CN110863021A - 一种细胞松弛素类化合物的制备方法和应用 - Google Patents
一种细胞松弛素类化合物的制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种细胞松弛素类化合物的制备方法和应用,属于药物化学技术领域。本发明中细胞松弛素类化合物是指细胞松弛素C和D,是通过广豆根内生真菌炭角菌GDGJ‑368接种在大米培养基中发酵,将发酵液通过硅胶柱层析分离得到,所述炭角菌GDGJ‑368的保藏号为CCTCC M2019951。本发明为细胞松弛素C和D的制备增添了一种新的制备方法,对于细胞松弛素类化合物的开发利用,具有积极意义。所得的细胞松弛素C和D对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、乙型溶血性链球菌和巨大芽孢杆菌具有抗菌活性,可以应用于制备抗菌药物。
Description
【技术领域】
本发明涉及药物化学技术领域,具体涉及一种细胞松弛素类化合物的制备方法和应用。
【背景技术】
细胞松弛素,又称为植物抗毒素,是氨基酸/聚酮的杂合体,是一类结构独特新颖,且具有非常好的抗菌、抑制HIV、病毒、抗肿瘤、植物毒性等活性天然活性化合物。细胞松弛素类化合物可以从真菌的代谢产物中分离获得,但是由于含量较低,得率较少,影响了该类化合物的开发应用。细胞松弛素C和D属于细胞松弛素类化合物,目前尚无获得该化合物的适宜的工业生产方法。真菌GDGJ-368为炭角属Xylaria sp.真菌,从槐属植物广豆根(Sophoratonkinensis)的叶中分离得到。通过真菌发酵,从GDGJ-368真菌的代谢产物中获得大量细胞松弛素C和D,对于细胞松弛素类化合物的开发利用,具有积极意义。
【发明内容】
本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种细胞松弛素类化合物的制备方法和应用,首次从通过工业生产的方法获得细胞松弛素C和D,对于细胞松弛素类化合物的开发利用,具有积极意义。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种细胞松弛素类化合物的制备方法,所述细胞松弛素类化合物为细胞松弛素C和细胞松弛素D,是通过广豆根内生真菌炭角菌GDGJ-368发酵得到,所述炭角菌GDGJ-368保藏在位于武汉大学中国典型培养物保藏中心(CCTCC),保藏号为CCTCC M2019951,保藏日期为2019年11月19日。细胞松弛素C和细胞松弛素D和的结构式分别为下式1和下式2:
本发明中,优选地,所述细胞松弛素类化合物是通过将炭角菌GDGJ-368接种在大米培养基中发酵,将发酵液通过硅胶柱层析分离得到的。
本发明中,优选地,细胞松弛素类化合物的制备方法具体包括以下步骤:
(1)配制种子培养基,将所述炭角菌GDGJ-368接种到PDA平板培养基,培养后得到种子培养基;
(2)将步骤(1)得到的种子培养基切割后接种至灭菌后的大米培养基中发酵,发酵培养得发酵物,而后将发酵物用有机溶剂浸泡提取,减压浓缩之后得到粗浸膏;
(3)步骤(2)得到的粗浸膏经过硅胶柱层析,以石油醚-乙酸乙酯进行梯度洗脱,所述石油醚-乙酸乙酯梯度范围为:10:0、9:1、7:3、5:5、3:7、0:10;合并7:3和5:5梯度洗脱得到的馏分,浓缩后经反相C18柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析,再进行重结晶,即得到细胞松弛素C和细胞松弛素D。
以上步骤中,优选地,所述PDA平板培养基主要由以下原料制成:土豆200g/L,葡萄糖20g/L,琼脂粉15~20g/L;培养条件为28℃恒温培养4-6天。
优选地,步骤(2)中所述的发酵条件为,在每个大米培养基中接种一块蚕豆大小的菌体,室温条件下静置培养25-50天;所述大米培养基中所含的组分包括:大米50-90g,蒸馏水120-150mL。
优选地,步骤(2)中所述的发酵物为固体,所述有机溶剂为乙酸乙酯,提取次数为1-5次,将每次的提取液合并后减压浓缩得到粗浸膏。
