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海洋生物碱研究进展1
那广水1 2，叶亮2，奚涛，姚子伟1
，
1.国家海洋环境监测中心，辽宁大连（116023） 2. 中国药科大学生命科学与技术学院，江苏南京（210009）
E-mail：gsna@https://www.doczj.com/doc/d914511152.html,
摘 要：本文概述了2000年以来海洋生物碱在抗肿瘤、抗菌、抗病毒等方面的研究进展，着重 介绍了近几年国内外海洋生物尤其是海绵和微生物中新发现的海洋生物碱及其生物学功能。 关键词：海洋生物碱，抗肿瘤，抗菌，抗病毒 生物碱是一类生物体中一种含氮化合物，它不仅存在于植物中，而且也存在于动物、微生 物和海洋生物中，人们已经发现很多的有活性的生物碱且用于抗肿瘤、抗菌、抗病毒等方面。 在许多疾病的治疗中，生物碱类药物已经受到人们的普遍关注。近些年来，海洋药物研究日益 受到专家学者关注。海洋蕴藏着丰富的药用生物资源，海洋生物由于生活在高盐、高压、低 温、缺氧等极端环境中，长期进化过程中形成了一些结构独特而又有显著药理作用的次级代谢 产物，其在抗病毒、抗炎和抗肿瘤等方面作用显著。 海洋生物碱作为海洋生物的一种次级代谢产物，同样具有以上的生物学活性，它们有很多 可能成为抗肿瘤、抗病毒和抗菌的药物先导化合物，有良好的药用前景。
1. 抗肿瘤生物碱
抗肿瘤是海洋生物碱的一个主要研究方向，其主要来自海绵，其次是海鞘、海洋微生物 等。 Aoki S等人[1]研究一种海绵中的五环胍类生物碱 crambescidin 800对慢性骨髓瘤细胞K562的 影响，发现它在细胞周期S期发挥作用，0.15-1μmol?ml-1时增加了 K562细胞血红素的量，当治 疗24小时时有p21蛋白表达，(p21蛋白是p53蛋白诱导的WAF1基因表达产物，与肿瘤增殖细胞 核抗原结合，阻抑DNA多聚酶delta的功能，从而抑制DNA复制；p21蛋白也抑制细胞周期素/细 胞周期素依赖性激酶的底物磷酸化，阻止细胞周期从G1到S期，是一种促进细胞凋亡的蛋白)， 在48小时表达量增加，而对p27蛋白表达水平无明显影响（p27蛋白是一种细胞周期蛋白依赖性 激酶抑制蛋白，在哺乳动物有丝分裂G1期转化到S期中起着重要调节作用，在恶性肿瘤中都存 在p27的降低）。 从Kuchinoerabu-jima岛附近捕获的海绵（Neopetrosia sp）中，Oku N等人提取出来一种新 的四氢异喹啉生物碱Renieramycin J，在86nmol?ml-1对3Y1细胞作用6小时发现细胞核萎缩或消 失，同时明显抑制伪足生长，当处理12小时时细胞界限模糊，细胞开始死亡，这种现象在用放 线菌素D（RNA合成抑制剂）和放线菌酮（蛋白质合成抑制剂）处理此细胞系时也观察到。另 外，Renieramycin J对宫颈癌细胞和P338癌细胞也有细胞毒作用[2]。 Warabi K等人从日本Nagashima岛采集的海绵（Dictyodendrilla verongiformis）中分离出5种 新的生物碱dictyodendrins A-E（图1），它们在50μg?ml-1时完全抑制端粒酶活性，这时首次从 海洋生物中提取的具有抑制端粒酶活性的天然产物，因为90％的癌症病人都表现为端粒酶活性
1
本课题得到国家极地科学战略研究基金（2006）的资助。 -1-
合成生物学研究进展及其风险 关正君魏伟徐靖 1合成生物学研究概况 合成生物学(synthetic biology)是在现代生物学和系统科学基础上发展起来的、融入工程学思想的多学科交叉研究领域。其包括了与人类自身和社会发展相关的研究方向和内容，为解答生命科学难题和人类可持续发展所面临的重大挑战提供了新的思路、策略和手段。2004年，合成生物学被美国麻省理工学院出版的Technology Review评为“将改变世界的十大新技术之一”。2010年12月，Nature杂志盘点出2010年12件重大科学事件，Science杂志评出的科学十大突破，合成生物学分别排名第4位和第2位。为此，世界各国纷纷制定合成生物学发展战略及规划，开展合成生物学研究，以抢占合成生物学研究和发展先机，促进了合成生物学基础研究和应用研究的快速发展。同时合成生物学的巨大应用潜力，还吸引了众多公司及企业参与到该领域的研究开发，推动着合成生物学产业化的进程。 合成生物学作为后基因组时代生命科学研究的新兴领域，其研究既是生命科学和生物技术在分子生物学和基因工程水平上的自然延伸，又是在系统生物学和基因组综合工程技术层次上的整合性发展。与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构造不同，合成生物学旨在将工程学的思想用于生物学研究中，以设计自然界中原本不存在的生物或对现有生物进行改造，使其能够处理信息、加工化合物、制造材料、生产能源、提供食物、处理污染等，从而增进人类的健康，改善生存的环境，以应对人类社会发展所面临的严峻挑战。 作为一个新的基础科学研究领域，合成生物学综合生物化学、生物物理和生物信息技术与知识，涵盖利用基因和基因组的基本要素及其组合，设计、改造、重建或制造生物分子、生物体部、生物反应系统、代谢途径与过程，乃至整个生物活动的细胞和生物个体。合成生物学使人们可以利用与物理学方法类似的模块构建和组装形成新的生命有机体，从而人工设计新的高效生命系统。中科院《2013年高技术发展报告》指出，DNA测序技术、DNA合成技术和计算机建模是支撑合成生物学发展的关键技术。近年来，大量物种的全基因组测序，为合成生物学家构建功能组件的底盘生物体系提供了丰富的遗传信息。快速、廉价的测序技术也促进了新的系统和物种的识别和解析。 2 合成生物学应用研究进展 2.1 合成生物学在医药工业领域的应用 2.1.1 天然药物合成生物学 天然药物合成生物学是在基因组学研究的基础上，对天然药物生物合成相关元器件进行发掘和表征，借助工程学原理对其进行设计和标准化，通过在底盘细胞中装配与集成，重建生物合成途径和代谢网络，从而实现药用活性成分定向、高效的异源合成，以解决天然药物
