非洲大叶桃花心木种子中新型柠檬苦素类化合物的发现及其抗菌活性与化学分类学意义

本研究针对非洲传统药用植物Khaya grandifoliola种子开展化学成分研究，分离鉴定出1个新型墨西哥烷型柠檬苦素(7)及19个已知化合物，通过NMR和HRESIMS技术完成结构解析。研究发现馏分D对大肠杆菌ATCC25922具有显著抗菌活性(MIC=31.25 μg/mL)，其中化合物proceranolide(1)展现出最佳抗菌效果。该研究为开发新型抗菌剂提供候选分子，同时从化学分类学角度证实柠檬苦素类是该属植物的特征性代谢物。

　　

在热带地区传统医学中，非洲大叶桃花心木(Khaya grandifoliola C.DC)被广泛用于治疗疟疾、溃疡和细菌感染等疾病，其疗效被认为与富含的柠檬苦素类化合物(limonoids)密切相关。这类三萜衍生物具有独特的四环骨架结构，展现出广谱生物活性，但该植物种子中的特异性成分及其抗菌机制尚未系统研究。随着抗生素耐药性危机加剧，从传统药用植物中发现新型抗菌分子成为解决耐药菌感染的重要途径。

德国比勒费尔德大学(YaBiNaPA项目组)的研究团队通过二氯甲烷/甲醇(CH₂Cl₂/MeOH)提取结合硅胶柱层析技术，从K. grandifoliola种子中分离获得20个化合物，包括1个结构新颖的墨西哥烷型柠檬苦素(7)。运用500/600 MHz核磁共振仪(NMR)完成1D/2D谱图解析，通过高分辨电喷雾质谱(HRESIMS)确定分子式。首次报道了2^α,3^β-二羟基墨西哥烷内酯(2)的完整NMR数据，并利用微量稀释法检测了提取物对5种致病菌(含3株革兰阴性菌和2株革兰阳性菌)的最小抑菌浓度(MIC)。

【主要技术方法】
研究采用溶剂梯度萃取获得粗提物，经硅胶柱层析分离纯化；通过比旋光度测定、NMR（含¹H-¹³C HSQC/HMBC相关谱）和HRESIMS联用技术解析结构；参照CLSI指南进行抗菌实验，以KB-3-1宫颈癌细胞系评估细胞毒性。

【研究结果】

1. 化合物鉴定：除新化合物7外，鉴定出19个已知柠檬苦素如proceranolide(1)、swietenolide(3)等，涵盖墨西哥烷型、桉叶烷型等结构亚型。
2. 抗菌活性：馏分D对大肠杆菌ATCC25922的MIC达31.25 μg/mL；单体化合物中1对同菌株表现出同等效力，显著优于临床常用抗生素。
3. 化学分类学：15个柠檬苦素的分离证实该类成分是Khaya属的特征性代谢物，支持该植物的传统分类地位。

【结论与意义】
该研究首次揭示K. grandifoliola种子中墨西哥烷型柠檬苦素的抗菌潜力，为开发抗革兰阴性菌药物提供先导化合物。从化学分类学角度，15个柠檬苦素的发现强化了该类成分作为楝科植物系统发育标记物的观点。特别值得注意的是，新化合物7的结构特征为柠檬苦素生物合成途径研究提供了新线索。虽然细胞毒性测试呈阴性，但其特异性抗菌机制值得深入探索，这对解决多重耐药菌感染问题具有重要价值。论文发表于《Biochemical Systematics and Ecology》，为天然药物研究与植物系统学交叉领域提供了典型案例。