优选地,所述步骤(3)中,具体步骤还包括,合并7:3和5:5梯度洗脱得到的馏分,浓缩至干得固体B;将固体B拌样过硅胶柱,使用石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂以体积比为9:1、7:3、5:5、3:7、0:10梯度洗脱,收集石油醚-乙酸乙酯体积比7:3洗脱的部分,浓缩后,得到固体C;收集石油醚-乙酸乙酯体积比5:5洗脱的部分,浓缩后,得到固体D;
固体C使用反相C18柱纯化,用体积比7:3的甲醇-水洗脱并收集洗脱物,使用甲醇重结晶得到细胞松弛素C。
固体D使用反相C18柱纯化,用体积比7:3的甲醇-水洗脱并收集洗脱物,浓缩后通过凝胶色谱柱Sephadex LH-20纯化,洗脱剂为体积比1:1的二氯甲烷-甲醇溶液,得到细胞松弛素D。
实验证明,本发明制备所得细胞松弛素C和细胞松弛素D对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、乙型溶血性链球菌和巨大芽孢杆菌具有中等的抗菌活性,可以应用于制备抗菌药物。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、本发明首次利用槐属植物内生真菌炭角菌GDGJ-368(Xylaria sp.)菌株发酵生产得到细胞松弛素C和D,为细胞松弛素C和D的制备增添了一种新的制备方法,对于细胞松弛素类化合物的开发利用,具有积极意义。
2、在本发明所述的发酵条件下得到的发酵物中的细胞松弛素C的含量大于8%,细胞松弛素D的含量大于1%,细胞松弛素单体纯度可达98%以上。本发明所述的制备方法简便、制备得到的细胞松弛素C和D含量高,适合于工业化大生产。
3、本发明制备所得的细胞松弛素C和D对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、乙型溶血性链球菌和巨大芽孢杆菌具有抗菌活性,可以应用于制备抗菌药物。
【具体实施方式】
为了更清楚地表达本发明,以下通过具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明所述“广豆根内生真菌炭角菌GDGJ-368(Xylaria sp.)”是发明人采集自广西百色靖西市广豆根植物的叶部,分离纯化后,经形态学及分子生物学鉴定该菌株为炭角菌属;该菌种已保藏在位于中国武汉的武汉大学中国典型培养物保藏中心(CCTCC),保藏号为CCTCC M2019951,保藏日期为2019年11月19日。
实施例1
(1)种子培养基的配制:炭角菌GDGJ-368菌种以PDB-甘油培养基,-80℃保存。取炭角菌GDGJ-368(Xylaria sp.)菌种接种到PDA平板培养基上,在28℃培养箱中培养4天,得到种子培养基;PDA平板培养基主要由以下组成制成:土豆200g/L,葡萄糖20g/L,琼脂粉15g/L。
(2)发酵培养:将步骤(1)得到的种子培养基用接种环切割成蚕豆大小的菌体,接种至灭菌后的大米培养基中发酵,所述大米培养基中所含的组分包括:大米50g,蒸馏水120mL,采用容量为1000mL的锥形瓶,在每个大米培养基中接种一块蚕豆大小的菌体,室温条件下静置培养25天,发酵培养得固体状的发酵物,而后将发酵物用乙酸乙酯浸泡提取1次,将每次的提取液合并后减压浓缩得到粗浸膏;
(3)分离纯化:将步骤(2)得到的粗浸膏经过硅胶柱层析,以石油醚-乙酸乙酯进行梯度洗脱,所述石油醚-乙酸乙酯梯度范围为:10:0、9:1、7:3、5:5、3:7、0:10;合并7:3和5:5梯度洗脱得到的馏分,浓缩至干得固体B;
将固体B拌样过硅胶柱,使用石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂以体积比为9:1、7:3、5:5、3:7、0:10梯度洗脱,收集石油醚-乙酸乙酯体积比7:3洗脱的部分,浓缩后,得到固体C;收集石油醚-乙酸乙酯体积比5:5洗脱的部分,浓缩后,得到固体D;
固体C使用反相C18柱纯化,用体积比7:3的甲醇-水洗脱并收集洗脱物,使用甲醇重结晶得到细胞松弛素C。