实验五苦参生物碱的提取分离与鉴定 苦参是豆科槐属植物苦参的干燥根，含有多种生物碱，总碱含量高达约1%，其中以苦参碱、氧化苦参碱含量最高。苦参碱可溶于水、乙醚、三氯甲烷、苯，难溶于石油醚。氧化苦参碱为白色柱状结晶，可溶于水、三氯甲烷、乙醇‘难溶于乙醚、石油醚。现代药理学研究表明，苦参中的生物碱具有消肿利尿、抗肿瘤和抗心律失常的作用。 一、实验目的 本实验通过从苦参中提取苦参生物碱，考察盐酸的浓度和渗漉速度对提取产率的影响 了解化学反应萃取分离在天然药物提取过程中的应用 掌握渗漉法和离子交换提取生物碱的原理、方法与工艺过程，并熟悉用柱层析法分离生物碱。 二、实验内容 （1）苦参总碱的提取。 ①将苦参粗粉用不同浓度的HCl溶液润湿后渗漉，收集渗漉液； ②将收集的渗漉液通过阳离子交换树脂柱，进行离子交换； ③洗脱并回流提取苦参总碱。 （2）分别用柱层析法和溶解度差异法分离氧化苦参碱。 三、实验时间 步骤所需时间/h 渗漉 2 离子交换 2 回流 5 柱层析（或溶解度差异法） 2.5
鉴定0.5 四、实验原理 1.提取与分离方法 利用苦参生物碱具有弱碱性，可与强酸结合成易溶于水的盐的性质，将总碱从药材中提取出来。结合动态连接提取工艺过程，实现生物碱充分溶出。然后，加碱碱化，即可得到苦参生物总碱。以苦参碱为例： 2. 工艺流程
五、实验材料与设备 1. 实验设备与仪器 层析柱，渗漉桶，烧杯，布氏漏斗，医用搪瓷盘，恒温水浴箱，层析槽，索氏提取器，研钵。 2.实验材料与试剂 苦参，强酸性阳离子树脂，层析用氧化铝，三氯甲烷，甲醇，浓氨水，乙醚，碘化铋钾，盐酸，氢氧化钠。 碘-碘化钾试剂，碘化汞钾试剂，碘化铋钾试剂，硅钨酸试剂。 六、实验步骤 1.反应提取步骤 （1）动态连续提取 ①取苦参粗粉200g加一定浓度的盐酸，拌匀，放置30min,使生药膨胀。 ②然后装入渗漉桶中，边加边压，层层加紧，全部装完后，药面压平，盖一层滤纸，滤纸上压一些洗净的玻璃塞。 ③加入一定浓度的HCl溶液经过药面，以4~5mL/min的速度渗漉，收集渗漉液至无明显的生物碱反应为止，收集渗漉液约2500mL。 （2）交换 ①将收集的渗漉液置于阳离子交换树脂进行交换，如交换液有为交换的生物碱时，仍可以继续交换，直至流出液无生物碱反应为止。 ②将树脂倾入烧杯中，用蒸馏水洗涤数次，除去杂质，于布氏漏斗中抽干，倒入唐磁盘中晾干。 （3）总生物碱的洗脱 ①将晾干的树脂，加浓氨水适量，搅匀，使湿润度适宜，树脂充分膨胀，盖好放置20min。 ②装入索氏提取器中，加三氯甲烷300mL在水浴上回流洗脱，提至尽生物碱为止。 ③回收三氯甲烷，得棕色粘稠物。 ④加无水丙酮适量，加热溶解，过滤，减压蒸干。 必要时重复此操作，以脱除粗生物碱中的水，再在无水丙酮中重结晶。2．氧化苦参的分离 （1）柱色谱法取100目色谱用氧化铝50g，用漏斗缓慢加入色谱柱内（1cm ×24cm，干法装柱），取苦参0.2g，加入适量氧化铝，搅匀，研细，装入色谱柱顶端，先用50ml三氯甲烷通过色谱柱，再用三氯甲烷-甲醇（9:1）洗脱，流速
angina frequency in patient s wit h severe chronic angina:a ran2 domized controlled t rial1J AMA,2004,291(3):309～3161 [4]Kantor PF,L ucien A,K ozak R,et al1The antianginal drug trime2 tazidine shift s cardiac energy metabolism from fatty acid oxida2 tion to glucose oxidation by inhibiting mitochondrial long-chain 3-ketoacyl coenzyme A t hiolase1Circ Res,2000,86(5):580～5881 [5]Marzilli M,Klein WW1Efficacy and tolerability of trimetazidine in stable angina:a meta-analysis of randomized,double-blind, controlled trials1Coron Artery Dis,2003,14(2):171～1791 [6]Lloyd S,Brocks C,Chat ham J C1Differential modulation of glu2 cose,lactate,and pyruvate oxidation by insulin and dichloroace2 tate in t he rat heart1Am J Physiol Heart Circ Physiol,2003,285 (1):H1631 [7]Schmitz FJ,Rosen P,Reinauer H1Improvement of myocardial function and metabolism in diabetic rat s by t he carnitine palmitoy Ⅰtransferase inhibitor Etomoxir1Horm Metab Res,1995,27 (12):515～5221 [8]Schmidt-Schweda S,Holubarsch C1First clinical trial wit h eto2 moxir in patient s wit h chronic congestive heart failure1Clin