第十章海洋天然产物详解

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第十章海洋天然产物

3、海洋药物研究前沿
丰富的海洋生物资源无疑是天然药物的重要来源。海洋药物研究的物质基础是海洋天然产物，20世纪60年代初日本学者对河豚毒素的研究是人类对海洋天然活性成分研究的开端。
3.1 海洋抗肿瘤活性物质
抗癌药物是一重要的医药大类品种。陆地资源正在枯竭，科学家预言，最有前途的抗癌药物将来自海洋。海洋抗癌药物研究在海洋药物研究中一直起着主导作用，现已发现海洋生物提取物中至少有10％具有抗肿瘤活性；从海洋植物获得的化合物3.5％具有抗癌或细胞毒活性。美国每年有1500个海洋天然产物被分离出来，其中1％具有抗肿瘤活性。
3.4 海洋抗菌抗炎活性物质
从海洋生物中提取分离的抗菌、抗炎化合物有脂肪酸类、糖酯类、丙烯酸类、苯酚类、溴苯酚类、吲哚类、酮类、多糖类、多肽类、N－糖昔类和 β-胡萝卜素类等。最早一批海洋药物即是抗菌药物，如头孢菌素类抗生素早已用于临床。
第二节
海洋天然产物结构类型与生物活性Fra bibliotek1、多糖类 2、聚醚类 3、大环内酯类 4、肽类 5、不饱和脂肪酸类 6、C15乙酸原类 7、甾体类 8、生物碱类 9、萜类 10、前列腺素类似物
效能：甲壳胺：是甲壳类
动物（如虾、蟹）、昆虫和其他无脊椎动物外壳中的甲壳中的甲壳质，经脱乙酰化（提取）制得的一种天然高分子多糖体，是动物性的食物纤维。（1）免疫机能活性化作用（2）防止癌细胞转移的作用（3）抑制癌症的作用（4）改善酸性体质效果（5）除菌作用（6）改善糖尿病作用（7）增加肠内有益菌作用（8）镇痛止血效果（9）抑制高血压的效果（10）强化肝机能作用
特点：有高度氧化的碳链、仅部分羟基成醚环、多数
羟基游离、多为线型，极性较大、为水溶解性聚醚。如沙海葵毒素

海洋天然产物复习

与液体相当的密度溶解能力与气体相近的扩散系数和渗透能力提取速度快无需大量的有机溶剂特别适用于对热和化学物质不稳定的海洋天然产物的提取11水提取法酸水提法碱水提法价廉易得使用安全水分子体积小穿透力强容易进入生物样中提取亲水的强极性物质无机盐小分子有机酸生物碱氨基酸单糖和低聚糖多酚蛋白质多肽苷酸性水可以与生物样中的生物碱或胺类物质作用成盐提高其溶解度
1.3有机溶剂提取法对于欲提取的组分，可根据它们的结构特点对其极性进行初步的判断，然后选择合适的溶剂：所选溶剂对杂质的溶解度要小，不能与提取的有机物产生化学反应溶剂的沸点也不宜太高溶剂的价格及使用安全必须考虑
极性大小顺序:
水〉甲酸〉甘油〉二甲基亚砜〉甲醇〉乙醇〉
丙酮〉乙酸乙酯〉石油醚〉乙醚〉氯仿〉植物油〉四氯化碳〉石蜡油
海洋天然产物的分离纯化是指从海洋生物中分离纯化出天然的有机化合物，尤其是具有生物活性的天然有机化合物的研究工作。海洋生物的生态环境和陆地生物有很大差异；由于长期生活在高盐、高压、低温和无光照的封闭体系中，海洋生物中蕴藏着大量化学结构新颖、生物活性强烈的天然物质。

在我国海域已有记载的生物共有2万多种，隶属于44个门，其中12个门是特有的，为海洋天然产物的研究与开发提供了极为良好的条件。海洋天然产物是指海洋生物中的代谢产物，大多数具有生理活性。化学结构类型主要分为:聚醚类、大环内酯、萜（tie）类、生物碱、多肽、甾醇、苷类、多糖类、不饱和脂肪酸等。
DHA
(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)-docosa- 4,7,10,13,16,19hexaenoic acid 顺,顺,顺,顺,顺,顺-4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸
海洋天然产物分离纯化实例

