综述：稀有且未被充分研究的lobane型和prenyludesmane型二萜类化合物，主要来源于珊瑚，同时也存在于其他植物中——其生物合成机制与药理学研究前景

《Phytochemistry》：Rare and Underexplored Lobane- and Prenyleudesmane-Type Diterpenes Primarily from Corals with Additional Plant Sources—Biosynthesis and Pharmacological Perspectives

软珊瑚来源的lobane和prenyleudesmane型二萜类化合物研究系统综述，涵盖137种化合物的生物活性、结构多样性及合成策略，重点分析抗炎、抗癌和抗菌活性及其与结构特征的关系。

　　软珊瑚属于八放珊瑚亚纲，它们的特点是没有坚硬的骨骼，而是具有丰富的肉质组织。为了在高度竞争的珊瑚礁生态系统中生存，软珊瑚进化出多种化学防御机制。这些机制不仅帮助它们抵御天敌和环境压力，还赋予它们独特的次级代谢产物，这些产物被认为是发现和开发具有药用潜力的海洋天然产物（MNPs）的重要来源。

其中，lobanes（lobane型）是一类罕见的倍半萜类化合物，具有预酰化β-_elemene的碳骨架，并带有羟基、环氧基和羰基等官能团。lobanes的首次分离可以追溯到1978年，当时从海扇珊瑚*Eunicea fusca*中提取出该类化合物。除了海扇珊瑚，lobane型化合物也广泛存在于软珊瑚属*Lobophytum*和*Sinularia*中。这些属的软珊瑚在浅水近岸礁坪环境中特别常见，常常形成大规模的单一物种群落。这些化合物的结构多样性不仅反映了其来源的多样性，也为研究它们的生物活性提供了丰富的素材。

近年来，慢性炎症被世界卫生组织（WHO）列为全球最大的健康威胁之一。海洋天然产物因其独特的化学结构和多样性，成为发现和开发非甾体抗炎药（NSAIDs）的重要资源。此外，许多海洋来源的化合物表现出多种生物活性，包括抗癌和抗菌作用。一个显著的例子是trabectedin，这是一种被美国食品药品监督管理局（FDA）批准用于癌症治疗的海洋来源化合物，同时也显示出良好的抗炎潜力。鉴于海洋天然产物在药学领域的潜力，研究人员已经开发出系统的方法，用于对潜在抗炎化合物进行初步的体外筛选。这些方法通常包括评估诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和环氧化酶-2（COX-2）的表达抑制，以及对炎症细胞或组织中超氧阴离子生成和弹性蛋白酶分泌的抑制。

截至目前，尚无系统研究对这些化合物进行汇总。本文综述了从1978年到2025年6月期间报道的lobane型和prenyleudesmane型倍半萜类化合物，共分析了137个相关化合物（其中81个为lobane型，56个为prenyleudesmane型），详细介绍了它们的生物来源、结构特征、药理活性以及可能的生物合成途径。我们强调了这些代谢产物在结构上的多样性，并指出其与不同生物来源之间的联系。此外，我们还探讨了它们在药物开发中的潜力，特别是其生物活性和潜在的药用应用。最后，我们总结了从人工培养的软珊瑚中提取的天然产物的化学多样性，并评估了它们的潜在生物活性。

为了确保研究的全面性和准确性，我们对相关文献进行了广泛的检索，涵盖了PubMed、Scopus、Reaxys、SciFinder和Google Scholar等数据库。通过使用“lobane”、“prenyleudesmane”、“diterpenoids”和“fuscol”等关键词，我们筛选出54篇发表于1978年至2025年1月的文献。这些文献不仅包括对化合物的分离和鉴定研究，还涵盖了合成方法和生物合成机制的探讨。我们特别关注了那些涉及生物合成路径的研究，因为它们有助于理解这些化合物的生成过程及其在自然界中的分布规律。