Sci (Lond),2000,99(1):27～351 [9]Kennedy J A,Unger SA,Horowitz J D1Inhibition of carnitine palmitoyltransferase-1in rat heart and liver by perhexiline and amiodarone1Biochem Pharmacol,1996,52(2):273～2801 [10]Stewart S,Voss DW,Nort hey DL,et al1Relationship between plasma perhexiline concentration and symptomatic status during short-term perhexiline t herapy1Ther Drug Monit,1996,18 (6):635～6391 [11]Hamdan M,Urien S,Le Louet H,et al1Inhibition of mitochon2 drial carnitine palmitoyltransferase-1by a trimetazidine deriva2 tive,S-151761Pharmacol Res,2001,44(2):99～1041 [12]Elimadi A,J ullien V,Tillement J P,et al1S-15176inhibit s mi2 tochondrial permeability transition via a mechanism independent of it s antioxidant properties1Eur J Pharmacol,2003,468(2):93～1011 [13]Kennedy J A,K iosoglous AJ,Murphy GA,et al1Effect of per2 hexiline and oxfenicine on myocardial function and metabolism during low-flow ischemia/reperfusion in t he isolated rat heart1Cardiovasc Pharmacol,2000,36(6):794～8011 [14]Peschechera A,Scalibastri M,Russo F,et al1Carnitine depletion in rat pups from mot hers given mildronate:A model of carnitine deficiency in late fetal and neonatal life1Life Sci,2005,77(24): 3078～30911 [15]Spaniol M,Brookl H,Auer L,et al1Development and character2 ization of an animal model of carnitine deficiency1Eur J Bio2 chem,2001,268(6):1876～18771 [16]Chumburidze V,K ikalishvili T,Sulashvili T1Definition of t hera2 peutic effect of mildronate in patient s wit h chronic heart fail2 ure1Georgian Med News,2005,5(5):25～291 苦参碱及其制剂的研究进展 杨海峰,张芬 (胜利石油管理局胜采医院,山东东营257051) 摘要:苦参碱具有抗炎、保肝利胆及免疫抑制等作用,在临床上得到广泛应用,本文就苦参碱的药理作用及其制剂的研究进展做简单综述。 关键词:苦参碱 药理作用 制剂 中图分类号:R28316 文献标识码:A 文章编号:1672-7738(2008)09-0551-03 R esearsh progress of matrine and its preparations YAN G Hai2feng,ZHAN G Fen (Shengcai Hospital of Shengli Petroleum Administration Bureau,Dongying257051) ABSTRACT:Matrine was used widely in clinical treatment1It has obvious effects on hepatic protective and choleretic effect, anti-inflammatory and immune suppression1This paper reviewed the progresss on pharmacological effect and preparation of matrine KE Y WOR DS:Matrine;pharmacological effect;preparation 随着中药现代研究的不断深入,发现中药中的很多活性成分对降低转氨酶、改善肝炎患者生活状况很有效果。苦参碱系从豆科槐属植物苦参或豆科植物广豆根中分离出来的生物碱。近年来,国内外在研究和应用苦参碱时,不断发现
