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西沙海绵Theonella swinhoei的化学成分及其生物活性研究认领

作者：

李彦赟

学位授予单位：

上海交通大学

摘要：

海绵生物种类的多样性、代谢途径的独特性、生存环境的复杂性以及共生体的不确定性,决定了其能够产生大量结构新颖、生物活性广泛的次级代谢产物,这些次级代谢产物是创新药物先导化合物的重要来源。每年从海绵中发现的新化合数量大约占海洋天然产物总数的25%,其中不少化合物具有临床应用前景,多年来一直都是天然药物化学领域的研究热点,为新药开发提供了重要的物质基础和理论依据。隋氏蒂壳海绵（Theonella swinhoei）的次级代谢产物种类繁多、结构新颖、活性广泛,在海绵来源天然产物化学的研究中占有重要的位置。迄今为止,从该海绵中获得的化合物包括大环内酯、环肽、生物碱、甾体、糖酯等类型,多具有较强的抗炎、抗真菌、抗肿瘤、免疫调节等生物活性。我们课题组张红军博士于2009年对T.swinhoei海绵的化学成分进行了化学成分研究,发现该海绵中含有环肽、甾体、核苷等类型的化合物。基于此前期研究基础,为了进一步研究该海绵丰富多样的次级代谢产物,我们于2013年重新采集西沙海域的T.swinhoei海绵,本文对其进行了化学成分及其生物活性研究。本课题对采自中国南海永兴岛的隋氏蒂壳海绵T.swinhoei的化学成分及其生物活性等方面进行了研究,并根据实验结果对该海绵次级代谢产物的构效关系进行了初步讨论。运用溶剂分步萃取以及减压柱色谱、中压柱色谱、薄层色谱、凝胶柱色谱和高效液相色谱及液质联用等多种色谱分离与分析手段,从其石油醚和二氯甲烷萃取部位分离鉴定了共21个化合物,包括甾体类化合物15个,二萜类化合物2个,倍半萜类化合物1个,神经酰胺类化合物2个,生物碱类化合物1个。运用1H-NMR、13C-NMR、1H-1HCOSY、HSQC、HMBC、NOESY等波谱技术和HRESIMS,结合文献,确定它们的结构分别为:conicasterol L（1）,dehydroswinhosterol B（2）,conicasterol M（3）,conicasterol N（4）,5-(2-hydroxy-4-（2,6,6-trimethyl-3-oxocyclohex-1-en-1-yl）butan-2-yl)dihydrofuran-2（3H）-one（5）,conicasterol（6）,conicasterol G（7）,swinhosterol B（8）,swinhoeisterol A（9）,15-oxoconicasterol（10）,9α-15-oxoconicasterol（11）,conicasterol E（12）,conicasterol F（13）,cholest-7-ene-3β,5α,6β-triol（14）,ergosta-7,22-diene-3β,5α,6β-triol（15）,25-norcycloartane-3β,6α,16β,24-tetraol（16）,sinuflexibilin D（17）,14-deoxycrassin（18）,N-（2-phenylethyl）-（9Z）-tetradecanamide（19）,N-（2-phenylethyl）-tetradecanamide（20）,7,8-dimethyl-isoalloxazine（21）。其中5个化合物（1-5）为新化合物,7个化合物（14～20）为首次从隋氏蒂壳海绵中分离得到。在体外细胞毒活性试验中,化合物3,10,11显示较好的细胞毒活性,对人组织细胞淋巴瘤U937细胞的IC50值分别为8.8,2.0,3.2μM,对人肺癌PC9细胞的IC50值分别为6.9,9.7,1.6μM,化合物3,11对人乳腺癌MCF-7细胞的IC50值分别为5.4,5.2μM。初步构效关系表明8,14位双键结构及15位羰基的存在对化合物的细胞毒活性具有重要意义,尤其是α,β不饱和酮官能团的形成能够明显增强化合物的体外细胞毒活性。本课题对于中国西沙海绵T.swinhoei的次生代谢产物进行了研究,发现了新的4-亚甲基甾体类和倍半萜类化合物,丰富了隋氏蒂壳海绵次级代谢产物的化学多样性。其中4-亚甲基甾体的特征结构对于隋氏蒂壳海绵具有化学分类学意义,同时也显示了西沙特殊生境对海绵次级代谢产物的影响,充分体现了我国南海海绵次级代谢产物的化学多样性。活性研究表明,部分化合物显示出较强的细胞毒活性,本课题为研制新的高效低毒抗肿瘤药物提供了先导化合物,为海洋药物研发和海洋蓝色经济开发提供了理论依据。

摘要译文

关键词：

海绵; Theonella swinhoei; 次生代谢产物; 结构鉴定; 生物活性

学位年度：

2016

学位类型：

硕士

学科专业：

药学

导师：

林厚文

中图分类号：

R284.1[化学分析与鉴定]

学科分类号：

1005[中医学];100803[中药鉴定学];100804[中药化学];100805[中药分析学]