海洋天然产物的生物活性与药理作用

海洋天然产物的生物活性与药理作用海洋是地球上最广阔的生物资源库之一，其中蕴藏着丰富多样的生物活性物质。

这些海洋天然产物不仅具有多种生物活性，还显示出潜在的药理作用，引起了科学家们的高度关注。

本文将探讨海洋天然产物的生物活性与药理作用，并分析其在医药领域的潜在应用。

一、海洋天然产物的生物活性1. 多样的化学成分海洋生物体内存在着众多特殊的化学成分，如多糖、蛋白质、脂类等。

这些特殊的化学成分使得海洋天然产物具备了多种多样的生物活性。

2. 抗氧化活性海洋天然产物中的一些物质具有很强的抗氧化活性，可以有效清除自由基，减轻氧化应激对人体的伤害。

例如，海洋生物中富含的海藻多糖，被广泛用于抗氧化保健品的研发与生产。

3. 抗炎作用海洋天然产物还具有显著的抗炎效果，能够缓解炎症反应和免疫过程。

研究表明，一些海洋生物提取物能够抑制炎症介质的产生，从而减轻炎症导致的损伤。

4. 抗肿瘤活性海洋天然产物中的一些成分显示出潜在的抗肿瘤活性，对某些肿瘤细胞具有强效的抑制作用。

研究人员通过研究海洋天然产物及其衍生物，发现了许多具有抗肿瘤潜力的化合物。

二、海洋天然产物的药理作用1. 抗感染作用海洋天然产物中的某些物质显示出抗细菌、抗病毒和抗真菌的活性。

这些天然产物可以作为抗感染药物的候选物，有望用于治疗耐药菌和病毒感染。

2. 心血管保护作用海洋天然产物中的一些成分具有调节血脂、抗血小板凝聚和降低血压的作用，对心血管疾病具有保护作用。

这些成分可以被开发成为心血管药物，用于治疗高血压、高血脂和冠心病等疾病。

3. 神经保护作用一些海洋天然产物被发现具有神经保护作用，能够改善神经退行性疾病的症状。

例如，一些海洋海绵中的天然化合物具有促进神经细胞再生和修复的功能，可能为治疗帕金森病和阿尔茨海默病提供新的药物选择。

4. 抗衰老作用海洋天然产物中的一些成分被发现具有抗衰老的效果，可以延缓细胞衰老和提高机体抗氧化能力。

这些成分可以开发成为抗衰老化妆品或抗衰老药物，有望在抗衰老领域有所突破。

海洋天然产物_实验报告

一、实验目的1. 了解海洋天然产物的提取方法及鉴定技术；2. 掌握海洋天然产物的分离纯化过程；3. 学习并运用化学和生物学方法对海洋天然产物进行鉴定。

二、实验原理海洋天然产物是指在海洋生物体内存在的具有生物活性的化合物，具有抗炎、抗肿瘤、抗菌等多种生物活性。

本实验采用超声波辅助提取法提取海洋天然产物，并通过薄层色谱（TLC）和高效液相色谱（HPLC）等方法对提取物进行分离纯化。

最后，运用紫外-可见光谱（UV-Vis）和核磁共振（NMR）等方法对纯化产物进行鉴定。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：（1）海洋生物样品：如海藻、贝类、珊瑚等；（2）提取溶剂：甲醇、乙酸乙酯、正己烷等；（3）薄层色谱板：硅胶板；（4）高效液相色谱柱；（5）紫外-可见分光光度计；（6）核磁共振仪。

2. 实验仪器：（1）超声波清洗器；（2）旋转蒸发仪；（3）真空泵；（4）分析天平；（5）恒温水浴锅。

四、实验步骤1. 海洋天然产物提取（1）称取适量海洋生物样品，用研磨机研磨成粉末；（2）将粉末置于超声清洗器中，加入适量提取溶剂（甲醇）；（3）超声提取30分钟；（4）过滤，收集滤液；（5）旋转蒸发滤液，得到提取物。

2. 分离纯化（1）将提取物进行薄层色谱（TLC）分析，确定主要化合物位置；（2）根据TLC结果，采用高效液相色谱（HPLC）对提取物进行分离纯化；（3）收集纯化产物，并进行干燥。

