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植物内生真菌二萜活性成分的研究进展

2021-06-07权晨曦丁建海

天然产物研究与开发 2021年5期
关键词:类化合物吲哚内酯

权晨曦,丁建海

宁夏师范学院化学化工学院,固原 756000

植物内生真菌是指在整个或部分生命周期中,在宿主植物健康组织内进行细胞间或细胞内定殖的真菌,通常不会引起宿主明显的感染症状[1]。它们是植物微生态系统的重要组成部分[2,3]。在长期的共同进化过程中,各类内生真菌与宿主植物之间逐渐建立起良好的共生关系,特别是内生真菌会产生许多活性代谢产物,增强了宿主植物的生长和竞争能力[4]。正因如此,许多科学家对植物内生真菌作为新型生物活性化合物的潜在生产者的研究越来越感兴趣。目前,已经从植物内生真菌培养物中分离出萜类、甾体、生物碱、黄酮、酚类等多种结构类型化合物,这些化合物不仅是抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抗病毒、抑菌的化学储备库,还在解决农业、环境和医药领域当前和未来的挑战方面将会有巨大的贡献[5,6]。

目前,植物内生真菌次生代谢产物报道较多,着重于生物碱、萜类、聚酮类等化合物,而详细综述二萜类化合物结构及生物活性较少。因此,本文仅对1993年以来植物内生真菌所产生的137个二萜类化合物及其生物活性进行综述,以期为更好地开发利用植物内生真菌二萜类化合物提供参考。

1 二萜

1.1 紫杉烷型

紫杉醇(1)结构见图1,别名紫素或特素(taxol),是一种从红豆杉(Taxusspp.)树皮中提取的具有细胞毒性的6/8/6/4型四环二萜类生物碱[7]。1979年,Horwitz等[8,9]发现,紫杉醇不仅抗肿瘤活性较强,其作用机制也比较独特,它是第一个被发现通过促进α-和β-微管蛋白(α-tublin和β-tublin)聚合生成微管,使得微管蛋白和微管之间平衡失调,干扰有丝分裂,从而抑制肿瘤细胞生长的化合物。紫杉醇也以此备受世界的青睐,但因红豆杉属植物生长缓慢,而植物中蕴含的紫杉醇极少,使得传统获取紫杉醇的方法会严重破坏红豆杉生长。为了寻找产生紫杉醇的新途径,科学家们将目光投向微生物发酵。1993年,Stierle等[10]从短叶红豆杉韧皮部分离得到的一株安德紫杉菌Taxomycesandreanae中发现紫杉醇,这项研究开辟了利用微生物生产紫杉醇的新方法。随后,Strobel等[11]研究的从喜马拉雅红豆杉(Taxuswallachiana)小枝内树皮中分离出的小孢拟盘多毛孢Pestalotiopsismicropora中也鉴定到紫杉醇的存在。据统计,截止到2011年,国内外已经报道了20多个属的32种内生真菌可以产生紫杉醇。其宿主也不仅仅限于红豆杉属植物,从一些银杏科、芸香科、柏科、锦葵科等植物中也分离到了可以产生紫杉醇的内生菌[12],由此说明通过植物内生真菌生产紫杉醇的研究可以更加细致深入。

图1 紫衫醇的化学结构Fig.1 The chemical structures of taxol

此外,紫杉醇在诱导多种癌细胞凋亡的过程中,Raf-1/Bcl-2两种蛋白质磷酸化,因此产生优异效果。另有文献表明其也可通过激活核转录因子кB而诱导细胞凋亡[13]。在构效关系中,紫杉醇结构上有一些重要的抗癌活性基团C-13侧链、C-2′羟基、C-3′位上的苯基和酰氨基。有研究发现,增大C-13侧链上C-2′所连基团、C-2′所在碳原子及C-3′所连第一个原子的负电荷密度都可以提高抗癌活性。但是当C-13侧链取代基构型变为β型或去掉时,紫杉醇的生物活性降低,甚至失去活性[14,15]。目前在紫杉醇的研究中,还存在其水溶性差、骨髓毒性、致敏性和药物抗性等缺点,因此改善这些问题将成为今后的主要研究方向。

1.2 半日花烷型

半日花烷型为二环二萜,以十氢萘为母核,包括其去甲、次裂和重排化合物,是结构类型较丰富的一类[16]。从植物内生真菌中分离的半日花烷型二萜结构见图2,此类化合物结构变化丰富,易形成内酯、环氧、螺环、呋喃环等。特别是环氧结构在半日花烷二萜中比较常见,包括六元环氧(8→13)、五元环氧(9→13和8→12)和三元环氧(8→17和14→15)[16]。如卫矛科雷公藤属雷公藤(TripterygiumwilfordiiHook.f.)中分离出内生真菌Fusariumsubglutinans乙酸乙酯提取物subglutinol A(2)和B(3),具有免疫抑制且非细胞毒性,并在混合淋巴细胞反应(MLR)和胸腺细胞增殖(TP)试验中IC50值为0.1 μM[17]。这种等效性表明C-12处的残基不与生物靶标相互作用。

图2 半日花烷型化合物的化学结构Fig.2 The chemical structures of labdane type compounds

除了上述结构类型外,半日花烷型二萜中还存在发生裂环、降解或卤代等结构变化,尤其是四降半日花烷型二萜报道较少,目前在植物内生真菌中只发现26个。Lin等[18]从卫矛科美登木属美登木(Maytenushookeri)叶片组织内生真菌Botryosphaeriasp.固体培养物中分离得到5个新的二萜化合物,分别命名为botryosphaerins A-E(4~8),和7个已知的二萜类化合物,即13,14,15,16-tetranorlabd-7-ene-19,6β,12,17-diolide(9)、acrostalidicacid(10)、acrostalicacid(11)、agathicacid(12)、isocupressicacid(13)、LL-Z1271β(14)和CJ-14445(15),其中包括9个四降半日花烷型二萜。当浓度为50 μg/disk时,化合物15对白色念珠菌(Canidiaalbicans)、酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)和PenicilliumavellaneumUC-4376存在抗真菌活性,抑菌圈分别为2.3、2.5、1.0 cm。