固体D使用反相C18柱纯化,用体积比7:3的甲醇-水洗脱并收集洗脱物,浓缩后通过凝胶色谱柱Sephadex LH-20纯化,洗脱剂为体积比1:1的二氯甲烷-甲醇溶液,得到细胞松弛素D。
实施例2
(1)种子培养基的配制:炭角菌GDGJ-368菌种以PDB-甘油培养基,-80℃保存。取炭角菌GDGJ-368(Xylaria sp.)菌种接种到PDA平板培养基上,在28℃培养箱中培养4-6天,得到种子培养基;PDA平板培养基主要由以下组成制成:土豆200g/L,葡萄糖20g/L,琼脂粉20g/L。
(2)发酵培养:将步骤(1)得到的种子培养基用接种环切割成蚕豆大小的菌体,接种至灭菌后的大米培养基中发酵,所述大米培养基中所含的组分包括:大米90g,蒸馏水150mL,采用容量为1000mL的锥形瓶,在每个大米培养基中接种一块蚕豆大小的菌体,室温条件下静置培养50天,发酵培养得固体状的发酵物,而后将发酵物用乙酸乙酯浸泡提取5次,将每次的提取液合并后减压浓缩得到粗浸膏;
(3)分离纯化:将步骤(2)得到的粗浸膏经过硅胶柱层析,以石油醚-乙酸乙酯进行梯度洗脱,所述石油醚-乙酸乙酯梯度范围为:10:0、9:1、7:3、5:5、3:7、0:10;合并7:3和5:5梯度洗脱得到的馏分,浓缩至干得固体B;
将固体B拌样过硅胶柱,使用石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂以体积比为9:1、7:3、5:5、3:7、0:10梯度洗脱,收集石油醚-乙酸乙酯体积比7:3洗脱的部分,浓缩后,得到固体C;收集石油醚-乙酸乙酯体积比5:5洗脱的部分,浓缩后,得到固体D;
固体C使用反相C18柱纯化,用体积比7:3的甲醇-水洗脱并收集洗脱物,使用甲醇重结晶得到细胞松弛素C;
固体D使用反相C18柱纯化,用体积比7:3的甲醇-水洗脱并收集洗脱物,浓缩后通过凝胶色谱柱Sephadex LH-20纯化,洗脱剂为体积比1:1的二氯甲烷-甲醇溶液,得到细胞松弛素D。
实施例1和2中所用的培养基原料份量和提取次数稍有不同,最终均能得到细胞松弛素C和细胞松弛素D这两种化合物,只是在得率方法有些许差异,将实施例1和2所得的化合物进行质谱分析,相关的光谱数据信息和结构式如下:
细胞松弛素C:1H NMR(400MHz,DMSO-d6):8.13(s,1H,2-NH),7.32(t,J=7.3Hz,2H,H-3'/5'),7.24(t,J=7.3Hz,1H,H-4'),7.19(d,J=7.0Hz,2H,H-2'/6'),5.81(dd,J=15.8Hz,2.1Hz,1H,H-19),5.68(m,1H,H-21),5.57(dd,J=15.6Hz,10.1Hz,1H,H-13),5.16(dd,J=15.8Hz,2.3Hz,1H,H-20),5.07(ddd,J=5.1Hz,10.7Hz,15.6Hz,1H,H-14),4.96,(s,1H,18-OH),4.22(d,J=7.1Hz,1H,H-7),3.55(t,J=7.8Hz,1H,H-3),3.17(m,1H,H-4),2.94(dd,J=13.0Hz,4.8Hz,1H,H-15),2.75(m,2H,H-10),2.29(s,3H,H-25),2.27(m,1H,H-16),2.20(m,1H,H-8),1.91(dd,J=12.7Hz,4.8Hz,1H,H-15),1.50(s,3H,H-11),1.39(s,3H,H-12),1.05(d,J=6.8Hz,3H,H-22),0.92(s,3H,H-23)。13C-NMR(100MHz,DMSO-d6):174.0(C-1),59.7(C-3),49.0(C-4),125.4(C-5),131.5(C-6),67.9(C-7),48.4(C-8),52.5(C-9),41.4(C-10),14.3(C-11),16.5(C-12),131.1(C-13),133.2(C-14),38.0(C-15),43.6(C-16),209.8(C-17),77.6(C-18),131.8(C-19),126.6(C-20),74.9(C-21),19.3(C-22),24.6(C-23),170.3(C-24),20.6(C-25),137.7(C-1'),128.5(C-2'/6'),129.3(C-3'/5'),127.6(C-4')。根据上述数据,可以确定其为细胞松弛素C,结构式如下:
细胞松弛素D:1H-NMR(400MHz,DMSO-d6):8.04(s,1H,2-NH),7.30(t,J=7.3Hz,2H,H-3'/5'),7.22(t,J=7.3Hz,1H,H-4'),7.15(d,J=7.0Hz,2H,H-2'/6'),5.87(dd,J=15.9Hz,2.3Hz,1H,H-20),5.42(dd,J=15.5Hz,9.7Hz,1H,H-14),5.27(t,J=2.3Hz,1H,H-21),5.13(m,1H,H-19),5.07(m,1H,H-13),5.02(s,1H,H-12),4.92(s,1H,18-OH),4.80(s,1H,H-12),4.53(d,J=6.0Hz,1H,7-OH),3.57(dd,J=10.2Hz,6.0Hz,1H,H-7),3.10(m,1H,H-3),2.81(m,1H,H-10),2.75(m,1H,H-10),2.69(t,J=9.9Hz,1H,H-4),2.56(m,1H,H-16),2.48(m,1H,H-8),2.28(s,3H,21-OCOCH3 ),2.19(m,1H,H-15),1.99(m,1H,H-5),1.91(dd,J=12.7,4.7Hz,1H,H-15),1.38(s,3H,H-23),1.05(d,J=6.8Hz,3H,H-22),0.39(d,J=6.7Hz,3H,H-11)。13C-NMR(100MHz,DMSO-d6):173.6(C-1),52.5(C-3),46.1(C-4),47.5(C-5),150.7(C-6),70.2(C-7),31.6(C-8),53.1(C-9),41.5(C-10),12.8(C-11),111.5(C-12),131.6(C-13),130.8(C-14),37.9(C-15),43.7(C-16),210.0(C-17),77.5(C-18),127.0(C-19),132.2(C-20),76.4(C-21),19.3(C-22),24.6(C-23),170.0(21-OCOCH3),20.5(21-OCOCH3 ),137.1(C-1'),129.6(C-2'/6'),128.3(C-3'/5'),126.5(C-4')。根据上述数据,可以确定其为细胞松弛素D,结构式如下:
实施例3.抑菌效果试验
1、菌悬液的制备
在无菌操作台中,挑取大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、乙型溶血性链球菌和巨大芽孢杆菌这4种标准菌株少许,接种于牛肉膏蛋白胨培养基中,放置于37℃恒温水浴摇床中震荡培养18h。取18h培养的各菌株培养物,用牛肉膏蛋白胨培养基稀释1000倍得菌悬液用于实验。
2、供试液的制备
将本发明所得细胞松弛素C和细胞松弛素D经冷冻干燥,各提取物分别用二甲亚砜溶解,制备成1mg·mL-1的初始浓度,在超净工作台中用0.22μm(尼龙66)的微孔滤膜过滤备用。
3、二倍稀释法
对于每个受试样品分别取灭菌试管8支,第1管加入受试药液0.1mL,第2-8管中分别加入0.1mL培养基液,取供试液0.1mL加入第2管中,混匀后取0.1mL加入第3管中,依次稀释至第7管,第7管吸出0.1mL弃去,第8管不加药液作为对照。每管加入菌悬液0.9mL,使得1-8管的液体总量均为1mL,受试药液浓度分别为:100、50、25、12.5、6.25、3.125、1.56μg·mL-1。将试管放入恒温培养箱37℃培养24h后,取出试管观察细菌生长情况。如药液管混浊,表示细菌生长,供试药液无抑菌作用;如药液管清亮则表示细菌生长受抑制,其能抑制细菌生长的最大稀释度的药液,即为该样品的最小抑菌浓度(MIC)。
4、抑菌结果
细胞松弛素C和细胞松弛素D对4种常见细菌的抑菌活性测试结果见下表1。
表1细胞松弛素C和D对4种细菌的抑菌效果
