生生物体,是产生功能分子的重要源头[3]。而越来越多的证据表明共附生微生物是海绵化学多样性的重要来源[4-6]。因此,开展海绵共附生微生物化学成分的研究,寻找新颖的、具有活性功能的小分子化合物显得十分必要。

    课题组从海绵共附生放线菌Streptomyces sp. LHW2432发酵物中发现了2个生物碱类化合物12,以及3个吡喃酮类化合物3~5图1)。其中,1为新型天然产物,具有抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和耻垢分支杆菌的微弱活性,并可作为合成神经细胞保护剂三环咔唑类生物碱的关键前体[7]

    图  1  化合物1~5的结构式

    • Agilent 600 MHz 核磁共振仪(Agilent);Xevo G2-XS QTOF质谱仪(Waters);Acquity UPLC 高效液相色谱仪(Waters);Interchim PuriFlash 450中压色谱仪(Interchim);ODS(YMC,C18,21.2 mm × 250 mm,5 μm);XBridge C18半制备型液相色谱柱(Waters, XBridge Prep C18,10 mm × 250 mm,5 μm);C18制备型液相色谱柱(Phenomenex,Luna C18,21.2 mm × 250 mm,5 μm);N-1000型旋转蒸发仪(上海爱郎);SK5200H型超声仪(上海科导);振荡培养箱(上海知楚);培养箱(上海博远)。色谱级溶剂(Merk);分析纯试剂(上海化学试剂公司);氘代试剂(Cambridge Isotope Laboratories)。

    • TSBY培养基:胰蛋白胨大豆肉汤(30 g/L)、酵母提取物(5 g/L)、蔗糖(100 g/L)、消泡剂(1 ml/L);SFM培养基:低温黄豆饼粉(20 g/L)、琼脂(20 g/L)、甘露醇(20 g/L),pH 7.2~7.4;MH培养基(Solarbio®):MH肉汤(22 g/L);PDA培养基:马铃薯(200 g/L)、琼脂(20 g/L)、葡萄糖(20 g/L)。

    • 链霉菌LHW2432分离自南海海绵(红色指状,种属未鉴定,本实验室编号1524),经16S rRNA基因序列(1376 bp)比对,与Streptomyces purpurascens相似度达99.42%,鉴定为链霉菌。

      指示菌蕈状芽胞杆菌(Bacillus mycoides)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus CICC10201)、耻垢分支杆菌(Mycobacterium smegmatis mc2155)、大肠杆菌(Escherichia coli)和白色念珠菌(Candida albicans)均取自上海交通大学医学院仁济医院药学部海洋药物研究中心菌种库。

    • 将LHW2432接种于SFM平板,30 ℃培养5 d,挑取单菌落接种于装有10 ml TSBY培养基的100 ml三角瓶中(加有不锈钢弹簧),30 ℃,220 r/min培养3 d,作为一级种子液;一级种子液以1∶20(V/V)接种于装有150 ml TSBY培养基的500 ml三角瓶中(加有不锈钢弹簧),30 ℃,220 r/min培养3 d,该发酵液作为二级种子液,继续同样条件的发酵,最终得到12 L发酵液。用等体积乙酸乙酯萃取发酵液3次,萃取液浓缩悬干后得到11.3 g浸膏。

    • 通过正相硅胶柱色谱分离粗浸膏,二氯甲烷-甲醇洗脱梯度:150∶1、100∶1、80∶1、50∶1、25∶1、15∶1、5∶1、1∶1,共得到13个馏分A~M。合并F与G馏分(1.91 g干重)后经中压ODS色谱柱继续分离[乙腈-水(0.1%甲酸):5%~95%梯度洗脱,6 h,15 ml/min],得到16个馏分FG1~FG16。

      化合物1(3.1 mg)和4(7.7 mg)由FG12(42.3 mg干重)馏分经制备型HPLC分离获得,洗脱条件为:9 ml/min,53%甲醇-水(0.1%甲酸)。