3. 鉴定（1）对纯化产物进行紫外-可见光谱（UV-Vis）分析，确定其分子量；（2）对纯化产物进行核磁共振（NMR）分析，确定其化学结构。

五、实验结果与分析1. 海洋天然产物提取通过超声波辅助提取法，成功提取出海洋生物样品中的天然产物。

2. 分离纯化通过薄层色谱（TLC）和高效液相色谱（HPLC）方法，成功分离纯化出主要化合物。

3. 鉴定通过紫外-可见光谱（UV-Vis）和核磁共振（NMR）方法，成功鉴定出纯化产物的化学结构。

六、实验结论本实验成功提取、分离纯化和鉴定了海洋生物样品中的天然产物。

海洋天然产物全合成

海洋天然产物全合成介绍海洋是地球上最广阔的生态系统之一，拥有丰富多样的生物资源。

其中，海洋天然产物具有广泛的应用价值，包括药物、化妆品、食品等多个领域。

然而，由于海洋天然产物在自然界中含量较低，提取困难且成本高昂，研究人员一直致力于开发合成海洋天然产物的方法。

海洋天然产物全合成是指通过化学合成的手段，合成具有类似结构和生物活性的化合物，以替代天然产物。

优势和挑战海洋天然产物全合成具有以下优势：1.可大规模生产：通过全合成的方式，可以在实验室中合成大量目标化合物，满足商业化生产的需求。

2.可调性：全合成过程中，可以对目标化合物的结构进行调整和优化，以提高其药理活性和稳定性。

3.可扩展性：通过全合成的方法，可以产生类似天然产物的大量结构类似的新化合物，为药物发现和创新提供更多可能性。

然而，海洋天然产物全合成也面临一些挑战：1.多步反应：由于海洋天然产物的复杂结构，全合成过程通常包含多步反应，要求合成化学家具备高超的有机合成技术。

2.成本和收益：全合成过程中，需要大量的试剂和设备支持，成本较高。

同时，合成的化合物可能需要进一步的药理和毒理研究，可能面临研发周期长和风险高的问题。

全合成方法1. 核心骨架合成海洋天然产物的复杂结构通常可以化简为一个或多个核心骨架。

通过合成核心骨架，可以为后续的官能团引入提供良好的平台，有助于后续的官能团转化。

2. 官能团引入在核心骨架合成的基础上，通过化学反应引入不同的官能团。

这些官能团可以是生物活性团、使化合物具有特定药物化学性质的团或者是辅助团，以改变目标化合物的性质和活性。

3. 不对称合成不对称合成是指通过控制手性合成中的立体构型，合成手性分子。

海洋天然产物中常存在具有手性结构的化合物，不对称合成方法可以模拟天然产物的手性结构，提高合成产物的立体选择性。

4. 新反应和策略为了合成复杂的天然产物，有时需要开发新的化学反应和策略。

例如，使用金属有机化合物作为催化剂，开发新的催化反应；利用生物连接法合成具有复杂结构的糖类化合物等。

9海洋天然产物

抗瘤谱特殊、活性高，是目前细胞毒活性最高的一类。
另外，还有含有硼原子的大环内酯类。生物活性：抗癌，不易产生多药耐药性来源：海绵、海鞘和海洋微生物。
பைடு நூலகம்
提取：碱溶酸沉鉴定：异羟肟酸铁反应
二、聚醚类（polyethers)
聚醚类化合物是赤潮产生的重要毒性成分。
是海洋生物中的一类结构独特、毒性极大的海洋毒素；
是已知毒性最强的非蛋白质海洋毒素之一，其含量随季节而变化。已证明该毒素由共生细菌产生。
（二）、大环内酯类聚醚
❖ 含有醚环结构的大环内酯类化合物，如扇贝毒素（pectenotoxin 2，PTX2）
Me
O
O
Me
O OH O
Me
OO
OO Me Me Me O
HO HO
O
Me
O
（三）、梯形稠环聚醚类
短裸甲藻毒素（PbTX)：是由短裸甲藻产生的脂溶性梯型稠环聚醚类化合物。虾夷扇贝毒素（YTXs)：贝类滤食甲藻后，体内蓄积产生。西加毒素（CTX）岗比毒素（gambieric acids)
主要区别：分子骨架的醚环数目及种类，生源生物显著不同。
短裸甲藻毒素（PbTX）
1.化学结构
分Ⅰ型（B型）和Ⅱ型（A）毒素。
（一）、脂链聚醚
❖ 特点：有高度氧化的碳链、仅部分羟基成醚环、多数羟基游离、多为线型。
❖ 如从岩沙海葵中分离得到的沙海葵毒素palytoxin、大田软海绵酸（okadaic acid, OA)、azaspircaids(AZAs)。
岩沙海葵毒素（PTX）为最早开展研究的聚醚毒素，最初发现于剧毒的岩海葵，分子量立为体2结6构80，.1证4，明分此子类式毒C素1是29H一2些23N不3饱O和54,脂19肪82链年和发若现干了环其醚全单部元构成的含有64个不对称手性中心的复杂有机分子，故其属于脂链聚醚毒素类。极性较大、为水溶解性聚醚