从上表可以看出,细胞松弛素C和细胞松弛素D对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、乙型溶血性链球菌和巨大芽孢杆菌具有较好的抑制效果,可在医药领域开发作为抗菌药物。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明,但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围,凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更,均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (8)
1.一种细胞松弛素类化合物的制备方法,其特征在于:所述细胞松弛素类化合物为细胞松弛素C和细胞松弛素D,是通过广豆根内生真菌炭角菌GDGJ-368发酵得到,所述炭角菌GDGJ-368的保藏号为CCTCC M2019951。
2.根据权利要求1所述一种细胞松弛素类化合物的制备方法,其特征在于:所述细胞松弛素类化合物是通过将炭角菌GDGJ-368接种在大米培养基中发酵,将发酵液通过硅胶柱层析分离得到的。
3.根据权利要求1所述一种细胞松弛素类化合物的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
(1)配制种子培养基,将所述炭角菌GDGJ-368接种到PDA平板培养基,培养后得到种子培养基;
(2)将步骤(1)得到的种子培养基切割后接种至灭菌后的大米培养基中发酵,发酵培养得发酵物,而后将发酵物用有机溶剂浸泡提取,减压浓缩之后得到粗浸膏;
(3)步骤(2)得到的粗浸膏经过硅胶柱层析,以石油醚-乙酸乙酯进行梯度洗脱,所述石油醚-乙酸乙酯梯度范围为:10:0、9:1、7:3、5:5、3:7、0:10;合并7:3和5:5梯度洗脱得到的馏分,浓缩后经反相C18柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析,再进行重结晶,即得到细胞松弛素C和细胞松弛素D。
4.根据权利要求3所述一种细胞松弛素类化合物的制备方法,其特征在于:所述PDA平板培养基主要由以下原料制成:土豆200g/L,葡萄糖20g/L,琼脂粉15~20g/L;培养条件为28℃恒温培养4-6天。
5.根据权利要求3所述一种细胞松弛素类化合物的制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述的发酵条件为,在每个大米培养基中接种一块蚕豆大小的菌体,室温条件下静置培养25-50天;所述大米培养基中所含的组分包括:大米50-90g,蒸馏水120-150mL。
6.根据权利要求3所述一种细胞松弛素类化合物的制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述的发酵物为固体,所述有机溶剂为乙酸乙酯,提取次数为1-5次,将每次的提取液合并后减压浓缩得到粗浸膏。
7.根据权利要求3所述一种细胞松弛素类化合物的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中,具体步骤还包括,合并7:3和5:5梯度洗脱得到的馏分后,浓缩至干得固体B;
将固体B拌样过硅胶柱,使用石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂以体积比为9:1、7:3、5:5、3:7、0:10梯度洗脱,收集石油醚-乙酸乙酯体积比7:3洗脱的部分,浓缩后,得到固体C;收集石油醚-乙酸乙酯体积比5:5洗脱的部分,浓缩后,得到固体D;
固体C使用反相C18柱纯化,用体积比7:3的甲醇-水洗脱并收集洗脱物,使用甲醇重结晶得到细胞松弛素C。
固体D使用反相C18柱纯化,用体积比7:3的甲醇-水洗脱并收集洗脱物,浓缩后通过凝胶色谱柱Sephadex LH-20纯化,洗脱剂为体积比1:1的二氯甲烷-甲醇溶液,得到细胞松弛素D。
8.权利要求1-7中任一项制备所得的细胞松弛素类化合物的应用,其特征在于:是指所述细胞松弛素C和细胞松弛素D在制备抗菌药物中的应用。
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