      化合物3(9.0 mg)和5(2.1 mg)由FG10(37.4 mg干重)馏分经制备型HPLC分离获得。FG10经洗脱[9 ml/min,42%甲醇-水(0.1%甲酸)]得到化合物3和组分FG10-5(7.5 mg干重);组分FG10-5进一步洗脱得到化合物5,洗脱条件为:3 ml/min,30%乙腈-水(0.1%甲酸)。

      化合物2(121 mg)分离自馏分J。J馏分(4.357 g干重)经凝胶柱色谱[流动相:二氯甲烷-甲醇(1∶1)]砍断得到5个亚馏分J1~J5。选取J4(1.112 g干重)再经中压ODS柱色谱[甲醇-水(0.1%甲酸):10%~95%梯度洗脱,2 h,15 ml/min]分离获得化合物2

    • 表1所示,将200 μl~2 ml过夜生长的5种指示菌的菌液加入水解酪蛋白琼脂培养基(MHA)或马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)中(约50 ℃)稀释,摇匀后倒入培养皿中。待凝固后,滴加溶解于3 μl DMSO溶液的样品(约10 μg),设置一个阳性对照和一个DMSO阴性对照,平板于相应条件培养12 h后观察抑菌圈(表1)。

      表 1  5种指示菌平板培养条件及遴选的阳性对照药

      指示菌培养条件阳性药
      B. mycoides(蕈状芽胞杆菌)MHA, 37 ℃万古霉素
      S. aureus(金黄色葡萄球菌)MHA, 37 ℃万古霉素
      M. smegmatis(耻垢分支杆菌)MHA, 37 ℃卡那霉素
      E. coli(大肠杆菌)MHA, 37 ℃萘啶酮酸
      C. albicans(白色念珠菌)PDA, 30 ℃两性霉素
    • 使用肉汤稀释法进行96孔板实验[8]。样品和阳性对照药分别设置3个平行组,先将过夜培养的指示菌用MH肉汤培养基进行1 000倍稀释后加入96孔板,每孔50 μl。第1列至第10列样品浓度依次为128、64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25 μg/ml。加样后37 ℃培养18 h,通过分光光度计(A600)检测菌液澄清度。最后,根据实验结果调整测试药物浓度梯度,重复实验。

    • 化合物1:红棕色固体。ESI-MS m/z 270.1133 [M+H]+(calcd for C16H16NO3,270.112 5),提示其相对分子质量为269,推测该化合物结构中含有一个N原子,结合1H-NMR和13C-NMR确定其分子式为C16H15NO3,计算其不饱和度为8。1H-NMR在低场区显示出4个芳烃质子信号δH 7.85 (1H,m)、7.51 (1H,m)、7.23 (2H,dd,J = 6.0,3.1 Hz),高场区显示2个甲基质子信号δH 1.92 (3H,s)和1.25 (3H,d,J = 6.1 Hz),1个亚甲基质子信号δH 2.77 (2H,m),1个连氧次甲基质子信号δH 3.96 (1H,dt,J = 8.0,6.1 Hz);13C-NMR和DEPT谱,在低场区显示出2个羰基碳信号 (δC 172.8,183.6)、4个芳基次甲基碳信号 (δC 113.4,120.2,123.9,124.1),6个芳基或双键季碳信号 (δC 110.9,125.7,134.8,137.1,139.8,146.5),在高场区显示出2个甲基碳信号 (δC 12.2,23.8)、1个亚甲基碳信号 (δC 37.8) 和1个连氧次甲基碳信号 (δC 65.9);将波谱信号进行归属,1H-NMR (600 MHz,DMSO-d6):δ 7.85 (m,H-5),7.51 (m,H-8),7.23 (dd,J = 6.0,3.1 Hz,H-6,7),3.96 (dt,J = 8.0,6.1 Hz,H-11),2.76 (m,H-10),1.92 (s,H-13),1.25 (d,J = 6.1 Hz,H-12)。13C NMR (151 MHz,DMSO-d6):δ 183.6 (C-3),172.8 (C-4),146.5 (C-9a),139.8 (C-1),137.1 (C-8a),134.8 (C-2),125.7 (C-4b),124.1 (C-7),123.9 (C-6),120.2 (C-5),113.4 (C-8),110.9 (C-4a),65.9 (C-11),37.8 (C-10),23.8 (C-12),12.2 (C-13)。化合物数据与文献[9-10]报道一致,结构鉴定为咔唑-3,4-邻醌生物碱descycloavandulyl-lavanduquinocin。