苦豆子生物碱的研究进展 发表时间：2014-01-14T11:36:51.670Z 来源：《医药前沿》2013年11月第33期供稿作者：韩玉刚张浩 [导读] 此外，苦参碱还试用于治疗病毒性肝炎、病毒性心肌炎。 韩玉刚张浩（解放军第206医院临床药学科吉林通化 134000） 苦豆子（sophora alopecuroides L）是豆科槐属植物，别名苦豆根、苦甘草、西豆根、苦豆草、欧苦参等，我国西北省区及中亚细亚一带均有分布。药用根、根茎、全草及种子，味苦性寒，有清热解毒、祛风燥热、止痛杀虫等作用。近年来的研究发现，其还有抗癌、抗炎、抗菌的作用。关于化学成分的研究的研究已有报道，为了更好的开发利用该资源，我们对其种子中生物碱成分的研究和药理作用的研究。已有报道鉴定的生物碱有氧化苦参碱（oxymatrine OMT）、氧化槐果碱（oxysophocarpine OSC）、苦参碱（matrine MT）、槐果碱（sophocarpine SC）、槐定碱（sophoridine SRI）和槐胺碱（sophoramine SA）、莱曼碱（lehmannine LEH）、苦豆碱（aloperine ALC）。现将近几年苦豆子类生物碱在抗炎方面的资料进行综述如下。 杨志伟等发现苦参总碱、苦豆总碱具有明显而独特的抗柯萨基B3组病毒（CVB3）的作用，通过对（CVB3）与各个药物在37℃作用2小时，然后测定病毒的TCID50。结果提示苦参总碱和苦豆总碱能有效的抑制CVB3繁殖，两总碱主要效应可能是直接灭活游离病毒以及进入细胞内发挥抗病毒作用。而且具有免疫调节功能。此外，苦参碱还试用于治疗病毒性肝炎、病毒性心肌炎。 李凡等的研究发现苦豆碱对多种致炎剂所引起的急性炎症和Ⅲ，Ⅳ型变态反应有显著的抑制作用。从免疫的角度对其进行研究。苦豆碱有抑制巨噬细胞产生包细胞介毒1（IL-2）的作用（p<0.01），并能直接抑制小鼠脾细胞增殖反应，同时能抑制脾细胞对豆蛋白A（CorA）诱导的T细胞增殖反应（p<0.01），对多种致炎剂诱发的动物炎症有拮抗作用。魏立民等指出氧化苦参碱对大鼠急性胰腺炎具有良好的治疗效果，其机制可能与其抑制料性细胞因素的产生有关，有学者的系列报道提出，苦参碱是一种新的有希望的眼炎药物，能够对抗晶状体蛋白诱发的家兔虹膜炎、睫状体炎，但是它不通过影响花生四烯酸链，而可能是一种全新的抗炎机制，何丽华等在临床采用苦参碱制成阴道栓剂治疗慢性宫颈炎。有效率达95.9%，治愈率为49.78%，治疗宫颈糜烂有效率为97.33%，并无腹痛、出血、感染、复发等副作用，可弥补物理治疗的不足。另外它对滴虫性阴道炎、霉菌性阴道炎等亦有一定的治疗作用。氧化苦参碱iv和im治疗各型湿疹皮炎，取得明显效果，有效率为84.8%，氧化苦参碱对大鼠变异性接触性皮炎具有一定的疗效。苦豆子碱片（每片重0sg，含生物碱30mg）通过临床证明可治疗细菌性痢疾、肠炎。 黄秀梅等对四种苦豆子生物碱抗炎的考察，通过用LPS刺激体外培养的小鼠腹腔巨噬细胞，使之剂理依赖性地产生肿瘤坏死因子，观察对巨噬细胞产生肿瘤坏死因子的影响。结果这四种苦参碱、氧化苦参碱、槐定碱和槐果碱都能显著抑制小鼠腹腔巨噬细胞有LPS诱导产生地TNFa，并有明显地剂量反应关系，进一步证实了此类生物碱的抗炎作用与其直接抑制TNFa的分泌有关。 给大鼠灌胃苦豆碱可明显抑制组胺、PGE25-HT和角叉莱胶引起的组肿胀，苦豆碱还能抑制霉菌素引起的足肿胀，对大鼠PCA反应、Arthus反应、可逆性被动Arthus反应以及结核菌素引起的大鼠迟发型皮肤超敏反应也有显著抑制作用，并能抑制组胺引起的毛细血管通透性增加和白细胞游走于体外，对红细胞膜也有明显稳定作用。以上表明，苦豆碱抗炎与免疫抑制作用主要与其抑制白细胞游走，稳定溶酶体膜，抑制PG、组胺等炎症介质的合成释放有关。 甘乐文等的氧化苦参碱对大鼠肝纤维化的影响的研究发现苦参碱能显著减轻大鼠肝细胞变形坏死和纤维组织增生，降低升高的ALT、HA。氧化苦参碱对四氯化碳引起的小鼠肝损伤、氨基个乳糖所致小鼠肝损伤有保护作用、可抑制肝组织内炎症活动度，下调血清TNFa水平，且在大剂量治疗组抑制的效果更好，下调幅度更大。 陈伟忠等对苦参碱对大鼠试验性肝纤维化的影响研究发现降低乐血清中ALT，降低血清HA的含量。降低Hyp的含量，能显著减少大鼠肝细胞变性坏死和纤维组织增生。病理结果显示治疗肝细胞变性坏死较模型组轻，结缔组织形成减少，说明苦参碱有抗纤维化作用，推测苦参碱可能通过保护肝细胞，抑制单核-巨噬细胞、枯否细胞分泌细胞因子而达到防治肝纤维化的作用。 苦豆子生物碱在抗炎，抗过敏有着很好的疗效，特别是在肝炎，肝硬化这些疑难杂症，博尔泰力就是用苦豆子生物碱做的制剂，治疗肝炎效果显著，得开发。豆子生物碱在妇科炎症也有广阔天地。为了更好的开发中药的苦豆子，对苦豆子生物碱的药理作用考察是很重要的。特别是抗病毒方面，有待于基础研究和临床应用进一步密切合作。 参考文献 [1].杨志伟，周娅，曹秀琴等。苦豆总碱、苦参总碱体外抗柯萨B3病毒的作用，宁夏医学杂志，2002,24（12）：707-710. [2].魏立民，张兴荣，马述春等。生长抑素及氧化苦参碱治疗大鼠急性胰腺炎的试验研究。第二军医大学学报，1999,20（9）：633-635. [3].黄秀梅，李波，沈连忠等。四种苦豆子生物碱对巨噬细胞产生肿瘤坏死因子a的影响。中药药理与临床，2001,17（3）：12-14. [4].韩春雷，陈学荣，马俊江等。氧化苦参碱对大鼠变应性接触性皮炎药效学作用。北京医科大学学报，1996.28（1）：59-61. [5].何丽华，刘世连，杨丽楠等。中药苦豆子治疗宫颈糜烂75例。中国民间疗法，2000,8,（10）：32. [6].彭建华，于华等。博尔泰力治疗慢性乙型肝炎的临床疗效观察。中国城乡企业卫生，2001,6,（3）：30. [7].陈伟忠，张俊平，许青等。苦参碱对大鼠实验性肝纤维化的影响。第二军医大学学报，1996,17（5）：424-426. [8].周清荣，张园梅，申悦平等。苦参素治疗慢性乙型肝炎32例。中西医结合肝病杂志，2003,13（3）：174-176. [9].李凡，石艳春，黄红兰等。苦豆碱对小鼠免疫细胞功能的影响。白求恩医科大学学报，1997,23（6）：603-605. [10].甘乐文，王国俊，李玉莉等。氧化苦参碱对大鼠肝纤维化的影响。第二军医大学学报，1999120（7）：445-448.