海洋天然药物化学

OO
具有抗病毒活性。
二、内酯环含有氧环的大环内酯类 P390：6
❖ 特点：大环内酯环上含有氧环，氧环可为三元、五元、六元不等。
❖ 氧环的生物合成可能为大环内酯环上双键、羟基在代谢过程中氧化、脱水所致。
❖ 如从海绵中得到的sphinxolide E.
MeO
O
O
OMe O
O
O
Me N CHO
OMe
合物，被认为是毒性最大的非蛋白质类化合物。
MW=3482
线性聚醚
P394：34
特点：有高度氧化的碳链、仅部分羟基成醚环、多数羟基游离、多为线型，极性较大、为水溶解性聚醚。
如从岩沙海葵中分离得到的palytoxin
大环内酯类聚醚
P396：36
如扇贝毒素（pectenotoxin 2，PTX2）
Me
大量特殊氨基酸，如β-氨基异丁酸、L－baikiain、海人酸、软骨藻酸等。
COOH
NH2 β-氨基异丁酸
HOOC
N COOH H
L－baikiain（蓓豆氨酸）
COOH
N H
COOH 海人酸
COOH
N COOH H
软骨藻酸
P398：55
常见的海洋肽类化合物有直链肽、环肽等。如dolastatin 10（2000年II期临床研究后被否决，对P388白血病细胞的IC50为0.4ng/ml。）
➢ 对海洋药物的研究与开发获得不少具有突破性的成果，已从海葵、海绵、腔肠动物、被囊动物、棘皮动物和微生物体内分离得到具有抗菌、抗病毒、止血、镇痛、抗炎、抗肿瘤和心血管等生物活性的多种新型化合物。
➢ NCI每年投入到海洋药物研究的科研经费占全部天然药物研究经费的一半以上，每年研究、检测的上万个天然产物中，1/4 来自海洋生物。

海洋天然产物化学的主要化学类型及应用

海洋天然产物化学的主要化学类型及应用1 引言海洋是生命的发源地，物种复杂多样约有50万种动物，1.3万多种植物，约占地球资源的80%，是社会可持续发展的最大资源宝库。

在海洋特殊的生态环境（高盐、高压、缺氧）下，很多海洋生物在长期的进化过程中，能够代谢产生一些结构独特的化学物质，拥有丰富的生物多样性和化学多样性，是发现新药的重要资源。

海洋生物中的天然产物与陆生植物相比不仅在化学类型上有很大区别，而且即使是同类成分海洋生物中的天然产物有其独特的结构和生物活性。

由此可见，海洋中蕴藏着极其丰富的结构特异的天然产物，相对于陆生生物物种天然产物开发利用的程度而言, 海洋生物资源的开发利用程度还是相当低的。

近年来, 随着水下探测技术的提高和设备的改进, 人们对海洋生物资源开发的可能性和重视程度日益提高现在从海洋生物中开发出来的天然产物, 主要用作药物、食品、保健药品和化妆品, 以及用于其它生物医学研究。

2 海洋天然产物主要反应类型2.1 甾醇甾醇[1]是生物膜的重要组成部分，也是某些激素的前体。

自1970 年从扇贝中提取出24-碳-22-脱氧胆甾醇以及发现珊瑚甾醇后，海洋甾醇的研究进展十分迅速现已发现大量结构独特的甾醇，它们主要分布在硅藻、海绵、腔肠动物、被囊类环节动物、软体动物、棘皮动物等海洋生物体内，尤以海绵类为多。

Fusetn 等从海绵Topsentia sp.中获得末端带呋喃基的多羟基甾醇硫酸盐Topsentiasterol D和E实验表明，其不仅具有广谱抗菌作用，还具有抗真菌作用。

