CN109467546B - 一种硫代大环内酯化合物及其制备方法和抗水产病害菌活性应用 - Google Patents
一种硫代大环内酯化合物及其制备方法和抗水产病害菌活性应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及药物化学、微生物医药技术领域，具体的说是一种从芽枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)的发酵产物中得到硫代大环内酯化合物及其分离纯化方法和在抑制水产病害菌活性方面的应用。硫代大环内酯化合物为式I所示化合物1和化合物2，化合物1分子式为C16H26O6S，结构式为式Ⅰ中的1，化合物2分子式为C16H28O7S，结构式为式Ⅰ中的2；本发明化合物均对水产病害菌鲇鱼爱德华氏菌Edwardsiella ictarda具有显著抑制活性，有望发展成为新型水产病害菌防治药物。
Description
技术领域
本发明涉及药物化学、微生物医药技术领域，具体的说是一种从芽枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)的发酵产物中得到硫代大环内酯化合物及其分离纯化方法和在抑制水产病害菌活性方面的应用。
背景技术
具有12元环骨架结构的硫代大环内酯化合物是一类主要由枝孢属真菌产生的具有生物活性的化合物，其结构由12元环内酯中C-2位或C-3位被含硫侧链取代形成，本发明涉及的硫代大环内酯为C-2位取代的12元环结构。枝孢属真菌是子囊菌门中一个重要的属，至2016年文献报道有189个种。不同种的枝孢属真菌代谢物类型具有较大差别。本发明所涉及菌株为芽枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)。
根据文献调研，本发明涉及的两个硫代大环内酯化合物是新化合物，之前没有文献报道，也没有对其进行抗水产病害菌活性的研究。而本实验显示出其对水产病害菌的抑制活性使其成为抗水产病害菌的潜力活性分子。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从芽枝状枝孢菌Cladosporium cladosporioides的发酵产物中获得硫代大环内酯化合物及其分离纯化方法和在抑制水产病害菌活性方面的应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种硫代大环内酯化合物，为式I所示化合物1和化合物2，其中化合物1和化合物2的分子式分别为C16H26O6S和C16H28O7S；
一种硫代大环内酯化合物的制备方法：
1)将芽枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)于固体培养基中发酵，发酵产物使用乙酸乙酯反复浸泡萃取，合并萃取液进行浓缩，获得发酵粗提物；
2)粗提物进行减压硅胶柱层析，以梯度为20:1至1:1(v/v，下同)的石油醚-乙酸乙酯和梯度为20:1至1:1二氯甲烷-甲醇作为溶剂依次进行洗脱；
3)收集二氯甲烷-甲醇20:1洗脱得到的组分，进行硅胶柱层析，以100:1至40:1的二氯甲烷-丙酮洗脱。收集二氯甲烷-丙酮60:1的组分，再用半制备高效液相色谱(HPLC)纯化，使用65％乙腈-水为流动相，收集210nm波长下31.0min的吸收峰，得到目标化合物1；
4)收集上述步骤2)二氯甲烷-甲醇10:1至5:1洗脱得到的组分，进行硅胶柱层析，以20:1至3:1的二氯甲烷-乙酸乙酯洗脱。收集二氯甲烷-乙酸乙酯6:1的组分，再利用甲醇凝胶进行纯化，得到目标化合物2；
所述固体培养基为：每100mL天然海水中含大米70g，蛋白胨0.3g，玉米浆0.1g，甲硫氨酸0.1％。
一种硫代大环内酯化合物的应用，所述式I中所示硫代大环内酯化合物在抑制水产病害菌中的应用。
所述式I中所示硫代大环内酯化合物在制备新型抗水产病害菌药物中的应用。
本发明所具有的优点：
本发明从枝孢属真菌芽枝状枝孢菌Cladosporium cladosporioides的固体培养基发酵产物中发现结构新颖的具有显著抗菌活性的硫代大环内酯类化合物，目前尚未见对该化合物的化学结构及抗菌活性的报道，因此市场上也尚未见有与此相关的药物。
