CN102051394A - 一种硫代二酮哌嗪类化合物制备方法及其应用 - Google Patents

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华会明
李占林
王宇
裴月湖
白皎
景永奎
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Abstract

本发明属于医药技术领域，涉及一种硫代二酮哌嗪类化合物制备方法和应用。本发明用从采自辽宁营口环渤海湾海域潮间带的海泥样品分离得到的真菌烟曲霉Aspergillusfumigatus，通过对其进行大量发酵，发酵液经过滤后，用乙酸乙酯萃取获得含有硫代二酮哌嗪类化合物的萃取物，然后从萃取物中分离纯化出硫代二酮哌嗪类化合物。本发明的制备方法简单，易操作，重复性好。制备的化合物对肿瘤细胞株表现出明显的生长抑制作用，有望成为抗肿瘤药物的先导化合物。

Description

一种硫代二酮哌嗪类化合物制备方法及其应用
技术领域：
 本发明属于医药技术领域，涉及一种硫代二酮哌嗪类化合物制备方法及其应用，具体涉及用海洋来源真菌烟曲霉Aspergillusfumigatus生产一种硫代二酮哌嗪类化合物bisdethiobis(methylthio)gliotoxin的方法，及其在制备细胞增殖抑制剂或肿瘤细胞杀伤剂中的用途。
背景技术：
硫代二酮哌嗪类化合物是一类微生物特有的次级代谢产物。其结构特征是大多由两个氨基酸环合而形成的二酮哌嗪母核，且在不同位置上连接有含硫取代基。该类化合物具有抗肿瘤、抗病毒、抗菌、免疫抑制等作用。
本发明所涉及的化合物bisdethiobis(methylthio)gliotoxin是胶霉毒素二硫键打开的衍生物。文献报道（Chem. Pharm. Bull. 1986, 34, 340-344）此化合物具有较强的拮抗血小板激活因子（PAF）的活性，有抗炎、抗过敏作用。而对该化合物的抗肿瘤活性却未有报道。
发明内容：
   本发明的目的在于提供一种硫代二酮哌嗪类化合物制备方法及其应用。
   本发明是通过如下技术方案实现的：
本发明所述的化合物是从海洋来源微生物次级代谢产物中寻找具有抗肿瘤活性的物质，对由中国各海域采集到的海洋微生物（细菌、真菌和放线菌）菌株进行筛选，发现真菌烟曲霉Aspergillusfumigatus发酵提取物具有较好的肿瘤细胞生长抑制活性，进而对该菌株进行大量培养发酵和代谢产物的系统分离，从中得到了本发明的化合物，并通过各种波谱手段鉴定其结构为硫代二酮哌嗪类化合物bisdethiobis(methylthio)gliotoxin，如式（I）所示：
Figure 2010105552931100002DEST_PATH_IMAGE001
（I）
本发明的目的还在于提供式（I）化合物的制备方法，及其在制备细胞增殖抑制剂或肿瘤细胞杀伤剂中的用途。
本发明将分离自2008年3月采于辽宁营口环渤海湾海域潮间带的海泥样品的真菌烟曲霉Aspergillusfumigatus进行大量发酵，发酵液经过滤后，用乙酸乙酯萃取，萃取物经硅胶柱色谱，以氯仿-甲醇进行梯度洗脱，氯仿-甲醇100：1的洗脱物再经硅胶柱色谱，石油醚-丙酮100：15洗脱物经半制备高效液相色谱进一步纯化，使用长度为250 mm，内径为10 mm的色谱柱，以粒径为5 mm的ODS为填料，以甲醇-水60：40为流动相洗脱，tR为32 min得式（I）化合物。
本发明采用MTT法测试了式（I）化合物对人前列腺癌PC-3细胞株的生长抑制活性；采用台盼兰法测试了式（I）化合物对人白血病U937细胞株的生长抑制活性。实验证实，式（I）化合物对两种细胞株均表现出明显的生长抑制作用。因此，其可用作细胞增殖抑制剂或肿瘤细胞杀伤剂。
本发明的式（I）化合物可通过微生物发酵培养，然后从发酵物中分离纯化得到；也可通过化学方法合成该类化合物。
本发明的制备方法简单，易操作，重复性好。
具体实施方式：
在如下的实施例中所指的化合物结构如式（I）所示：
Figure 890737DEST_PATH_IMAGE002
（I）
实施例1：式（I）化合物的发酵生产及分离精制
1 发酵生产
生产菌的发酵培养：保藏菌株经复苏后，从斜面转接到装有100 mL培养液[培养基组成：甘露醇（2.0 %），酵母膏（0.3 %），味精（1.0 %），葡萄糖（1.0 %），麦芽糖（2.0 %），玉米浆（0.1 %），MgSO4·7H2O（0.03 %），KH2PO4（0.05 %），CaCO3（2.0 %），陈海水配制，pH 6.5]的三角瓶（500 mL）中，在28 ℃、转速为165转/分钟的摇床上培养48-72小时，获得种子培养液。取种子培养液5 mL加入到装有150 mL上述培养液的300个500 mL的三角瓶中，按上述大发酵条件进行培养7天，获得发酵培养液约45 L。