2.2 萜类萜类是异戊二烯首尾相连的化合物。

海洋萜类化合物主要来源于海洋藻类、海绵和珊瑚动物，许多聚有独特的、新型碳骨架的萜类化合物不断在海洋生物中被发现。

包括单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜、呋喃萜等类型。

大多数海洋单萜化合物都含有较多卤素，这是其独特的结构特点，海倍半萜常见于红藻、褐藻、珊瑚、海绵等，大多数与陆地植物中的不同，是海洋天然化学家感兴趣的一个领域。

海洋天然产物

抗癌药 Bryostatin 1是一种不同寻常的抗癌化合物，因为它具有不同寻常并且有益的性质一促进骨髓的生长，骨髓又可以生产红细胞—— 这种性质可以抑制肿瘤的生长．这种效果正与其它大多数抗癌制剂的效果相反，别的制剂更容易杀死骨髓细胞，并降低免疫系统功能．最近，在英国曼彻斯特的Peterson癌症研究所， Alan McGown的研究小组的发现显示，当按规定在玻璃容器中混合时，Bryostatm 1可以增加治疗乳腺癌的物质tamoxifen的效果．
5 聚醚化台物许多海洋毒索都属于聚醚化合物，如岩沙海葵毒素 (palytoxin) 、扇贝毒素(pectenotoxin)、西加毒素 (~iguatoxin)、大田软海绵酸(okadaic acid)等。美国佛罗里达半岛沿岸常常山于赤潮而引起大量鱼类死亡，经过十几年的研究．才从形成赤潮的涡鞭毛藻(Ptychodiscus brevis)中分离到主要毒性成分短裸甲藻毒素(brevetoxin B)，该化合物是一个特殊的C5o聚醚，与陆地微生物产生的聚醚抗生素不同，其碳链上有8个无规则甲基，所有醚环均为反式，它是个脂溶性毒素，能兴奋钠通道，16 ng／mL 浓度即显毒鱼作用 ⋯Uemura等人从海绵Halichondrai okadai中分离出软海绵素norhalichondrin A 和 halichondrin B．它们对B-I6黑色肿瘤细胞的IC5o分别为5 2 I1 g／mL和0．093 ngtmL，5,0 i1 g／kg的 halichondrinB对接了B-l6黑色肿瘤细胞和P3#自细胞的小鼠的延命效率(T／C )高达244％和236％。
4 大环内酯大环内酯化台物大多具有抗肿瘤抗菌活性．主要分布于蓝藻、甲藻、海绵、苔藓虫、被囊动物和软体动物及某些海洋菌类中。从红海产的海绵中分离到的lalrunculin A和B有很强的杀鱼作用‘⋯ ；海兔的污秽毒素 (aplysiatoxin)及脱溴秽毒素(debromoaplysiatoxin) 具有抗癌作用一，它们都属于大环内酯类化合物。 Moore等从蓝藻伪枝藻属(Scytonema pseudohofmauni)中分离鉴定出5种太环内酯化合物 scylophycin A，B，C，D和E，它们都具有很强的细胞毒性和抗茁活性。

海洋天然产物化学的主要化学类型及应用

海洋生物中的天然产物与陆生植物相比不仅在化学类型上有很大区别，而且即使是同类成分海洋生物中的天然产物有其独特的结构和生物活性。

2 海洋天然产物主要反应类型2.1 甾醇甾醇[1]是生物膜的重要组成部分，也是某些激素的前体。

Fusetn 等从海绵Topsentia sp.中获得末端带呋喃基的多羟基甾醇硫酸盐Topsentiasterol D和E实验表明，其不仅具有广谱抗菌作用，还具有抗真菌作用。

