CN104628680A - 一种具有抗菌活性的倍半萜内酯类化合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医药技术领域，具体是指从北极弯孢聚壳属真菌的次级代谢产物中提取的具有抗菌活性的倍半萜内酯类化合物eut-Guaiane sesquiterpene，化学结构式如下。本发明还提供了上述倍半萜内酯类化合物的制备方法，以及它们在制备抗菌药物中的应用。

Description

一种具有抗菌活性的倍半萜内酯类化合物及其应用
技术领域
本发明涉及医药技术领域，具体是指从北极弯孢聚壳属真菌的次级代谢产物中提取的一种具有抗菌活性的倍半萜内酯类化合物，及其在制备抗菌药物中的应用。
背景技术
微生物次级代谢产物是药物先导化合物的重要来源。南北极地区独特而严酷的自然环境使得极地微生物在生物物种、活性代谢产物等方面表现出明显的新颖性，并正在成为微生物药物研究的重要资源。微生物次级代谢产物具有抗菌、抗肿瘤、抗心血管病、免疫调节、受体拮抗、抗氧化和细胞因子诱导等多种活性，显示出巨大的药物开发价值。
真菌弯孢聚壳菌属(Eutypella sp.)的次级代谢产物目前研究的比较少，仅有部分报道，从已知的报道中可知，该种属的次级代谢产物主要包括聚酮类如γ-内酯，苯并吡喃衍生物，二萜，三萜以及含氮的化合物(细胞松弛素、环肽)等。在已报道的结构中，各类化合物都具有多样的生物活性，如抑制HIV病毒、抗肿瘤、抗菌等。
倍半萜内酯化合物是由大根香叶内酯(Germacranolilde)结构演化而来的多种结构类型的化合物，是药用植物的生物活性组分之一，主要存在菊科植物中。倍半萜内酯的生物学活性多种多样，抗肿瘤、强心、神经毒性、抗疟、抗菌。通过文献查阅，在真菌弯孢聚壳菌属(Eutypella sp.)中，仅有1篇有关倍半萜次级代谢产物的报道(参见文献：Masahiko Isaka,Somporn Palasarn,Sanisa Lapanun,Rungtiwa Chanthaket,Nattawut Boonyuen,Saisamorn Lumyongγ-Lactones and ent-Eudesmane Sesquiterpenes from the Endophytic Fungus Eutypella sp.BCC 13199[J].J.Nat.Prod.2009,72,1720–1722)，所涉及的倍半萜次级代谢产物化学结构式如下：
文献中报道，化合物1具有微弱的细胞毒活性，而化合物2没有细胞毒活性，如表1所示。
表1 化合物1和2的细胞毒活性(IC50，μM)
本发明所用的菌种是分离自北极高纬度(78°55’N)仙女木根基土壤的弯孢聚壳属真菌D-1(Eutypella sp.D-1)，于2013年4月12日保藏于中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC)，保藏号为CCTCC M 2013144。本发明人之前已经从该弯孢聚壳属真菌D-1中分离获得两个具有抗肿瘤活性的二萜类化合物libertellenone G和libertellenone H，并已申请中国专利CN201310207842.X，公开号为CN103274915A；以及从该弯孢聚壳属真菌D-1中分离获得三种具有抗肿瘤活性的细胞松弛素Cytochalasin Z24，Cytochalasin Z25和Cytochalasin Z26，并已申请中国专利CN201310207852.3，公开号为CN103275093A。
发明内容
本发明的目的在于从极地微生物中，具体是从北极弯孢聚壳属真菌的次级代谢产物中提取得到一种新的倍半萜内酯类化合物，本发明的另一目的在于提供该倍半萜内酯类化合物的制备方法，以及在制备抗菌药物中的应用。
本发明的技术方案如下：本发明所用的菌种是分离自北极高纬度(78°55’N)仙女木根基土壤的弯孢聚壳属真菌D-1(Eutypella sp.D-1)，于2013年4月12日保藏于中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC)，保藏号为CCTCC M 2013144。本发明从该弯孢聚壳属真菌D-1中分离获得一个新的具有抗菌活性的倍半萜内酯类化合物。
本发明的第一方面，是提供了一种倍半萜内酯类化合物，具有如下结构式：
命名为eut-Guaiane sesquiterpene，为黄色油状物，分子式为C15H18O3，分子量：246，高分辨质谱：246.1269[M+H]+，1H和13C核磁共振谱数据见表1。
本发明的第二方面，是提供了上述倍半萜内酯化合物eut-Guaiane sesquiterpene的制备方法，该方法包括如下步骤：
(A)从平板上挑取少量弯孢聚壳属真菌D-1(CCTCC No:CCTCC M2013144)菌株的菌丝体，接种到装有PDB培养基的250mL三角瓶中进行种子培养，每个三角瓶装50-80mL的PDB培养基，20℃摇床恒温培养，转速180r/min，培养5天后将种子培养液接种到2000mL的三角瓶中进行扩大培养，每瓶装500mL PDB培养基，按1％-3％接种量接种，同上培养条件培养9天；
所述的PDB培养基配方为：马铃薯浸出粉10g，葡萄糖20g，蒸馏水1000mL。
(B)将步骤(A)培养得到的菌液过滤，除去菌丝体后收集发酵液上清；将发酵液上清用乙酸乙酯等体积萃取，重复2-4次，合并萃取液蒸干溶剂，将浸膏用Sephadex LH-20粗分段，流动相为甲醇；