经水产病害菌抑制活性试验，化合物1和化合物2均对水产病害菌鲇鱼爱德华氏菌Edwardsiella ictarda具有显著抑制活性，而化合物1还对水产病害菌迟缓爱德华氏Edwardsiella tarda具有显著抑制活性，可作为抗水产病害菌的新药物成分或先导化合物。
具体实施方式
以下具体实施例用来进一步说明本发明，但本发明绝非限于这些例子。
本发明从芽枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)中分离获得如下的实施例中所指的化合物，化合物1和化合物2的化学结构如式I所示(结构式中的阿拉伯数字是化学结构中的碳原子的标位)：
枝孢属真菌芽枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)的特征为PDA培养基上为橄榄绿色菌丝，菌落绒状，背面黑绿色。
所述菌株已有文献记载，同时可由公众流通渠道获得，如文献Agric.Biol.Chem.,49(3),731–735,1985,New Plant Growth Regulators,Cladospolide A and B,Macrolides Produced by Cladosporium cladosporioides,Akira Hirota,HeiichiSakai,Akira Isogai。
实施例1.式I所示化合物1和2发酵生产及分离纯化：
将按照上述文献或公众流通渠道所得芽枝状枝孢菌(Cladosporiumcladosporioides)，纯化后接种到PDA平板培养基上，在28℃培养箱中培养6天。
切取上述PDA平板表面的菌种适量，接种至已灭菌的、盛有固体培养基的锥形瓶中，室温静置培养48天后采用乙酸乙酯灭活，待用。
所述固体培养基为每100mL天然海水中含大米70g，蛋白胨0.3g，玉米浆0.1g，甲硫氨酸0.1％。
将上述芽枝状枝孢菌经固体培养基发酵培养的产物用乙酸乙酯超声提取3次，合并提取液进行浓缩，获得粗提物浸膏。按照洗脱液极性递增顺序，分别以石油醚-乙酸乙酯(体积比20:1至1:1)和二氯甲烷-甲醇(体积比20:1至1:1)为梯度洗脱剂进行硅胶柱层析分离。
收集二氯甲烷-甲醇20:1洗脱得到的组分，进行硅胶柱层析，以100:1至40:1的二氯甲烷-丙酮洗脱。收集二氯甲烷-丙酮60:1的组分，再用半制备高效液相色谱(HPLC)纯化，使用65％乙腈-水为流动相，收集210nm波长下31.0min的吸收峰，即得纯化后式I所示化合物1；
收集上述二氯甲烷-甲醇10:1至5:1洗脱得到的组分，进行硅胶柱层析，以20:1至3:1的二氯甲烷-乙酸乙酯洗脱。收集二氯甲烷-乙酸乙酯6:1的组分，再利用甲醇凝胶进行纯化，即得纯化后式I所示化合物2。其结构鉴定结果如式I所示，
两个化合物具有以下理化和波谱特性：
化合物1：无色晶体，
(c 0.12,MeOH)；UV(MeOH)λmax(logε)202(3.57)nm；核磁共振氢谱和碳谱如表I；高分辨ESI质谱m/z347.1520[M+H]+，C16H27O6S计算值为347.1523。
化合物2：黄色油状，
(c 0.43,MeOH)；UV(MeOH)λmax(logε)201(3.30)nm；核磁共振氢谱和碳谱如表I；高分辨ESI质谱m/z 387.1443[M+Na]+，C16H28O7NaS计算值为387.1448。
表I化合物核磁共振氢谱(a600MHz，溶剂DMSO-d6；b500MHz,溶剂DMSO-d6)和碳谱(a150MHz，溶剂DMSO-d6；b125MHz，溶剂DMSO-d6)数据
a)本表信号归属基于DEPT、1H-1H COSY、HSQC及HMBC图谱解析结果，碳信号的多重度利用DEPT方法确定
实施例2.水产病害菌抑制活性：
用最小抑菌浓度法检测式I所示化合物1和2的抗水产病害菌活性。选择以下两株水产病害病原菌：迟缓爱德华氏Edwardsiella tarda、鲇鱼爱德华氏菌Edwardsiellaictarda进行抗菌活性测试。
1)抗菌活性测试(MIC法)：
最小抑菌浓度(MIC)，即体外能够抑制细菌生长的最低药物浓度。在96微孔板中，通过将不同浓度的药物加入到待测菌的菌悬液中，培养后观察，如果指示菌在某孔内生长，表示该孔的药物浓度不能抑制该菌的生长，该孔内液体浑浊，透光度明显下降。反之，该孔内液体澄清，透光度下降不显著。小孔内完全抑制指示菌生长的最低样品浓度为该化合物的MIC。
2)菌悬液的制备