第３２卷第２期２０１３年４月 中国海洋药物 ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＭＡＲＩＮＥ ＤＲＵＧＳ Ｖｏｌ．３２ Ｎｏ．２ Ａｐｒｉｌ，２０１３ Ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉｎｅ类生物碱的研究进展△＊ 汤枝鹏，朱天骄，顾谦群，李德海＊ （海洋药物教育部重点实验室，中国海洋大学医药学院，山东青岛２６６００３） 摘 要：Ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉｎｅ是由真菌生产的一类结构复杂生物碱化合物，这类化合物来源于组氨酸和色氨酸，包含由吲哚吡咯二酮哌嗪骈合而成的四环母核，吲哚环的３位有异戊烯基取代，咪唑基通过单双键与四环母核相连。此类化合物具有抗革兰氏阳性细菌和抗肿瘤活性。本文主要从化合物的发现，生物活性，生物合成途径以及化学合成这几个方面对这类化合物的研究作全面的回顾。 关键词：Ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉｎｅ；次级代谢产物；真菌 中图分类号：Ｒ９３１．６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－３４６１（２０１３）０２－０７６－０９ 真菌次级代谢产物是天然产物非常重要的来源之一，它们具有丰富的结构类型和良好的生物活性，如抗菌，免疫抑制，促进生长等，是药物先导化合物的重要来源；同时某些次级代谢产物会对人和动物的健康造成损害，被称为真菌毒素［１］。Ｒｏｑｕｅｆｏｒ－ｔｉｎｅ类生物碱都是从来源于各种环境下的真菌中分离得到的，ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉｎｅ Ｃ在高浓度时具有神经毒性，是１种常见的真菌毒素。该类化合物的结构特征是包含由吲哚吡咯二酮哌嗪骈合而成的四环母核，吲哚环的３位有异戊烯基取代，咪唑基通过单键或双键与四环母核相连。其复杂的结构特征引起了化学家的广泛兴趣，对于化合物的化学合成和生物合成研究工作正在广泛开展。 １ Ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉｎｅ类化合物的发现 Ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉｎｅ Ｃ（１）是第一个被分离得到具有吲哚吡咯二酮哌嗪骈合而成的四环母核结构的ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉｎｅ类化合物。１９７５年日本的Ｏｈｍｏｍｏ等人在１株Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉ中分离得到３个生物碱类化合物，分别命名ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉｎｅ Ａ－Ｃ。其中只有ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉｎｅ Ｃ的结构符合本文论述的结构类型。１９７６年法国的Ｓｃｏｔｔ等人在１株青霉中再次分到了化合物（１），并阐明了其化学结构，至此以后ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉｎｅ Ｃ多次被不同的课题组重 复分离［２－５］。１９７８年Ｏｈｍｏｎｏ再次从上述真菌中分离得到了化合物（２）［６］，它是化合物（１）的３位和１２位双键被还原的产物，被认为是ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉ－ｎｅ Ｃ生物合成的前体。１９９４年Ｍｕｓｕｋ等从来源于木薯的１株Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ｖｅｒｒｕｃｏｓｕｍ ｖａｒ．ｃｙ－ｃｌｏｐｉｕｍ中分离得到化合物（３），它是化合物（１）６位Ｎ的甲醛基取代物［７］。化合物（４）是Ｋｏ－ｚｌｏｖｓｋｙ等于１９９６年分离得到的，它是化合物（１）１４位Ｎ的乙基化衍生物［８］。２００３年Ｋｏｚｌｏｖｓｋｙ等从来源于俄罗斯冻土的Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ａｕｒｅｏｖｉ－ｒｅｎｓ中分离到了化合物（５），它是化合物（２）１６Ｎ的羧乙基衍生物［９］。化合物（６）是２００５年由ＢｅｎＣｌａｒｋ等人从澳大利亚土壤中的Ｇｙｍｎｏａｓｃｕｓｒｅｅｓｓｉｉ中分离得到，它是该类化合物中唯一从非青霉属的真菌中分离得到的天然产物［１０］，它是化合物（１）１７位Ｃ上发生异戊烯基化的产物。２００９年Ｄｕ等从１株深海来源的青霉属真菌Ｆ２３－２中分离得到了４个化合物（７～１０）［１１－１２］，其中１６位Ｎ上来源于乙酸甲羟戊酸途径的侧链取代以及１１ａ位的甲氧基取代都是首次报道，也是首次从深海来源样品中发现该类化合物。化合物（１１）不是天然产物，而是化合物１在酸碱作用或紫外线照射的条件下发生双键异构化生成，其双键构型是Ｚ式［１３］。 ＊△基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（２０１００１３２１２００２６）；山东省优秀中青年科学家科研奖励基金计划（ＢＳ２０１０ＨＺ０２７）； 中国海洋大学“青年英才工程”科研支持经费资助 作者简介：汤枝鹏（１９８７－），男，硕士研究生，主要从事海洋微生物活性次级代谢产物研究。 ＊通讯作者：李德海，男，副教授Ｔｅｌ．：００８６－５３２－８２０３１６１９；ｆａｘ：００８６－５３２－８２０３３０５４；Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｅｈａｉｌｉ＠ｏｕｃ．ｅｄｕ．ｃｎ 收稿日期：２０１２－０９－１８ DOI:10.13400/https://www.doczj.com/doc/d914511152.html,ki.cjmd.2013.02.013
