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Abstract

本发明公开了一种从金花茶中分离的化合物金花茶酚及其制药应用。本发明所述的金花茶提取化合物结构简单、提取路线简便、原料易得及反应条件温和，获得的化合物具有良好的PIM1酶学抑制效果，从而有效地抑制抗肿瘤关键靶点PIM1，具有抗肿瘤药物研发的潜在价值。

Description

一种金花茶中提取的化合物及其制药应用
技术领域
本发明属于天然提取化合物技术，具体涉及一种化合物及其制药应用。
背景技术
莫洛尼小鼠白血病病毒前病毒整合激酶1(provirus integration in Maloneymurine leukemia virus，PIM)是(Proviral Integration Site 1)是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，其主要参与调节细胞周期、细胞凋亡和细胞分化等细胞生物学功能[1,2]。PIM1激酶在机体组织的异常表达与多种疾病有关，PIM-1在多种恶性血液病及实体瘤中高度表达，且其表达量与癌症恶性程度及肿瘤患者不良预后有关[3]。此外，PIM1在体内的异常表达还参与到肿瘤耐药产生[4]。目前，PIM1抑制剂的研发已成为多领域药物研究的热点，特异性的PIM1抑制剂在国内外并未上市，且大部分PIM1抑制剂的研发目前均处于临床前研究阶段，此外，许多进入临床研究PIM1抑制剂因其安全性及有效性被迫中止临床试验。因此对于针对PIM1特异性抑制剂的研发具有更广阔的研发前景和市场空间。
在PIM1的抑制研究中，中药天然提取物对PIM1的抑制作用一直以来是处于空白的状态。因而在天然提取中寻找PIM1抑制剂成为开发更加有效更加新型的PIM1抑制的最新的研究热点。而金花茶作为我国一级保护植物，具有极高的药用价值，近年来随着其提取工艺的进步，金花茶中提取的化合物由于其具有多样的生物活性而备受关注，其具有包括抗肿瘤作用的多种化学成分、药理作用及其机制受到了广泛关注[5]。
本发明提取了一类金花茶化合物，并通过计算虚拟对接技术、酶学筛选技术发现了具有与PIM1可以很好地相互结合的小分子抑制剂并证实其在酶学抑制作用上取得了较好的抑制效果。
参考文献：
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发明内容
发明目的：针对上述现有技术，本发明提供了一种从金花茶中提取的化合物及其制药应用。
技术方案：本发明公开的一种如式I所示的化合物：
上述化合物，命名金花茶酚(nitidissimol)，分子式C31H28O14，代号YR-104。
本发明还进一步公开了所述金花茶酚在制备PIM1酶活性抑制剂中的应用。
特别是所述的化合物在制备靶向抑制PIM1的药物中的应用。
所述的化合物在制备靶向抑制PIM1的抗肿瘤药物中的应用。
有益效果：本发明所述的金花茶提取化合物结构简单、提取路线简便、原料易得及反应条件温和，获得的化合物具有良好的PIM1酶学抑制效果，从而有效地抑制抗肿瘤关键靶点PIM1，具有抗肿瘤药物研发的潜在价值。
附图说明
图1金花茶酚电喷雾质谱；
图2金花茶酚与PIM1蛋白计算机虚拟对接；
图3金花茶酚对PIM1酶活的影响。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明。
药物来源：防城港普通种金花茶(Camellia nitidissima Chi)；
2016年7月采摘于防城港，中国，广西。
试剂和仪器：
Figure BDA0002292922440000022
Figure BDA0002292922440000031
实施例1金花茶天然提取活性物提取工艺：
取金花茶干花6kg，粉碎到约40目后用95％的工业乙醇高温回流提取3次，每次时间分别为3h、2h、1h。合并提取液，用旋转蒸发仪50℃低压回收工业乙醇，得金花茶花乙醇提取浸膏1500g。加6L超纯水使其充分混悬后，加入等体积二氯甲烷萃取3次，40℃低压旋蒸去二氯甲烷后，得金花茶花二氯甲烷萃取部位52g，剩余水相部分再加入等体积水饱和乙酸乙酯萃取3次，40℃低压回收乙酸乙酯后，得金花茶花乙酸乙酯萃取部位266.2g；剩余水相部位再加入等体积水饱和正丁醇萃取3次，50℃低压回收正丁醇后，得到正丁醇萃取部位560.8g。剩余水相部位高温低压浓缩后得到金花茶花水相提取物。