      化合物2:白色无定型粉末。ESI-MS m/z 180.1022 [M+H]+(calcd for C10H14NO2,180.101 9),相对分子质量为179,说明该化合物可能含有一个N原子,结合13C-NMR确定其分子式为C10H13NO2,计算不饱和度为5。1H-NMR中包含4个芳烃质子信号δH 6.97 (2H,m)、6.67 (2H,m),结合13C-NMR中的6个双键碳信号,推断该化合物中含有一个对位二取代的苯环,其中一个碳信号 (δC 155.6) 化学位移值向低场偏移,说明是一个连氧取代的芳基碳原子;归属该化合物的波谱信号,1H-NMR (600 MHz,DMSO-d6):δ 9.20 (brs,1′-OH),7.87 (t,J = 5.5 Hz,1-NH),6.97 (m,H-3′,H-5′),6.67 (m,H-2′,H-6′),3.17 (m,H-8′),2.56 (dd,J = 8.4,6.6 Hz,H-7′),1.77 (s,H-2);13C NMR (151 MHz,DMSO-d6):δ 169.1 (C-1),155.6 (C-1′),129.6 (C-4′),129.5 (C-1′,C-5′),115.1 (C-2′,C-6′),40.6 (C-8′),34.5 (C-7′),22.7 (C-2)。与文献数据[11-12]比对,该化合物被鉴定为N-乙酰酪胺(N-acetyltyramine)。

      化合物3:淡黄色固体。ESI-MS m/z 183.1028 [M+H]+(calcd for C10H15O3,183.101 6),提示其相对分子质量为182,结合1H和13C-NMR数据推测其分子式为C10H14O3,不饱和度为4。1H-NMR的低场区显示出一个双键质子信号δH 5.95 (1H,s),高场区显示3个甲基质子信号δH 0.81 (3H,t,J = 7.4 Hz)、1.10 (3H,d,J = 6.9 Hz) 和1.73 (3H,s),1对亚甲基质子信号δH 1.54 (1H,m)、1.44 (1H,m),1个次甲基质子信号δH 2.43 (1H,m);13C-NMR和DEPT谱显示共有10个碳信号,包括4个双键或羰基季碳信号,1个sp2杂化的双键次甲基碳信号,1个sp3杂化的次甲基碳信号,1个sp3杂化的亚甲基碳信号,3个甲基碳信号。如下为化合物的波谱信号归属,1H-NMR (600 MHz,DMSO-d6):δ 5.95 (s,H-5),2.43 (m,H-7),1.73 (s,H-11),1.54 (m,H-8a),1.44 (m,H-8b),1.10 (d,J = 6.9 Hz,H-10),0.81 (t,J = 7.4 Hz,H-9)。13C NMR (151 MHz,DMSO-d6):δ 165.8 (C-2),165.5 (C-4),165.2 (C-6),98.9 (C-5),96.2 (C-3),38.7 (C-7),26.9 (C-8),17.7 (C-10),11.3 (C-9),8.5 (C-11)。结合比对文献[13]核磁谱图数据,该化合物鉴定为phomapyrone C。