2.2 萜类萜类是异戊二烯首尾相连的化合物。

海洋萜类化合物主要来源于海洋藻类、海绵和珊瑚动物，许多聚有独特的、新型碳骨架的萜类化合物不断在海洋生物中被发现。

包括单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜、呋喃萜等类型。

第十章海洋天然药物

α
β
二、水溶性聚醚
特点：有高度氧化的碳链、仅部分羟基成醚环、多数羟基游离、多为线型，极性较大、为水溶解性聚醚。如palytoxin
三、聚醚三萜
特点：高氧化度，由角鲨烯衍生而来。
如sipholenone B、sipholenol、sipholenone A
sipholenone B
Sipholenol R1=H, R2=OH sipholenone A R1=R2=O
我国现代海洋药物的发展是在1978年全国科学大会上提出“向海洋要药” 、“开发海洋湖沼资源，创建中国蓝色药业”的战略设想之后，结束了缓慢发展的历史，进入高速发展的新时期的。相继成立了中科院海洋所、植物所，及农业部黄海所，青岛海洋大学，中山大学，北京大学等一批海洋生物研究及药物开发基地。随着生物工程技术和分子生物学的飞速发展，也给我国的海洋生物研究注入了新的活力。我国同世界先进水平的差距正逐步缩短。
国外概况
1964 年日本学者研究河豚毒素 (tetrodotoxin, TTX) 为开端， 1968 年美国NIC对海洋生物资源的抗癌活性筛选使海洋药物的研究成为一个独立的领域。 NIC每年研究、检测的上万个天然产物中， 1/4 来自海洋生物。
头孢菌素钠 (cephalosporin natrium) 为海洋微生物中发现并开发成功的第一个“海洋新抗”，开创了开发海洋新抗生药的先例。海绵中获得海绵尿嘧啶核苷 (spongouridine)，后研究成功合成方法，获得有效抗癌药物阿糖胞苷 (arabinoside cytosine, Ara-C)，目前在市场上获得广泛应用。
第三节
一、脂溶性聚醚
特点：
聚醚类化合物
是海洋生物中的一类毒性成分；

