西沙群岛软珊瑚Litophyton brassicum中新型C17-去异丙基降倍半萜和倍半萜的发现及其抗炎与抗菌活性研究

【字体: 时间:2025年06月28日 来源:Journal of Molecular Structure 4.0

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  本研究针对海洋天然产物开发需求,从西沙群岛软珊瑚Litophyton brassicum中分离出2种新型降倍半萜(litobrassins A-B)和7种新型倍半萜(litobrassins C-I),通过NMR、HRESIMS、QM-NMR和ECD计算解析了其罕见去异丙基骨架结构。研究发现部分化合物在10 μM浓度下可显著抑制LPS/IFN-γ诱导的RAW 264.7巨噬细胞中NO(>25%)和TNF-α产生,其中化合物3/8/9对6种致病菌展现46.0-210.5 μM的MIC值,为抗炎和抗菌药物研发提供了新候选分子。

  

海洋生物一直是天然活性化合物的重要来源,其中软珊瑚属Litophyton因其丰富的次级代谢产物而备受关注。尽管过去50年已从该属中发现近200种化合物,但具有特殊骨架和显著生物活性的分子仍属稀缺资源。特别是在抗炎和抗菌领域,现有药物面临耐药性和副作用等挑战,亟需开发结构新颖的先导化合物。西沙群岛独特海洋环境孕育的Litophyton brassicum软珊瑚,其化学成分与生物活性尚未充分挖掘。

为探索这一科学前沿,来自宁波大学等机构的研究人员对采自西沙群岛的Litophyton brassicum开展了系统研究。通过综合运用现代分离分析技术,团队成功鉴定了9种全新化合物,包括2个罕见的C17-去异丙基降倍半萜和7个结构多样的倍半萜。这些发现不仅丰富了海洋天然产物的结构类型,更通过细胞和微生物模型验证了其潜在的药用价值。相关成果发表在《Journal of Molecular Structure》上,为海洋药物研发提供了重要线索。

研究采用的关键技术包括:基于MPLC和HPLC的多级色谱分离技术;通过600 MHz核磁共振仪(NMR)结合量子力学计算(QM-NMR)的立体结构解析;高分辨电喷雾质谱(HRESIMS)确定分子式;以及电子圆二色谱(ECD)计算绝对构型。生物活性评价采用LPS/IFN-γ刺激的RAW 264.7巨噬细胞模型检测NO和TNF-α抑制率,并通过微量肉汤稀释法测定对6种病原菌的最小抑菌浓度(MIC)。

结果与讨论

  1. 新型化合物发现:分离获得litobrassins A-I共9个新化合物,其中litobrassin A(1)和B(2)具有罕见的14元环四烯骨架。QM-NMR计算显示1的C-8位为S构型,与ECD计算结果一致。

  2. 结构特征创新性:化合物1-2的去异丙基骨架在自然界极为罕见,此前仅见chabrolene等个别报道。这种结构简化可能影响其与生物靶点的相互作用模式。

  3. 抗炎活性突出:在10 μM浓度下,多个化合物对NO和TNF-α的抑制率超过25%,表明其可能通过调控NF-κB等炎症通路发挥作用。

  4. 广谱抗菌潜力:化合物3/8/9对金黄色葡萄球菌等6种病原菌表现出46.0-210.5 μM的MIC值,其抗菌机制可能与破坏细胞膜完整性有关。

结论与意义
该研究首次揭示了Litophyton brassicum中C17-去异丙基降倍半萜的化学多样性,拓展了海洋天然产物的结构类型谱。生物活性结果表明,这些化合物兼具抗炎和抗菌双重功效,其中litobrassin A(1)的特殊骨架为药物设计提供了新模板。研究建立的QM-NMR与ECD联用策略,为复杂天然产物绝对构型确定提供了方法学参考。从应用角度看,这些发现不仅为开发抗感染和抗炎药物提供了候选分子,更彰显了我国南海生物资源的开发价值。后续研究可聚焦于构效关系优化和具体作用靶点鉴定,推动海洋药物从发现到开发的转化。

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