短叶黄杉中结构多样的萜类化合物及其对ACL和ACC1酶的双重抑制作用研究

本刊推荐：研究团队针对糖脂代谢紊乱（GLMDs）关键酶ACL和ACC1的抑制剂开发问题，开展了短叶黄杉萜类成分的系统性研究。成功分离出29个结构多样的萜类化合物（含6个新化合物），其中化合物4展现出对ACL（IC50=9.6 μmol·L?1）和ACC1（IC50=11.0 μmol·L?1）的双重抑制活性，分子对接分析揭示了其相互作用机制，为治疗ACL/ACC1相关疾病提供了新资源。

　　

在当今全球代谢性疾病高发的背景下，糖脂代谢紊乱（GLMDs）已成为威胁人类健康的重要问题。这类疾病的发生与发展与体内关键代谢酶的异常活性密切相关，其中ATP-柠檬酸裂解酶（ACL）和乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1）作为脂肪酸合成通路中的核心调控酶，被认为是治疗GLMDs的潜力靶点。然而，目前针对这两个靶点的抑制剂研发仍面临挑战，特别是高效低毒的双重抑制剂尤为稀缺。与此同时，自然界中的植物资源，尤其是那些尚未被充分研究的珍稀物种，可能蕴藏着结构新颖、活性独特的化合物宝库。

中国特有的"易危"针叶树种短叶黄杉（Pseudotsuga brevifolia）便是这样一个值得深入探索的资源。作为松科黄杉属植物，其化学成分与生物活性研究相对有限，但传统应用提示其可能具有药用潜力。开展对短叶黄杉的系统性化学成分研究，不仅能够揭示其化学多样性，更有可能发现新型ACL/ACC1抑制剂，为代谢性疾病的治疗提供新思路，同时促进对这一濒危树种的保护与可持续利用。

本研究采用现代天然产物化学研究方法，对采自中国的短叶黄杉枝条和针叶样品进行系统提取分离。研究人员首先使用90%甲醇水溶液对植物材料进行提取，继而用乙酸乙酯对提取物进行分段处理，获得乙酸乙酯溶性部位。通过多种色谱技术（包括正相硅胶柱色谱、反相柱色谱及高效液相色谱等）对该部位进行系统分离纯化，最终获得29个纯化合物。

在结构鉴定方面，研究团队综合运用了多种先进技术手段。通过高分辨率质谱（HRESIMS）确定化合物分子式；利用一维和二维核磁共振技术（包括¹H NMR、¹³C NMR、HSQC、HMBC、¹H-¹H COSY和NOESY等）解析化合物平面结构和相对构型；采用规范独立的原子轨道（GIAO）核磁共振计算方法结合DP4+概率分析技术确定化合物的绝对构型；对适合的化合物进行单晶X射线衍射分析，进一步确证其立体化学结构。

在活性评价方面，研究建立了ACL和ACC1酶活性抑制试验体系，检测所有分离化合物对这两个靶酶的抑制活性，并计算半数抑制浓度（IC₅₀）值。对活性显著的化合物，进一步通过分子对接模拟技术研究其与靶酶之间的相互作用模式，探讨构效关系。

化合物结构鉴定与特征

从短叶黄杉90%甲醇提取物的乙酸乙酯溶性部位中共分离鉴定出29个萜类化合物，包括6个新化合物，命名为brevifolins A-F（1-6）。化合物1-3为羊毛脂烷型三萜，其中化合物1在侧链上具有独特的24,25,26-三醇结构特征。化合物5和6为C-18羧基化的松香烷-松香烷型二萜二聚体，通过酯键连接而成。所有化合物的结构均通过综合波谱学方法得以完整表征，其中多个化合物的绝对构型通过GIAO NMR计算结合DP4+概率分析以及单晶X射线衍射分析得以确定。

ACL和ACC1抑制活性评价

活性筛选结果显示，多个化合物对ACL和/或ACC1表现出抑制活性。特别值得注意的是，化合物4展现出对ACL和ACC1的双重抑制活性，其IC₅₀值分别为9.6 μmol·L^?1和11.0 μmol·L^?1，表明该化合物能够同时抑制脂肪酸合成通路中的两个关键酶，具有潜在的协同治疗效应。

分子对接与相互作用机制

通过分子对接分析，研究了活性化合物4与ACL和ACC1酶的相互作用模式。结果显示，化合物4能够通过特定的氢键、疏水作用和空间互补等分子间作用力，与两个靶酶的活性口袋区域形成稳定结合，这为其双重抑制活性提供了结构基础，同时也为后续的结构优化和类似物的设计提供了重要参考。

化学分类学意义

研究中分离得到的各类萜类化合物为短叶黄杉的化学分类学提供了重要依据。这些次生代谢产物的结构特征不仅反映了该物种的生化特性，也为了解黄杉属植物的化学进化关系提供了有价值的信息。

本研究通过对易危植物短叶黄杉的系统化学成分研究，成功分离鉴定出29个萜类化合物，其中包括6个结构新颖的新化合物。活性研究发现化合物4对糖脂代谢紊乱的关键酶ACL和ACC1具有双重抑制活性，分子对接分析揭示了其与靶酶的作用机制。这些发现不仅丰富了天然萜类化合物的化学结构类型，也为开发治疗ACL/ACC1相关疾病的新型抑制剂提供了先导化合物。同时，研究结果凸显了短叶黄杉作为药用植物资源的开发价值，为这一易危树种的保护与可持续利用提供了科学依据，鼓励进一步开展相关保护生物学和药物化学研究。

该研究成果发表于《Chinese Journal of Natural Medicines》，展示了中国学者在天然药物研究领域的重要进展，体现了传统药用植物与现代药物发现相结合的研究策略在创新药物研发中的潜力。研究中所采用的综合波谱学分析、计算化学与生物活性评价相结合的研究方法，也为天然产物化学研究提供了可借鉴的技术路线。