海洋天然产物全合成

海洋天然产物全合成海洋天然产物全合成导言海洋是一个充满神秘和未知的领域，其中包含着许多珍稀的生物和特殊的环境。

这些独特的生物和环境中所存在的天然产物，具有众多的生物活性和药用价值。

因此，海洋天然产物一直是药物研发领域中备受关注的热点之一。

然而，由于海洋天然产物数量极为有限，且采集难度大、提取成本高等问题，导致其大规模应用受到了很大限制。

因此，在这种情况下，通过全合成来获得这些天然产物就变得尤为重要。

一、什么是全合成？全合成（Total Synthesis）指在实验室中通过化学反应途径从头开始构建分子结构，并最终得到目标分子的过程。

它是一种将已知或未知化合物人工合成出来的方法。

二、为什么要进行海洋天然产物全合成？1. 海洋天然产物数量有限海洋中存在着大量珍贵而罕见的生物资源，其中包括了许多具有重要药用价值的生物活性分子。

然而，由于海洋生物资源的获取难度大、采集成本高、提取效率低等问题，导致海洋天然产物的数量极为有限。

因此，通过全合成来获得这些天然产物就变得尤为重要。

2. 全合成可以优化分子结构通过全合成，可以对目标分子进行结构修饰和改良，从而获得更加优化的药物分子。

例如，在全合成过程中可以利用不同的反应途径和反应条件来实现对目标分子的特定修饰，从而获得更加理想的药物分子。

3. 全合成可以提高药物研发效率通过全合成，可以快速地获得目标分子，并进行大规模的药效评价和临床试验。

这种方法可以大大缩短药物研发周期，并提高研发效率。

三、海洋天然产物全合成的挑战1. 复杂性海洋天然产物通常具有非常复杂的结构，其含有多个手性中心、多个环和各种官能团等。

这些复杂结构使得海洋天然产物全合成变得非常困难。

2. 低收率由于海洋天然产物的结构复杂，其全合成过程中需要使用大量的反应步骤和试剂。

这些反应步骤和试剂的使用会导致产物收率降低，从而增加全合成的难度。

3. 高成本海洋天然产物全合成需要使用大量昂贵的试剂和反应条件，从而导致全合成的成本非常高。

《海洋天然产物》PPT课件

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12
四、海洋药物研究的发展趋势
❖半合成技术 ❖海洋生物技术 ❖现有技术集成组装 ❖海洋生物活性物质研究为中心
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13
五、海洋天然产物的化合物类型
❖目前人们对海洋生物的认识相当有限 ❖海洋天然产物的结构千差万别 ❖目前，海洋天然产物常见的化合物 ❖目前发现的海洋天然产物中结构特殊、生物活性明显的化合物类型
➢新的基因工程、细胞工程和酶工程等生物技术的研究与应用。
➢海洋药物这一新生领域已成为世界关注的热点。
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8
❖国内概况
➢我国是世界上最早应用海洋药物的国家。 ➢《神农本草经》。 ➢《本草纲目》。 ➢《本草纲目拾遗》。 ➢目前可作药用的海洋生物。
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9
➢我国现代海洋药物的发展 “向海洋要药” “开发海洋湖沼资源，创建中国蓝色药业”
Punaglandin
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30
第七节海洋天然产物研究实例
❖红树海鞘(Ecteinascidia turbinata)抗
肿瘤活性成分的研究。
❖美国University of Illinois.
❖1972-1996(from crude extracts to total synthesis).
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4
三、海洋药物的研究概况
❖国外概况
➢开端； ➢领域； ➢每年研究、检测的海洋生物。
编halosporin natrium) 为海洋微生物中发现并开发成功的第一个“海洋新抗”，开创了开发海洋新抗生药的先例。
➢海绵中获得海绵尿嘧啶核苷 (spongouridine)，后研究成功合成方法，获得有效抗癌药物阿糖胞苷 (arabinoside cytosine, Ara-C)，目前在市场上获得广泛应用。