(C)将所得洗脱相蒸干后通过ODS反相柱层析纯化，流动相为：甲醇-水；收集70％甲醇-水的洗脱部分，浓缩后经过硅胶正相柱层析，以石油醚：乙酸乙酯＝10：1为流动相，得到该化合物。
本发明的第三方面，是提供了上述倍半萜内酯化合物eut-Guaiane sesquiterpene在制备抗菌药物中的应用。
所述的细菌为大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌等。
本发明的实验结果显示，eut-Guaiane sesquiterpene对大肠杆菌，枯草芽孢杆菌，金黄色葡萄球菌的生长都具有一定的抑制活性。纸片法抗菌实验结果显示，该化合物对大肠杆菌，枯草芽孢杆菌产生的抑菌圈大小，和阳性对照产生的抑菌圈相当。本发明的倍半萜内酯化合物对细菌的抑制作用，优于之前文献报道的同类化合物的抑制活性。
具体实施方式
现结合实施例，对本发明作进一步描述，但本发明的实施并不仅限于此。
实施例1：弯孢聚壳属真菌D-1(CCTCC No:CCTCC M 2013144)的发酵培养
a.弯孢聚壳属真菌D-1(CCTCC No:CCTCC M 2013144)D-1的发酵培养基如下：马铃薯浸出粉10g，葡萄糖20g，蒸馏水1000mL。
b.发酵培养过程：将D-1从平板上挑取少量D-1菌株的菌丝体，接种到装有PDB培养基的250mL三角瓶中进行种子培养，每个三角瓶装70mL培养基，20℃摇床恒温培养，转速180r/min，培养5天后将种子培养液接种到2000mL的三角瓶中进行扩大培养，每瓶装500mL PDB培养基，按12％接种量接种，同上培养条件培养9d。
实施例2：活性化合物的分离提取
将完成发酵培养过程的菌液经过滤，除去菌丝体后收集发酵液上清。将发酵液上清用乙酸乙酯等体积萃取，重复3次，合并萃取液用旋转蒸发仪蒸干溶剂，将浸膏用Sephadex LH-20粗分段，流动相为甲醇。将所得洗脱相蒸干后通过ODS反相柱层析纯化，流动相为：甲醇－水，收集70％甲醇－水的洗脱部分，浓缩后经过硅胶正相柱层析，以石油醚：乙酸乙酯＝10：1为流动相，得到该化合物。
eut-guaiane sesquiterpene，为黄色油状物，分子式为C15H18O3，分子量：246，高分辨质谱：m/z 247.1342[M+H]+，1H和13C核磁共振谱数据见表2。
表2：eut-Guaiane sesquiterpene的1H和13C核磁共振谱数据
采用600MHz的核磁共振仪测定，样品溶解于氘代氯仿。
同时，还测定了化合物的多种二维核磁共振谱(TOCSY，DQCOSY，HMQC，HMBC和NOESY)，确定了化合物所有的碳原子和氢原子的归属及该化合物的化学结构，结构式如下：
实施例3：化合物eut-Guaiane sesquiterpene的抗菌活性
实验方法：纸片法(徐叔云，卞如濂，陈修.药理实验方法北京:人民卫生出版社，2001)
接种各指示菌到新鲜液体培养基中，于28℃活化24h，使其处于对数生长期。样品用甲醇溶解，分别吸取5μL加在灭菌烘干的滤纸片(Ф6mm)上，每个纸片上样品的加样量为50μg，以氯霉素作为阳性对照。待溶剂挥发后，置于涂有指示菌的固体琼脂平板上，甲醇作为阴性对照，28℃培养箱中培养16-18h，观察有无抑菌圈产生，及抑菌圈直径大小，结果如表3所示。
表3：化合物抗指示菌的抑菌圈直径(mm)
注：Chloramphenicol为氯霉素
结果显示，eut-Guaiane sesquiterpene对大肠杆菌，枯草芽孢杆菌及金黄色葡萄球菌都具有一定的抑制活性。其对枯草芽孢杆菌的抑制活性和阳性对照氯霉素的相当。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种倍半萜内酯类化合物，具有如下结构式：
2.一种如权利要求1所述的倍半萜内酯类化合物的制备方法，该方法包括如下步骤：
(A)从平板上挑取少量保藏号为CCTCC M 2013144的弯孢聚壳属真菌D-1(Eutypella sp.D-1)的菌株的菌丝体，接种到装有PDB培养基的250mL三角瓶中进行种子培养，每个三角瓶装50—80mL的PDB培养基，20℃摇床恒温培养，转速180r/min，培养5天后将种子培养液接种到2000mL的三角瓶中进行扩大培养，每瓶装500mL PDB培养基，按1％—3％接种量接种，同上培养条件培养9天；
所述的PDB培养基配方为：马铃薯浸出粉10g，葡萄糖20g，蒸馏水1000mL；
(B)将步骤(A)培养得到的菌液过滤，除去菌丝体后收集发酵液上清；将发酵液上清用乙酸乙酯等体积萃取，重复2—4次，合并萃取液蒸干溶剂，将浸膏用Sephadex LH-20粗分段，流动相为甲醇；
(C)将所得洗脱相蒸干后通过ODS反相柱层析纯化，流动相为：甲醇-水；收集70％甲醇-水的洗脱部分，浓缩后经过硅胶正相柱层析，以石油醚：乙酸乙酯＝10：1为流动相，得到该化合物。
3.一种如权利要求1所述的倍半萜内酯类化合物在制备抗菌药物中的应用。
4.根据权利要求3所述的倍半萜内酯类化合物在制备抗菌药物中的应用，其特征在于，所述的细菌为大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌。
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