微生物药物合成生物学研究进展 武临专, 洪斌* (中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所, 卫生部抗生素生物工程重点实验室, 北京100050) 摘要: 微生物次级代谢产物结构复杂多样, 具有抗细菌、抗真菌、抗肿瘤、抗病毒和免疫抑制等多种生物活性, 是微生物药物开发的源泉。当前, 微生物药物研究面临一些挑战: 快速发现结构新颖、生物活性突出的化合物; 理性化提高产生菌的发酵效价; 以及以微生物为新宿主, 实现一些重要天然药物的工业生产。合成生物学是在系统生物学和代谢工程等基础上发展起来的一门学科。本文对合成生物学在发现微生物新次级代谢产物、提高现有微生物药物合成水平和创制微生物次级代谢产物方面的研究进展进行了阐述。 关键词: 微生物药物; 合成生物学; 次级代谢产物; 生物合成 中图分类号: Q939.9; Q81; R914.5 文献标识码:A 文章编号: 0513-4870 (2013) 02-0155-06 Synthetic biology toward microbial secondary metabolites and pharmaceuticals WU Lin-zhuan, HONG Bin* (Key Laboratory of Biotechnology of Antibiotics of Ministry of Health, Institute of Medicinal Biotechnology, Peking Union Medical College and Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100050, China) Abstract: Microbial secondary metabolites are one of the major sources of anti-bacterial, anti-fungal, anti- tumor, anti-virus and immunosuppressive agents for clinical use. Present challenges in microbial pharmaceutical development are the discovery of novel secondary metabolites with significant biological activities, improving the fermentation titers of industrial microbial strains, and production of natural product drugs by re-establishing their biosynthetic pathways in suitable microbial hosts. Synthetic biology, which is developed from systematic biology and metabolic engineering, provides a significant driving force for microbial pharmaceutical development. The review describes the major applications of synthetic biology in novel microbial secondary metabolite discovery, improved production of known secondary metabolites and the production of some natural drugs in genetically modified or reconstructed model microorganisms. Key words: microbial pharmaceuticals; synthetic biology; secondary metabolites; biosynthesis 来源于微生物的药物称为微生物药物(microbial medicine, microbial pharmaceuticals), 主要包括来源于微生物(特别是放线菌和真菌) 次级代谢产物的药物。 收稿日期: 2012-09-25; 修回日期: 2012-11-01. 基金项目: 国家“重大新药创制”科技重大专项资助项目(2012ZX09301002-001-016); 国家自然科学基金资助项目 (31170042, 81172964). *通讯作者 Tel: 86-10-63028003, E-mail: binhong69@https://www.doczj.com/doc/d914511152.html,, hongbin@https://www.doczj.com/doc/d914511152.html, 微生物药物例如抗生素, 在控制感染、免疫调节和治疗癌症等方面发挥了重要作用。目前, 已经从放线菌和真菌中发现了2万多种具有生物活性的次级代谢产物, 其中百余种成为微生物药物。随着对放线菌和真菌的持续开发利用, 直接从放线菌和真菌研制微生物新药难度越来越大, 主要原因在于: ①化合物排重难度很大(从微生物已经发现了25 000多种化合物); ②新微生物资源的分离培养工作没有突破性进展, 获得大量的、具有产生新次级代谢产物能 ·专题报道·
