从Jatropha heynei中分离出的Xylaria curta的化学特性分析及其生物活性；体外和计算机模拟研究方法

《Pharmacological Research - Natural Products》：Chemical profiling and biological activities of Xylaria curta isolated from Jatropha heynei; In vitro and in silico computational approaches

提取了印度神经营养大学和特姆库尔大学学者关于寄生真菌Xylaria curta的研究，发现其乙醚提取物对肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌等具有抗菌活性，MIC值为1.25 mg/mL；抗氧化实验显示IC50为291.28 μg/mL，电化学分析证实其自由基清除能力；细胞毒性实验表明对MCF-7乳腺癌细胞抑制率达93.07%。通过QTOF-HR LC-MS鉴定出 ketosantalic acid等化合物，分子对接显示militarinone C和hypercalin B与细菌酶5IUU、3IS7及凋亡蛋白1G5M结合亲和力较高。该研究为开发新型抗菌、抗氧化及抗癌药物提供了理论和实验依据。

　　本研究探讨了从植物 *Jatropha heynei* 中分离出的内生真菌 *Xylaria curta* 的乙酸乙酯提取物的化学组成及其生物活性。研究结果表明，该提取物具有显著的抗菌、抗氧化和抗肿瘤潜力，为进一步的药物开发提供了潜在的先导化合物。通过实验和计算机模拟相结合的方法，研究团队系统地分析了提取物的化学成分，并评估了其对多种病原微生物、自由基和癌细胞的抑制作用。这些发现不仅扩展了我们对内生真菌生物活性的认识，也为天然产物在医药领域的应用提供了新的思路。

内生真菌是一种寄生于植物组织内部的微生物，它们与宿主植物之间往往形成互利共生关系。这些真菌能够增强宿主植物对各种非生物和生物胁迫的耐受性。除了在生态系统中的作用，内生真菌也是次生代谢产物的重要生产者，这些代谢产物具有广泛的生物活性，包括抗癌、抗菌、抗氧化、抗糖尿病和免疫抑制等特性。有趣的是，一些代谢产物的结构与宿主植物自身产生的化合物相似，这表明内生真菌可能是获取有价值的植物化学物质的替代来源。内生真菌所占据的独特生态位促使其进化出专门的代谢途径，从而产生结构多样且新颖的化合物。这些化合物通常表现出强烈的药理活性，且不一定存在于宿主植物组织中，使得内生真菌成为药物发现的理想候选。

随着病原微生物对多种抗生素产生耐药性，发现新的抗菌剂已成为一项紧迫任务。近年来，许多内生真菌菌株已被证明对临床病原菌具有显著的抗菌活性，凸显了其作为新型抗生素来源的潜力。然而，导致这种活性的具体生物活性化合物仍然缺乏深入研究。与此同时，由活性氧（ROS）和自由基引起的氧化应激在多种慢性疾病的发生中扮演着重要角色，包括癌症、心血管疾病、糖尿病和神经退行性疾病。抗氧化剂通过中和ROS并防止分子氧化来减轻这种损伤。生物活性化合物的抗氧化潜力通常通过比色法（如DPPH）进行评估，而近年来电化学方法（如循环伏安法）也得到了广泛应用，为研究抗氧化活性提供了新的工具。

癌症仍然是全球范围内导致死亡的主要原因之一，对有效且安全的治疗方案的需求不断增长。尽管治疗手段有所进步，但现有疗法往往伴随着高毒性、耐药性和疗效有限的问题。由内生真菌衍生的天然产物（如紫杉醇、长春新碱）代表了抗癌药物发现的有前景方向。通过使用体外实验和高通量筛选平台对内生真菌衍生的代谢产物进行筛选，已经成功识别出对多种癌细胞系具有显著抗增殖效果的新型化合物。在药物发现的早期阶段，计算机模拟技术如分子对接、ADME（吸收、分布、代谢和排泄）预测以及药物相似性筛选已经加速了研究进程。这些计算工具有助于理解天然代谢产物与生物靶点之间的相互作用，并预测其药代动力学行为和治疗潜力。因此，本研究聚焦于从 *Jatropha heynei* 中分离内生真菌，并对分离出的具有潜力的菌株 *Xylaria curta* 的次生代谢产物进行提取和表征，评估其抗菌、抗氧化和抗肿瘤活性。此外，还进行了计算机模拟分析，以预测这些代谢产物的药物相似性，并评估其与靶蛋白的结合亲和力和相互作用，从而识别潜在的药物先导化合物。

在实验过程中，研究人员首先采集了 *Jatropha heynei* 的健康样本（根、叶和果实），并将其置于无菌且湿润的聚丙烯袋中，随后运输至实验室。为了确保样本的无菌性，样本依次经过过氧化氢（0.2%，2分钟）、乙醇（70%，2分钟）和次氯酸钠（0.3%，2分钟）的表面消毒处理。消毒效果通过将样本印在培养基上进行验证。经过表面消毒处理的样本进一步用于提取。为了获得 *Xylaria curta* 的代谢产物，研究人员使用了乙酸乙酯作为提取溶剂，对培养液进行分离和纯化。提取物经过旋转蒸发器浓缩，真空干燥后保存在5°C的环境中。通过这些步骤，研究人员成功获得了用于后续实验的粗提物。