在排除标准方面，我们排除了会议摘要、学位论文和非同行评审的文献。这些文献通常缺乏详细的实验数据和科学分析，因此不适合用于本综述的研究。此外，我们还排除了对同一化合物重复报道的文献，除非这些报道提供了新的化学分析或生物活性数据。通过严格的筛选，我们确保了所包含的研究具有足够的科学价值和研究深度。

关于lobane型和prenyleudesmane型倍半萜类化合物的生物合成途径，已有研究提出它们可能起源于一种重要的萜类合成中间体——牻牛儿牻牛儿基焦磷酸（GGPP）。GGPP在萜类化合物的生物合成中扮演着核心角色。该途径首先涉及GGPP的环化，形成预酰化牻牛儿烯，随后可能沿着两条不同的路径发展：一种是通过Cope重排生成lobane型骨架，另一种是通过酸催化环化生成prenyleudesmane型骨架。这一发现不仅揭示了这些化合物的生成机制，也为进一步研究它们的生物合成多样性提供了理论基础。

从自然来源来看，lobane型和prenyleudesmane型倍半萜类化合物主要来源于*Lobophytum*和*Sinularia*属的软珊瑚。值得注意的是，某些软珊瑚种类中同时存在lobane型和prenyleudesmane型化合物，例如*Lobophytum pauciflorum*、*Sinularia gyrosa*、*Sinularia polydactyla*和*Eunicea fusca*。这些发现表明，不同珊瑚种类可能通过不同的代谢途径生成这些化合物，从而丰富了其生物来源的多样性。此外，我们还观察到这些化合物在不同环境条件下的分布规律，为研究其生态适应性提供了新的视角。

在结构多样性方面，lobane型和prenyleudesmane型倍半萜类化合物表现出显著的差异。这些差异不仅体现在它们的化学结构上，还与它们的生物活性密切相关。通过广泛的文献调研，我们发现这些化合物具有多种生物活性，包括抗癌、抗炎和抗菌作用，以及对*Cladosporium cucumerinum*等病原微生物的毒性。这种结构与活性之间的关系为建立基于生物活性的分类策略提供了依据，有助于更高效地筛选和开发具有药用潜力的化合物。

结构-活性关系（SAR）分析进一步揭示了某些侧链结构与生物活性之间的联系。根据化合物的末端官能团，它们被分为六类：二烯类（如化合物1、7、43）、环氧类（如化合物3、10）、二醇类（如化合物2、28）、三醇类（如化合物4、5）、氧杂环类（如化合物6、9）以及其他类型（表2）。尽管初步的SAR趋势可以通过现有数据进行推测，但目前的证据仍较为有限，主要原因是研究的化合物数量较少，且实验条件和方法存在一定的差异。因此，未来的研究需要进一步扩大化合物样本量，并采用更标准化的实验方法，以更准确地揭示这些化合物的生物活性规律。

由于lobane型和prenyleudesmane型倍半萜类化合物在自然界的含量较低，且其生长环境复杂，因此化学合成在探索这些化合物的生物活性方面发挥着不可替代的作用。通过化学合成，研究人员可以更高效地获取这些化合物，并进行结构修饰以优化其药理活性。此外，化学合成还为研究这些化合物的生物合成机制提供了实验手段，有助于更深入地理解它们的生成过程和生物来源。因此，开发高效的合成路线对于推动这些化合物的药理研究具有重要意义。

综上所述，本文综述了lobane型和prenyleudesmane型倍半萜类化合物的生物来源、结构特征、药理活性以及可能的生物合成途径。这些化合物在结构和活性上表现出显著的多样性，为研究它们的药用潜力提供了丰富的素材。其中，抗炎活性是这些化合物的主要生物效应，这表明它们在治疗慢性炎症方面具有重要价值。此外，许多化合物还表现出抗癌和抗菌作用，为开发新型药物提供了新的方向。本文的研究不仅有助于理解这些化合物的生成机制，也为未来的药物开发提供了理论依据和实验指导。通过进一步的研究和探索，我们相信这些化合物将在医药领域发挥更大的作用。