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第十章
海洋天然产物
学习要求

熟悉：海洋天然产物的结构类型了解：海洋天然产物的研究方法和生物活性
生命起源于海洋地球表面积的71%为海洋海洋生态系统（珊瑚礁、深海海床）极高的生物多样性和分子多样性
《中华人民共和国药典》收载了海藻、瓦楞子、石决明、牡蛎、昆布、海马、海龙、海螵蛸等10余个品种。其他主要还有玳瑁、海狗肾、海浮石、鱼脑石，紫贝齿及蛤壳等。
3.2 海洋抗病毒活性物质
抗病毒海洋生物活性物质主要存在于海绵、珊瑚、海鞘、海藻等海洋生物中，其活性成分主要有硝类、核苷类、生物碱和其它含氮多糖杂环类化合物。虽然从海洋生物次生代谢产物中已筛选出一批抗病毒活性成分，但能进入临床或临床前研究的先导化合物仍为数不多。
3.3 海洋心脑血管活性物质
抗心血管疾病的海洋生物活性物质真正用于临床和投放医药市场的尚不多，但我国在这方面取得了可喜的成绩。从中国南海小棒短指软珊瑚中分离到的柳珊瑚自醇具有明显的抗心律失常和抗心肌缺血作用，能舒张血管、降低血压、减慢心率及减少心肌耗氧量作用，有望开发成心血管疾病药物。以牡蛎为主要原料的“东海三豪”等保健品具有降血脂、软化血管和改善微循环作用。利用海藻加工成的“脉怡康”、“必索”及螺旋藻制剂等对高脂血、动脉粥样硬化具有良好的预防和治疗作用，以合浦珠母贝提取物制成的珍珠精母注射液，治疗子宫出血疗效显著，已被国家计生委推荐为计生用药。
3.4 海洋抗菌抗炎活性物质
从海洋生物中提取分离的抗菌、抗炎化合物有脂肪酸类、糖酯类、丙烯酸类、苯酚类、溴苯酚类、吲哚类、酮类、多糖类、多肽类、N－糖昔类和 β-胡萝卜素类等。最早一批海洋药物即是抗菌药物，如头孢菌素类抗生素早已用于临床。
第二节
海洋天然产物结构类型与生物活性
1、多糖类 2、聚醚类 3、大环内酯类 4、肽类 5、不饱和脂肪酸类 6、C15乙酸原类 7、甾体类 8、生物碱类 9、萜类 10、前列腺素类似物
3、海洋药物研究前沿
丰富的海洋生物资源无疑是天然药物的重要来源。海洋药物研究的物质基础是海洋天然产物，20世纪60年代初日本学者对河豚毒素的研究是人类对海洋天然活性成分研究的开端。
3.1 海洋抗肿瘤活性物质
抗癌药物是一重要的医药大类品种。陆地资源正在枯竭，科学家预言，最有前途的抗癌药物将来自海洋。海洋抗癌药物研究在海洋药物研究中一直起着主导作用，现已发现海洋生物提取物中至少有10％具有抗肿瘤活性；从海洋植物获得的化合物3.5％具有抗癌或细胞毒活性。美国每年有1500个海洋天然产物被分离出来，其中1％具有抗肿瘤活性。
效能：甲壳胺：是甲壳类
动物（如虾、蟹）、昆虫和其他无脊椎动物外壳中的甲壳中的甲壳质，经脱乙酰化（提取）制得的一种天然高分子多糖体，是动物性的食物纤维。（1）免疫机能活性化作用（2）防止癌细胞转移的作用（3）抑制癌症的作用（4）改善酸性体质效果（5）除菌作用（6）改善糖尿病作用（7）增加肠内有益菌作用（8）镇痛止血效果（9）抑制高血压的效果（10）强化肝机能作用
5、1993年出版的《中国海洋药物辞典》收录海洋药物1600条，包括，海洋动
物药物1431条，海洋藻类药物125条，矿物药物6条，其他特殊生物活性的化学成分药物38条 6、近年来，国内分离得到海洋天然产物数百个，很多是新结构化合物。 7、投放市场的海洋药物有数个(藻酸双酯钠、甘糖酯、烟酸甘露醇等)；若干个候选药物正在进行临床研究(泼力沙滋、D-聚甘酯、几丁糖酯、K001等)。
一、海洋动物的多糖类化合物
优势：
壳多糖和甲壳胺
壳多糖(chitin)又称几丁质。几丁质是广泛存在于自然界的一种含氮多糖类生物性高分子，主要的来源为虾、蟹、昆虫等甲壳类动物的外壳与软件动物的器官（例如乌贼的软骨），以及真菌类的细胞壁等。
（1）唯一性：自然介唯一的带正电荷活性基团的纤维素。（2）人体必需的：人体健康和存必需的第六无素，改善人体进入健康状态。（3）安全无毒副作用：100%的纯天然海洋生物制品。（4）营养加保健：有食物的营养，又具有辅助治疗的双重作用。（5）独特的双向调节：具双向免疫调节作用——免疫激活作用和免疫抑制作用。（6）易吸收利用：具生物适应性，易与机体亲和，国际领先，脱乙酰度高达90%以上。
第一节
海洋生物的多样性
从生物多样性的观点来看，其实海洋生物多样性其实远比陆地生物来的更为丰富珍贵。
如目前所发现的34个动物门中，海洋其实就占了 33个门，而且其中有15个门的动物只能生活在海洋的环境。相反，34个动物门中只有18个门可以栖居陆地。这个悬殊的比例显示海洋是保存地球上绝大部份生物多样性的地方。
海洋生物活性物质的研究与发展方向
1、国外海洋药物发展现状
●走在这一领域前列的是美国、日本及欧共体，最近发展很快的是韩国。 ●在过去的几十年间， 6000多种海洋天然产物被发现，其中有重要生物活性并已申请专利的新化合物有200多种，而在70年代只有少数几个有关前列腺素的专利申请，80年代至今则数量大增。 ●美国是最早开展海洋生物活性物质研究的国家，随后各国学者相继开展了海洋生物抗肿瘤、抗病毒、抗真菌、抗心脑血管病、抗艾滋病等活性成分的研究。 ●目前在海洋天然产物领域世界上已形成了欧洲、美国、日本三足鼎立的局面。 ●与来源于陆生植物的15万种天然产物相比，海洋天然产物至今才1万多种，因此海洋天然产物具有极大的潜力等待研究开发。
2、国内海洋药物发展历程
1、公元前1027年，《尔雅》（姬周）揭示了海洋生物在疗病过程中的作用
2、约公元前三世纪，《黄帝内经》：乌贼骨做丸，饮以鲍鱼汁治血枯
3、《神农本草经》,《本草纲目》,《本草纲目拾遗》收录海洋药物110余种 4、1977年出版的《中草药大辞典》载药5767味，其中海洋药物144种（128味）
海参多糖
“海参粘多糖”是”多糖”的一种，”多糖”不是”糖”，他们是有区别的．糖尿病患者可以吃．海参粘多糖是海参中的精华，海参属于氨基多糖重要来源之一的棘皮类动物，其多糖含量和硫酸化程度远高于其它传统补品。粘多糖的生物合成起始于核心蛋白，是蛋白多糖的糖链部分。海参粘多糖具有提高机体免疫力、对抗心血管形成、抑制栓塞形成、对抗某些组织培养细胞的特异性病变、抗炎等多种作用。所以，它是糖尿病患者的优良补品。

第十章海洋天然产物详解

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