二氯甲烷相经过硅胶柱柱层析梯度洗脱，洗脱剂为二氯甲烷-甲醇，洗脱梯度为1:0、49:1、25:1、15:1、9:1、5:1、0:1，依据薄层层析分析，合并浓缩洗脱剂得到4个组分，其中组分3经过反复硅胶柱柱层析，洗脱剂为二氯甲烷-甲醇(1:1)的Sephadex LH-20凝胶色谱柱和甲醇-水(2:8→10:0)的C18色谱柱分离，得到化合物15(3.25g)；组分2经过硅胶层析柱处理后分为F2-1和F2-2两段，F2-1段经过Sephadex LH-20凝胶柱、C18色谱柱和HPLC制备柱处理分离后得到化合物33(2.2mg)和化合物34(3.7mg)；F2-2段经过Sephadex LH-20凝胶柱、C18色谱柱和HPLC制备柱处理分离后得到化合物24(3mg)和化合物30(19mg)。同样，乙酸乙酯相经过硅胶柱柱层析分离得到17个组分。随后17个组分别分经过硅胶层析柱，Sephadex LH-20凝胶柱、C18色谱柱、MCI层析柱和HPLC制备柱处理分离后，从组分3中分离得到化合物23(6.8mg)、化合物31(82mg)和化合物36(5.6mg)；从组分5中分离得到化合物44(7.4mg)；从组分8中分离得到化合物37(1.9mg)；从组分9中分离得到化合物14(21mg)和化合物43(2.5mg)；从组分10中分离得到化合物1(2.57g)、化合物5(62mg)、化合物9(6mg)、化合物16(9mg)、化合物17(5mg)、化合物19(83mg)、化合物20(78mg)、化合物25(5.5mg)、化合物26(55mg)、化合物32(2mg)、化合物38(7mg)和化合物39(9mg)；从组分11中分离得到化合物6(10mg)、化合物7(5.5mg)、化合物10(25mg)、化合物18(8mg)、化合物35(18.5mg)、化合物41(4.5mg)、化合物42(2mg)和化合物45(19mg)：
其中，化合物18即为化合物I(YR-104)，金花茶酚(nitidissimol D)：
Figure BDA0002292922440000041
该化合物为黄色无定型粉末状，可溶于甲醇，电喷雾质谱如图1所示，ESI-MS,m/z622.93[M-H]-。结合氢谱、碳谱、DEPT谱初步推断此化合物的分子式为C31H28O14。碳谱中δ100.7，δ79.0，δ76.4，δ76.0，δ71.7，δ62.7一组信号峰，其中δ62.7为CH2信号峰，由此可以推断该化合物含有一个葡萄糖糖苷，δ100.7为葡萄糖的异头碳信号峰，对应的异头氢信号峰为δ5.72，通过计算耦合常数为8.0Hz。氢谱中，δ7.45和δ6.81处分别有一个积分面积为两个氢的二重峰，计算耦合常数均为8.6Hz，推测此处为一个对位取代的苯环。由氢谱中δ7.66和δ6.34处耦合常数为15.9Hz的二重峰和碳谱中δ147.1和δ115.3的CH信号峰可以推测反式烯烃的存在，再结合δ168.5处的羰基信号峰可以推测该化合物含有一个反式香豆酸结构单元。分析氢谱和碳谱中剩余的信号可以推测该化合物含有一个山奈酚结构。该化合物的氢谱中在δ3.83处有一个积分面积为三个氢的单峰，与碳谱中δ62.0处的甲基峰相对应，所以该化合物含有一个甲氧基。在氢谱中δ6.22处有一个积分面积为一个氢的单峰，说明山奈酚结构中A环上的另外一个氢被取代，也就是甲氧基连接的位置。分析HMBC可得，δ6.22处的氢信号与碳谱中δ129.2处的信号相关，所以甲氧基连接位置为山奈酚的8号位。此外，在碳谱中，该化合物与化合物17的6”碳的化学位移存在明显差异，说明两个化合物的香豆酸与葡萄糖的连接位点不同。所以综合分析该化合物的谱图数据以及和相关文献对比的结果可以推测该化合物为kaempferol8-methoxy-3-O-(3-O-trans-p-coumaroyl)-β-D-glucopyranoside。综上，该化合物是一新结构化合物，命名为金花茶酚(nitidissimol D)。其氢谱和碳谱具体归属如下：
1H-NMR(500MHz,CD3OD)δ:8.08(1H,d,J＝8.9Hz,H-2’,6’),7.66(1H,d,J＝15.9Hz,H-γ”’),7.45(2H,d,J＝8.6Hz,H-2”’,6”’),6.92(2H,d,J＝8.8Hz,H-3’,5’),6.81(2H,d,J＝8.5Hz,H-3”’,5”’),6.34(1H,d,J＝15.9Hz,H-β”’),6.22(1H,s,H-6),5.72(1H,d,J＝8.0Hz,H-1”),5.05(1H,dd,J＝9.6,8.1Hz,H-3”),3.83(3H,s,H-8-OCH3),3.80(1H,dd,J＝12.1,2.1Hz,H-6a”),3.64-3.57(3H,m,H-2”,5”,6b”),3.42(1H,m,H-4”).