2 浸膏的获得
用16层纱布将菌丝体和发酵液分离。发酵液45 L，减压浓缩至3.5 L，用等体积的乙酸乙酯萃取3次，减压浓缩得到浸膏21.0 g。
3 化合物的分离精制
乙酸乙酯萃取物（21.0 g）经硅胶柱色谱，以氯仿-甲醇进行梯度洗脱，氯仿-甲醇100：1的洗脱物再经硅胶柱色谱，石油醚-丙酮100：15洗脱物经半制备高效液相色谱进一步纯化，使用长度为250 mm，内径为10 mm的色谱柱，以粒径为5 mm的ODS为填料，以甲醇-水60：40为流动相洗脱，tR为32 min得式（I）化合物（10 mg）。
式（I）化合物：无色油状物。1H NMR数据见表1。
表1 式（I）化合物的1H NMR数据（300 MHz, CDCl3, TMS）
position d H (J in Hz)
5a 4.92, br. s
6 4.92, br. s
7 5.73, d   (9.6)
8 5.89, dd (9.6, 4.7)
9 5.93, d   (4.7)
10 3.08, d   (15.8); 2.94, d (15.8)
11 4.39, d   (11.9); 3.91, d (11.9)
2-NCH3 3.15, s
3-SCH3 2.27, s
10a-SCH3 2.25, s
以上数据与文献报道（化学研究 2007, 18, 10-13）一致，故鉴定所得产物为bisdethiobis(methylthio)gliotoxin。
实施例2：式（I）化合物的肿瘤细胞生长抑制活性测试
1 实验样品及实验方法
被测样品溶液的配制：测试样品为上述实施例1中分离精制的式（I）化合物。准确称取适量样品，用DMSO配制成所需浓度的溶液，供活性测试。
细胞株及细胞的继代培养：PC-3和U937细胞均培养于含有10% (V/V)经加热灭活的胎牛血清、100 IU/mL青霉素、100 mg/mL链霉素及0.2% NaHCO3的RPMI-1640培养液中，37 °C、5％CO2饱和湿度培养箱中孵育。
1-1 MTT法活性测试方法
本发明采用MTT法测试了式（I）化合物对人前列腺癌PC-3细胞株的生长抑制活性。96孔板每孔接种2′104个细胞，使其贴壁24小时后，加入不同浓度受试药物于37 °C继续培养4天。然后每孔加入50 mL 2 mg/mL MTT溶液于37 °C孵育4小时后，弃取上清液，每孔加入200 mL DMSO，室温振荡10分钟后，在酶标仪570 nm处测量每个孔的吸光度值。以未加入受试药物的吸光度值作对照来求得药物对细胞的生长抑制率，计算出半数抑制浓度GI50。
1-2 台盼兰法活性测试方法
本发明采用台盼兰法测试了式（I）化合物对人白血病U937细胞株的生长抑制活性。取对数生长期的受试细胞，以 (4-5)′104 cells/mL的密度接种于24孔板内，每孔内2 mL。接种完毕后即加入相应浓度的待测药物。药物处理四天后，从每孔的细胞悬液中吸取50 mL细胞悬液，加入50 mL的0.4% 台盼蓝溶液中混匀，在3分钟内，于光学显微镜下观察，分别计数每孔的细胞总数。每孔中的总细胞数占对照孔总细胞数的百分比即为该浓度药物的生长抑制率，计算出半数抑制浓度GI50。
2 实验结果
表2 式（I）化合物对U937和PC-3的细胞生长抑制活性

Claims (4)

1.一种制备如下式（I）所示的硫代二酮哌嗪类化合物的方法， 
Figure 2010105552931100001DEST_PATH_IMAGE002
   
（I）
其特征在于：对真菌烟曲霉Aspergillusfumigatus进行大量发酵，发酵液经过滤后，用乙酸乙酯萃取获得含有上述式（I）化合物的萃取物，然后从萃取物中分离纯化出式（I）化合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：将乙酸乙酯萃取物经硅胶柱色谱，以氯仿-甲醇进行梯度洗脱，氯仿-甲醇100：1的洗脱物再经硅胶柱色谱，石油醚-丙酮100：15洗脱物经半制备高效液相色谱进一步纯化，以甲醇-水60：40为流动相洗脱，得式（I）化合物。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：半制备液相中使用长度为250 mm，内径为10 mm的色谱柱，以粒径为5 mm的ODS为填料，化合物的tR为32 min。
4.权利要求1所述的式（I）化合物在制备细胞增殖抑制剂或肿瘤细胞杀伤剂中的用途。
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