苦参的药理活性研究进展 【关键词】苦参 苦参(Sophoraflavescens Ait)为豆科槐属植物,是我国历史悠久的传统药物之一,其性味苦寒,归心、肝、肾、大肠、膀胱经,具有清热燥湿,祛风杀虫,利尿的功能。用于热痢、便血、黄疸、尿闭、赤白带下、阴痒、湿疹、湿疮、皮 肤搔痒、疥疮麻风、外治滴虫性阴道炎。其主要成分为苦参碱matrine,氧化苦参碱oxymatrine等多种生物碱类成分,苦参醇kurarinol、苦参丁醇kuraridinol 等多种黄酮类成分,另含氨基酸类,挥发油类,糖类,有机酸类,内酯类成分等。近几年,对苦参化学成分和生物活性的研究不断深入,现将国内外对苦参药理活性 的研究现状综述如下。 1 抗肿瘤活性 肿瘤的发生和发展不仅是肿瘤细胞增殖和分化异常所致,而且还是肿瘤细胞异常凋亡的结果。因此,抑制肿瘤细胞增殖,诱导肿瘤细胞分化和凋亡,对临床治疗肿瘤有一定的指导意义。近几年的研究表明,苦参对恶性葡萄胎、绒癌、子宫癌、埃氏腹水瘤和淋巴内癌细胞都有不同程度的抑制和消灭作用,苦参碱对肿瘤细胞具有选择性杀伤作用,还能通过改变细胞核酸的分子序列,抑制肿瘤的生长,而且这种影响是广泛的、多部位的。研究表明,用苦参碱治疗各种晚期癌肿,能减轻症状,延长存活期,且不破坏正常白细胞的产生,甚至能升高白细胞,提高机体抵抗力,这是许多治疗药物难以达到的。对苦参碱在抗肿瘤机制方面的研究 概括起来其抗肿瘤活性主要表现在以下几个方面。 抑制肿瘤细胞增殖苦参碱能有效抑制人肝癌细胞株HepG2的增殖。MTT试验显示,苦参碱对HepG2抑制作用有时间剂量依赖性。随着作用时间 延长和药物浓度的增加,HepG2细胞存活率明显降低,细胞DNA合成亦相应降低。病理学研究表明,苦参碱可抑制肝癌HepG2细胞的增殖,并具有直接杀伤作用。其作用机制是苦参碱抑制部分肿瘤细胞从G期进入S期,从而抑制其增殖。 诱导肿瘤细胞分化和凋亡苦参碱不仅能抑制细胞增殖并促进其 良性分化,还能诱导肿瘤细胞的凋亡。研究表明,苦参碱对K562细胞的分化作用随浓度的增加而增加,一定浓度的苦参碱对K562细胞具有一定的诱导分化效应,这一结果为临床探索中药非杀伤性治疗白血病打下了良好的基础。曾晖等人研究发现,苦参碱具有诱导人胃癌细胞凋亡的作用。/mL苦参碱作用于胃癌细胞株48h,光镜下可见大量的凋亡细胞,随着作用时间的延长,
Harman等β-咔啉系列抗菌衍生物的设计合成及其作用机制 β-咔啉类化合物是具有广泛生物活性的一类生物碱,且目前已有9种含β-咔啉骨架的药物上市。本论文基于三个具潜在抗菌活性的天然β-咔啉harman、canthin-6-one和eudistomin U,结合课题组前期研究基础及已知的构效关系,利用药效团拼接技术及分子对接等手段进行药物设计。 全文共合成了四个系列126个化合物,含新分子102个,且均经NMR和HRMS 等确证结构。经离体、活体及理论计算研究,得到了13个抗菌活性先导化合物（MIC<10μg/mL）,并进一步研究了其抗菌机制。 主要的研究结果如下:1.设计合成了41个harman类似物,含新的harman季铵盐分子33个。评价了其对4种革兰氏阳性菌和2种革兰氏阴性菌的抗菌活性并总结了构效关系,即C6位甲氧基取代和N2位对三氟甲基苄基取代活性最强。 筛选得到的7个活性先导化合物B4f、B4i、B4l、B4u、B4w、B4x和B5c具有低细胞毒性、好的热稳定性和“类药性”。其中B4x的抗菌活性最强,对MRSA 的活性（MIC=4μg/mL）是阳性对照氨苄西林钠的4倍。 SEM和分子对接研究表明该类化合物可能通过破坏细菌细胞壁、细胞膜和DNA促旋酶功能等发挥抗菌作用。同时,81.3%的活体预防效果证实了harman季铵盐类化合物成为新型农用杀菌剂先导物的潜力。 2.设计合成了C2或C5位修饰和D环替换的canthin-6-one类似物31个,评价了其对4种革兰氏阳性菌和2种革兰氏阴性菌的抗菌活性并总结了构效关系。筛选得到的先导化合物C28表现出了高活性、低细胞毒性和好的“类药性”。
苦参中的化学成分以及药理作用的研究进展 摘要：本文通过对近年来研究关于苦参的化学成分，及其药理作用的文献进行查阅和整理，并对其进行了综述。 关键词：苦参；化学成分；药理作用 Research Process on the Chemical Compounds and Pharmacology of Sophora Flavescens Abstract:This article review and consolidation the literature of research on the chemical composition of sophora, and its pharmacological effects in recent years, then summarise them into a paper. Key words: Sophora； chemical composition； pharmacological effects 前言 苦参是常用中药之一，始载于《神农本草经》，列为中品。