上述供试细菌分别接种于培养基(迟缓爱德华氏菌用TSB培养基，鲇鱼爱德华氏菌用LB培养基)于28℃培养24小时后，吸取4mL无菌的0.85％NaCl溶液(8.5g氯化钠定容到1000mL水中)洗涤培养基，并用玻璃刮刀将菌丝轻轻刮下。用移液枪吸取适量菌悬液于无菌试管中，然后用0.85％NaCl溶液将菌悬液调至0.5麦氏浊度(相当于1.5×108 CFU/mL)，并进一步用0.85％NaCl溶液稀释至5×105CFU/mL；
0.5麦氏浊度标准：
将0.5mL×0.048mol/L的BaCl2(1.175％w/v BaCl2·2H2O)加到99.5mL×0.18mol/L(0.36N)的H2SO4(1％v/v)中并不断搅动以维持混悬状态。
3)样品的配制
分别取1mg左右待测样品(上述所得化合物1和化合物2)以及阳性对照(氯霉素)，溶解于100μL左右DMSO中，充分混匀后，使其最终浓度为2560μg/mL，吸取50μL样品溶液到另一只离心管中，接着加入50μL DMSO，得到浓度减半的样品溶液。按照此方法，总共得到11组浓度依次减半的样品溶液(2560、1280、640、320、160、80、40、20、10、5、2.5μg/mL)。
4)空白对照：选择未溶解待测样品的纯溶剂作为空白对照。
5)MIC测定流程
5.1)采用无菌操作，将倍比稀释后不同浓度的样品溶液分别加到无菌的96孔板中，第1至第11孔加样品溶液，每孔5μL，第12孔不加样品作为生长对照。
5.2)将相当于0.5麦氏浊度的指示菌悬液，用液体培养基(迟缓爱德华氏菌用TSB培养基，鲇鱼爱德华氏菌用LB培养基)稀释1000倍后，取95μL依次加入到96孔板中，使得第1至第11孔的样品终浓度依次为128、64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25、0.125μg/mL。轻轻震荡混匀后，将96孔板密封置于28℃培养箱中，培养24h后开始观察。
5.3)在600nm波长下使用酶标仪测定每孔的吸光值，以在小孔内完全抑制指示菌生长的最低样品浓度为该化合物的MIC。(注意：当生长对照孔内指示菌明显生长实验才有意义；当实验出现单一跳孔时，应记录抑制菌株生长的最高药物浓度；如出现多处跳孔，则不应报告结果，需重复实验。)
实验结果为化合物1对水产病害菌迟缓爱德华氏Edwardsiella tarda、鲇鱼爱德华氏菌Edwardsiella ictarda均具有显著抑制活性，其最小抑菌浓度(MIC)分别为：1.0μg/mL、8.0μg/mL，化合物2对水产病害菌鲇鱼爱德华氏菌Edwardsiella ictarda具有显著抑制活性，其最小抑菌浓度(MIC)为1.0μg/mL，
上述实验结果证明本发明所涉及的化合物对水产病害菌具有较强抑制作用，它们可用于制备新型抗水产病害菌药物。
Claims (3)
1.一种硫代大环内酯类化合物，其特征在于：硫代大环内酯化合物为式I所示化合物1和化合物2，化合物1分子式为C16H26O6S，结构式为式Ⅰ中的1，化合物2分子式为C16H28O7S，结构式为式Ⅰ中的2；
2.一种权利要求1所述的硫代大环内酯类化合物的制备方法，其特征在于：
1)将芽枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)于固体培养基中发酵，发酵产物使用乙酸乙酯反复浸泡萃取，合并萃取液进行浓缩，获得发酵粗提物；
2)粗提物进行减压硅胶柱层析，以梯度为v/v是20:1至1:1的石油醚-乙酸乙酯和梯度为v/v是20:1至1:1的二氯甲烷-甲醇作为溶剂依次进行洗脱；
3)收集v/v是20:1的二氯甲烷-甲醇洗脱得到的组分，进行硅胶柱层析，以v/v是100:1至40:1的二氯甲烷-丙酮洗脱，收集v/v是60:1的二氯甲烷-丙酮组分，再用半制备高效液相色谱(HPLC)纯化，使用65％乙腈-水为流动相，收集210nm波长下31.0min的吸收峰，得到目标化合物1；
4)收集上述步骤2)v/v是10:1至5:1的二氯甲烷-甲醇洗脱得到的组分，进行硅胶柱层析，以v/v是20:1至3:1的二氯甲烷-乙酸乙酯洗脱，收集v/v是6:1的二氯甲烷-乙酸乙酯组分，再利用凝胶层析进行纯化，以甲醇为洗脱剂，得到目标化合物2。
3.按权利要求1所述的硫代大环内酯化合物的应用，其特征在于：所述式I中所示硫代大环内酯化合物在制备抗水产病害菌药物中的应用。
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