      化合物4:棕色固体。ESI-MS m/z 197.1181 [M+H]+(calcd for C11H17O3,197.1172),提示其相对分子质量为196,结合1H和13C-NMR数据推测其分子式为C11H16O3,不饱和度为4。比较化合物4和3的核磁数据,发现4的1H-NMR低场区存在一个双键质子信号δH 5.95 (1H,s),13C-NMR 低场区存在4个双键或羰基季碳信号 (δC 165.8,165.2,164.7,102.5)、1个双键次甲基碳信号 (δC 98.8),这些核磁数据与化合物3的吡喃-2-酮单元的数据基本一致,提示其存在一个相同的骨架结构。化合物4和3的结构不同之处在于,化合物4的1H和13C -NMR数据中多一个亚甲基信号 (δH 2.26,δC 16.2)。其信号具体归属如下:1H-NMR (600 MHz,DMSO-d6):δ 5.93 (s,H-5),2.42 (m,H-7),2.26 (q,J = 7.4 Hz,H-11),1.55 (m,H-8a),1.44 (m,H-8b),1.10 (d,J = 6.9 Hz,H-10),0.94 (t,J = 7.4 Hz,H-12),0.81 (t,J = 7.4 Hz,H-9)。13C NMR (151 MHz,DMSO-d6):δ 165.8 (C-2),165.2 (C-4),164.7 (C-6),102.5 (C-3),98.8 (C-5),38.7 (C-7),26.8 (C-8),17.6 (C-10),16.2 (C-11),12.6 (C-12),11.4 (C-9)。以上数据与文献[14]基本一致,故被鉴定为germicidin A。

      化合物5:棕色固体。ESI-MS显示[M+ H]+分子离子峰m/z 183.1021(calcd for C10H15O3,183.101 6),确定其相对分子质量为182,结合1H和13C-NMR数据确定其分子式为C10H14O3,不饱和度为4。该化合物氢谱存在一个双键质子δH 5.95 (1H,s) 信号,碳谱存在4个季碳信号 (δC 165.8,165.2,164.7,102.5)、1个双键次甲基碳信号 (δC 98.8),提示其含有和化合物3一样的吡喃-2-酮骨架结构。化合物5和3的分子量相同,是同分异构体,但其1H和13C -NMR数据中存在特征性的偕甲基信号 [δH 0.88 (H-9,H-10),δC 21.9 (C-9,C-10)]。具体的信号归属如下:1H-NMR (600 MHz,DMSO-d6):δ 5.92 (s,H-5),2.25 (d,J = 7.2 Hz,H-7),1.90 (m,H-8),1.72 (s,H-11),0.88 (d,J = 6.6 Hz,H-9,H-10)。13C NMR (151 MHz,DMSO-d6):δ 165.3 (C-2),165.2 (C-4),161.2 (C-6),101.1 (C-5),95.9 (C-3),41.7 (C-7),26.3 (C-8),21.9 (C-9),21.9 (C-9),8.5 (C-11)。以上数据与文献[15]基本一致,故被鉴定为germicidin I。

    • 平板涂布结果显示:化合物1仅对MRSA和耻垢分支杆菌出现中等大小抑菌圈,阳性药物对相应指示菌均产生显著大小抑菌圈,其他化合物未使5种指示菌产生明显抑菌圈。

    • 根据初筛结果,以MRSA和耻垢分支杆菌为指示菌,采用微量稀释法,最终确定化合物1对MRSA和耻垢分支杆菌的MIC值分别为100和64 μg/ml。

    • 生物碱是一类含氮的天然药用分子,抗癌药紫杉醇、止痛药吗啡和抗疟疾的奎宁类药物均属此类[16]。文献报道,具有脂肪族侧链的三环咔唑生物碱可通过自由基清除作用保护神经细胞[9,17-18],例如lavanduquinocin,neocarazostatins和carquinostatins[7,19-20]

      课题组以一株中国南海海绵共附生链霉菌Streptomyces sp. LHW2432为研究对象,发现了2个生物碱类化合物12,以及3个吡喃酮类化合物3~5图1)。化合物2此前发现于真菌和放线菌中[21-22],具有自由基清除功能[23]。有报道化合物3~5在链霉菌形态分化中具有抑制产孢的功能[24]。化合物1为三环咔唑生物碱类新天然产物,课题组发现其具有抑制MRSA和耻垢分支杆菌的微弱活性。此外,化合物1可作为化学合成药用活性三环咔唑类生物碱的重要前体[9],本研究首次发现了产生化合物1的宿主菌,为通过发酵手段廉价获取该中间体分子提供了可能。

参考文献 (24)

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