别名苦骨、川参、草槐、地槐等。为豆科植物槐属苦参（Sophora flavescens A it.）的干燥根。苦参为落叶半灌木，高 1.5-3m。根圆柱状，外皮黄白色。茎直立，多分枝，具纵沟；幼枝被疏毛，后变无毛。奇数羽状复叶，长20-25cm，互生；小叶15-29片，叶片呈披针形至线状披针形，长3-4cm，宽1.2-2cm，先端渐尖，基部圆，有短柄，全缘，背面密生平贴柔毛；托叶线形。总状花序顶生，长15-20cm，被短毛，苞片线形；萼钟状，扁平，长6-7mm，5浅裂；花冠蝶形，淡黄白色；旗瓣匙形，翼瓣无耳，与龙骨瓣等长；雄蕊10，花丝分离；子房柄被细毛，柱头圆形。荚果线形，先端具长喙，成熟时不开裂，长5-8cm。种子间微缢缩，呈不明显的串珠状，疏生短柔毛，种子3-7颗，为黑色近球形。花期6
海洋真菌研究进展综述 引言: 海洋是生命的起源地, 占地球表面积的71%, 它具有十分独特的生态环境, 尤其是深海，具有高温（低温）、高压、低光照、寡营养等特点。海洋环境的多样性和特殊性共同造就了海洋微生物种类的多样性和特殊性。海洋真菌作为海洋微生物的重要组成部分，在药物合成、石油降解、环境修复等方面具有重要作用。海洋真菌既具有真核生物典型的蛋白修饰性能，又具有微生物操作上简便、快速的优点，作为新的真核生物表达系统具有巨大的潜能和广阔的应用前景。 本文主要从海洋真菌的研究现状，海洋真菌在药物合成、石油降解、环境修复中的作用等方面分析其重要性，并详述目前已解决的问题和尚存的问题，预测今后的发展趋势，希望能便于他人了解该课题的研究，助于其尽快找到切入点。 正文： 一、海洋真菌研究现状 自1929年发现青霉素G 来．陆栖真菌已成为主要的医药产品 的来源。但是对海洋真菌研究相对很少。直到1991年，只对321种海洋真菌进行了相关研究。相比较，同期研究过的陆栖真菌已达69 000种。在这一领域最早期的研究报道是由一种木素色子囊菌Leptosphaeria oraemaris培养物中分到的一个小内脂Leptosphaerin，
该菌常见栖息在水淹的木头表面。为比较同一环境组种间的化学相似性．Stragnman 1987年比较了l21株木素色子囊菌的抗真菌活力，发现所有的27株菌除了产Obioninene和Oreamann外，都产倍半萜二元醇大镰刀孢菌素，另外其中4株苗还产生抑制性物质。 1991年Pooh 等从以前未进行过研究的Kirschstemothelia 中分离到一系列化学结构上类似的萘醌，二聚体Kirsehsteinin和两种新的氯化的二苯酯。二聚体Kirschsteinin的两个不对张单体之间通过亚乙基桥连结，这类化合物对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌有抑制作用，并对几种肿瘤细胞系细胞有毒性。1991年，日本Sugano 报道从海洋动物中分离了一批能产生新化合物的真菌。这类化台物具有细胞毒性，并显示对神经生长因子的刺激作用。 除了从海洋真菌培养物中分离新的医药品和代谢产物之外，近几年来，对海洋真菌所产酶类的分离与克隆已有所报道，如Burtseva 报道从海洋丝状真菌Chaetomrum indicum液体培养物中分离到多种糖苷酶和葡聚糖酶。 鉴于海洋真菌重要性，中国科学院海洋研究所和山东大学微生物技术国家重点实验事近年来已开展海洋真菌的研究工作。对海洋真菌的分离、培养及其代谢产物的筛选等研究工作目前正在进行，已从深海海底沉积物样品中分离到若干株海洋真菌，目前正在对菌株的生长特性与低温水解酶酶学性质等进行研究，进一步分离具生物活性的次级代谢产物的工作正在进行中【1】。 二、海洋真菌在药物合成方面的作用
喜树碱全合成的研究进展 喜树碱全合成的研究进展喜树碱是一种植物抗癌药物，最初由美国科学家Wall等人从中国中南、西南分布的喜树中提取得到。20世纪70年代的研究发现喜树碱对胃癌、结肠癌、慢性粒细胞性血友病等多重恶性肿瘤均有一定疗效，从而引起人们的广泛关注。通过历来学者的研究，喜树碱的合成方法已经有了很大的突破，但是，喜树碱的天然资源分布极其有限，加上现在大多数合成方法制备为消旋产物异构体才有生物活性，无法适应大批量生产而用于临床。因此，喜树碱的合成方法很值得探讨。 1966年美国的Monroe E. Wall 首次从喜树茎的提出物中分离出喜树碱（Camptothecine CPT)。尤其具抗癌活性被证实后, 引起了一些合成化学家的兴趣, 并对其合成进行了研究且近两年日趋活跃. 近几年，喜树碱在合成上面已经取得了很大的进展，但是仍然存在合成路线长、收率低等不足，还有很大改进余地。课题研究的目的对我来说就是初步了解和掌握喜树碱及其相关衍生物的合成路线，就现阶段关于喜树碱的研究成果进行整合，然后对这些合成路线的优缺点有一定的了解，对每种喜树碱类药物对治疗疾病的效果有初步的认识。只有这样，才能不断地进行合成路线改进，提高收率，降低成本，从而使喜树碱类的药物更好的发挥作用，因此，喜树碱的合成的改良，对于抗肿瘤药物的研发起到重要作用。 最早报道 CP T 手性合成的是 Corey 等 [ 8 ] 。尽管该方法产率很低 ,但极有创意 ,通过手性的假酸氯代物 ( 环 E) 与三环二胺 ( 环 A ,B ,C) 反应 ,经中间体 r2醛2t2胺环化形成环 D 。环 E 中 3 ,42二取代呋喃α2羟酸 ( 6) 的拆分经非对映异构体喹啉盐和内酯中季羟基的保护形成有光学活性的 7 ,光照氧化 ,DM F 中经 SOCl2 处理得 8 ,再经三环胺 ( 9) 缩合即可到到 ( S) 2CP T 。