13C-NMR(125MHz,CD3OD)δ:179.5(s,C-4),168.5(s,C-α”’),161.8(s,C-4’),161.4(s,C-4”’),158.8(s,C-7),158.3(s,C-5),158.3(s,C-2),150.5(s,C-9),147.1(d,C-γ”’),135.0(s,C-3),132.3(d,C-2’,6’),131.4(d,C-2”’,6”’),129.2(s,C-8),127.4(s,C-1”’),123.0(s,C-1’),117.0(d,C-3”’,5”’),116.5(d,C-3’,5’),115.3(d,C-β”’),105.9(s,C-10),100.7(d,C-1”),100.2(d,C-6),79.0(d,C-3”),,76.4(d,C-5”),76.0(d,C-2”),71.7(d,C-4”),62.7(t,C-6”),62.0(q,C-8-OCH3).
实施例2化合物与PIM1晶体活性口袋对接
(1)PIM1晶体结构的确定及预处理
在蛋白质数据库网站(http://www.rcsb.org/)上查找PIM1的三维晶体结构，通过对比各种晶体结构的解析度以及激酶功能序列的大小，选择合适的晶体结构用作PIM1抑制剂的筛选模型。然后通过薛定谔软件的Protein Preparation Wizard模块对蛋白进行处理和优化，如加氢、去除水分子等操作，再通过Autodock软件确定PIM1蛋白的活性口袋，用于后续化合物的分子对接，进行化合物的筛选。
(2)化合物3D结构确定
利用ChemDraw软件绘制化合物的二维结构，并以sdf的格式储存，再利用ChemBio3D软件将化合物的二维结构转换成三维结构，最后利用软件将化合物转化成柔性分子，用于后续的分子对接。
(3)计算机虚拟对接与评分
使用对接程序对化合物进行分子柔性对接，并依次利用自行编制的评分系统对化合物与PIM1的对接结果进行协同推荐评分，最后，对化合物进行分子动力学模拟，根据总评分，金花茶酚(YR-104)显示了较高的结合活性，其Binding energy(kcal/mol)为-12.7。结合图2所示，金花茶酚与PIM1酶活性口袋具有较好的结合活性。
实施例3化合物对PIM1酶学水平抑制作用
(1)酶促步骤；
依次用激酶缓冲液稀释待测化合物(YR-104、阳性药十字孢碱)、激酶、底物及ATP，以制备酶促步骤所需最终浓度为(2.5倍、5倍、5倍、5倍)的工作溶液。将待测物4μL、激酶、底物及ATP各2μL依次加入384孔板中(阴性对无化合物，加入4μL激酶缓冲液，空白对照无化合物和激酶，共加入6μL激酶缓冲液)，保证所加试剂全部加至板底，避免挂壁，反应体系为10μL。最后以薄膜封板(防止蒸发及灰尘)，室温孵育1h，每组均设置3复孔。
(2)终止步骤：
用检测缓冲液稀释Sa-XL665储备溶液(16.67μM)，以制备浓度为试验所需最终浓度4倍的工作溶液，按照1/50的比例稀释STK-抗体储备溶液，以获得工作溶液。待激酶反应结束后，依次加入5μL的Sa-XL665及5μL的STK-Antibody(含EDTA)，总反应体系为20μL，封板，室温终止反应1h。
(3)上机检测：
终止反应结束后，用酶标仪上机检测，分别检测620nm及665nm处的荧光度值，并计算665/620的比值。
(4)酶活抑制率计算：
根据反应原理，阴性对照组的酶促反应完全，即665/620的比值最大，而对于化合物组，比值越小说明酶促反应进行得越少，即酶活抑制越明显。空白对照孔读值最小，计算酶活抑制率时各组均要去除空白对照的影响。因此，酶活抑制率按照以下公式进行计算：
Figure BDA0002292922440000061
检测结果如图3所示，对化合物分别设置一系列浓度梯度(0.001μM、0.01μM、0.1μM、1μM、5μM、10μM、100μM)，考察其酶活抑制作用。结果表明化合物均呈浓度依赖性抑制PIM1激酶的活性，对PIM1的酶学水平IC50为：39.9±25.8nM。(阳性对照(十字孢碱)IC50为24.9nM)；结果表明金花茶酚具有较高的酶活抑制率，与阳性参照十字孢碱十分接近。

Claims (4)

1.如式I所示的化合物：
Figure FDA0002292922430000011
2.权利要求1所述的化合物在制备PIM1酶活性抑制剂中的应用。
3.权利要求1所述的化合物在制备靶向抑制PIM1的药物中的应用。
4.权利要求1所述的化合物在制备靶向抑制PIM1的抗肿瘤药物中的应用。
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