为了评估该提取物的抗菌活性，研究人员采用琼脂孔洞扩散法对选定的临床和病原菌株进行测试。这些菌株包括革兰氏阳性菌（如 *Staphylococcus aureus* 和 *Enterococcus faecalis*）以及革兰氏阴性菌（如 *Escherichia coli*、*Pseudomonas aeruginosa* 和 *Klebsiella pneumoniae*），同时还测试了植物病原菌 *Pseudomonas syringae*。实验结果表明，该提取物对上述菌株均表现出一定的抑制作用，其中对 *Pseudomonas syringae* 的抑制圈直径为16.33 ± 1.15毫米，对 *Enterococcus faecalis* 的抑制圈直径为12.33 ± 0.57毫米，对 *Pseudomonas aeruginosa* 的抑制圈直径为14.23 ± 0.57毫米。这些数据表明，该提取物具有浓度依赖性的抗菌活性，即随着浓度的增加，其抗菌效果也相应增强。此外，该提取物的最低抑菌浓度（MIC）值为1.25毫克/毫升，表明其在较低浓度下即可有效抑制目标菌株的生长。

为了进一步评估该提取物的抗氧化活性，研究人员采用比色法和电化学方法进行分析。比色法方面，使用DPPH自由基清除实验，该方法能够测量抗氧化剂中和自由基的能力。实验中，将不同浓度的提取物（500、400、300、200、100和50微克/毫升）与DPPH溶液（100微摩尔/升，乙醇为溶剂）混合，并在暗处孵育30分钟。随后测量各浓度提取物在517纳米波长下的吸光度，以评估其自由基清除能力。结果显示，该提取物在500微克/毫升的高浓度下表现出71.43 ± 0.33%的自由基清除活性，其IC50值为291.28微克/毫升，表明其具有较强的抗氧化能力。电化学方法方面，采用循环伏安法分析提取物的电化学行为。该方法能够检测抗氧化剂在较低浓度下的反应特性，相较于比色法，其对检测灵敏度更高。实验中，将提取物稀释在磷酸缓冲液中，并在特定pH条件下进行测试。通过循环伏安法测定提取物的氧化峰电位，结果显示该提取物在阳极峰电位0.32伏处表现出积极的氧化峰，表明其能够通过供电子作用中和自由基。

在抗肿瘤活性方面，研究人员采用MTT比色法评估提取物对MCF-7人乳腺癌细胞系和A549人肺癌细胞系的细胞毒性。该方法通过测量线粒体脱氢酶的活性来评估细胞存活率。线粒体脱氢酶能够将黄色的MTT试剂还原为不溶性的紫色结晶，这些结晶随后被溶解并定量分析。形成的结晶量与活细胞数量成正比，因为这种还原反应仅发生在具有功能线粒体的代谢活跃细胞中。实验结果显示，该提取物对MCF-7细胞系表现出93.07 ± 0.00%的细胞毒性，其IC50值为55.74微克/毫升，表明其具有较强的抗肿瘤活性。此外，研究人员还对提取物的成分进行了进一步分析，以确定其可能的药理机制。

为了进一步了解提取物的化学组成，研究人员采用QTOF-HR LC-MS技术对乙酸乙酯提取物进行分析。该技术能够检测到46种化合物，其中29种在正离子模式下被检测到，17种在负离子模式下被检测到。这些化合物的识别基于其保留时间（tR）、分子质量和已知的生物活性。其中，正离子模式下的主要化合物包括酮萨塔利酸（tR=5.95）、军林酮C（tR=8.71）、梅隆苷K（tR=10.75）等。这些化合物可能具有不同的生物活性，需要进一步研究其具体作用机制。

此外，研究人员还采用了FTIR技术对提取物的化学结构进行分析。FTIR技术能够检测复杂混合物中的特定官能团，并支持对生物活性化合物的表征。通过FTIR光谱分析，研究人员发现该提取物在3424厘米?1处表现出宽泛的吸收带，这表明其可能含有醇类（O–H伸缩振动）和胺类（N–H伸缩振动）的官能团。此外，在2971.78厘米?1和2931.34厘米?1处的峰可能与碳氢键的伸缩振动有关。这些官能团的存在进一步支持了提取物具有抗氧化和抗菌活性的假设。

为了验证提取物的生物活性，研究人员还进行了计算机模拟分析，包括药物相似性预测和分子对接研究。这些计算工具能够预测小分子与生物靶点之间的结合亲和力和相互作用模式。在本研究中，研究人员选择了五种主要化合物（酮萨塔利酸、军林酮C、超钙林B、威慑罗尔和咪康azole）进行分子对接研究。其中，军林酮C和超钙林B表现出对细菌蛋白5IUU（来自 *Pseudomonas syringae* 的吲哚-3-乙醛脱氢酶）和3IS7（来自 *Pseudomonas aeruginosa* 的矿化Bfrb结构）较高的结合亲和力。另一方面，威慑罗尔和咪康azole则显示出与凋亡蛋白（1G5M）之间的显著相互作用。这些结果表明，该提取物中的某些化合物可能具有多种生物活性，包括抗菌、抗氧化和抗肿瘤作用。

在药物发现的早期阶段，计算机模拟技术如分子对接、ADME预测和药物相似性筛选已成为加速研究的重要手段。这些技术能够帮助研究人员理解天然代谢产物与生物靶点之间的相互作用，并预测其药代动力学行为和治疗潜力。因此，本研究不仅通过实验验证了提取物的生物活性，还通过计算机模拟进一步分析了其与目标蛋白的结合亲和力和相互作用模式。这些研究结果为未来的药物开发提供了重要的理论依据和实验数据。

综上所述，本研究揭示了从 *Jatropha heynei* 中分离出的内生真菌 *Xylaria curta* 含有多种具有潜在生物活性的代谢产物。通过实验和计算机模拟相结合的方法，研究人员验证了这些代谢产物的抗菌、抗氧化和抗肿瘤活性，并进一步分析了其可能的药理机制。这些发现不仅丰富了我们对内生真菌生物活性的理解，也为天然产物在药物开发中的应用提供了新的思路和研究方向。未来的研究可以进一步探索这些代谢产物的具体作用机制，并评估其在临床应用中的潜力。