另有研究表明,四降半日花烷型二萜也具有丰富的抗肿瘤、抑菌、杀线虫活性。Sun等[19]从马尾藻属(Sargassum)不明海洋褐藻文氏曲霉AspergilluswentiiEN-48菌丝体与培养液的丙酮、乙酸乙酯提取物中得到3个新的四降半日花烷型二萜类化合物asperolides A-C(16~18)和5个相关衍生物(19~23)。活性测试显示化合物16、17、19~21对Hela、HepG2、MCF-7、MDA-MB-231、NCI-H460、SMMC-7721和SW1990肿瘤细胞系均显示弱的抑制作用,其中化合物21对SMMC-7721的活性为(IC50=17 μM)。另化合物16、19~21和23分别对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)、荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)也存在较弱的抑菌活性,化合物19对于白色念珠菌具有较强的抗真菌活性,其MIC值为16 μg/mL。Yan等[20]从石杉科(Huperziaceae)中草药蛇足石杉(Huperziaserrata)分离得到葡萄孢霉Botryosphaeriasp.P483发酵物中得到两个新的四降半日花烷型化合物botryosphaerins G(24)和H(25)以及7个已知的化合物(26~32)。化合物24~32对禾谷镰刀菌(Gaeumannomycesgraminis)、串珠镰刀菌(Fusariummoniliforme)、茄病镰刀菌(Fusariumsolani)、尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)和稻瘟病菌(Pyriculariaoryzae)等5种真菌有较强的抑菌活性。另外仅botryosphaerins H(25)对全齿复活线虫(Panagrellusredivivus)和秀丽隐杆线虫(Canowhabditiselegans)有一定的杀线虫活性。其在400 mg/L作用24 h下对P.redivivus和C.elegans的杀灭率分别为30%和28%,而对照组(5%丙酮)24 h的杀灭率仅为1.5%,以阿维菌素作为阳性对照,在400 mg/L作用24 h对上述两种虫杀灭率分别为35%和92%。

由此可见四降半日花烷型二萜不仅对7种肿瘤细胞有细胞毒活性,还对9种细菌及3种真菌具有程度不等的抑制作用,同时对全齿复活线虫和秀丽隐杆线虫存在一定的杀线虫活性,这些丰富的活性将在新型抗肿瘤、抑菌药物及杀虫剂的研发上有着新的启示。

1.3 Harzianone型

Harzianone型二萜拥有独特的四环骨架,融合了四、五、六和七元碳环结构[21]。据我们所知,目前报道的harzianone四环二萜家族只有7个成员,包括harzianone、harziandione、4个harziane-related diterpen相关的二萜和1个diterpenoid lactone,即从植物内生真菌中分离的harzianone型二萜化合物结构见图3,拥有较强的抑菌及细胞毒活性。Zhang等[21]从红树林(mangrove)植物石榴木(Xylocarpusgranatum)内生真菌木霉Trichodermasp.Xy24菌丝体和滤液的乙酸乙酯提取物中分离得到两个新的harzianone型二萜化合物,命名为(9R,10R)-dihydro-harzianone(33)和harzianelactone(34)。其中,33为harzianone(35)的还原产物,34为Baeyer-Villiger单加氧酶催化harzianone35的氧化产物。特别是化合物33对Hela和MCF-7细胞具有细胞毒活性,IC50值分别达到30.1和30.7 μmol/L。随后,koninginol C(36)从茜草科巴戟天属巴戟天(MorindaofficinalisHow.)[22]内生菌康宁木霉TrichodermakoningiopsisA729中被分离出来,不过此类化合物的活性特点还有待于深入探讨。海洋褐藻(Sargassumsp.)[23]表面酯化的新鲜组织中的内生真菌Trichodermaasperellumcf44-2中分离得到11-hydroxy-9-harzien-3-one(37),在浓度为20 μg/dish时,对海洋病原细菌Vibrioparahaemolyticus表现出抑制作用,相对于氯霉素效果较优。

图3 Harzianone型化合物的化学结构Fig.3 The chemical structures of harzianone type compounds

1.4 异海松烷型

异海松烷型二萜也是普遍存在的植物内生真菌代谢产物之一,是海松烷二萜中最多的一类[24],2004至2020年间从植物内生真菌中发现该类化合物结构见图4共25个。分别为John等[25]从松科冷杉属香脂冷杉(Abiesbalsamea)的针叶不明内生真菌中分离出两种新的昆虫毒素,为9α-hydroxy-1,8(14),15-isopimaratrien-3,7,11-trione(38)和9α-hydroxy-1,8(14),15-isopimaratrien-3,11-dione(39)。这两种化合物对云杉芽孢子虫(Choristoneurafumiferana)细胞和幼虫都有毒性。

图4 异海松烷型的化学结构Fig.4 The chemical structures of isopimarane type

然而具有α-D-氨基葡萄糖单元的异海松烷在自然界中尤其罕见。如Shiono等[26]从壳斗科山毛榉属欧洲山毛榉(Sylvaticalinnaeus)树干内生真菌Paraconiothyriumsp.MY-42糙米培养物中分离得到6个异海松烷二萜化合物40~45,均含有19-吡喃葡萄糖基,这些化合物对艾氏癌细胞和海胆发育也有细胞毒作用分别为(IC50=10~100 μM)、(IC50=2.7~150 μM)。另外41和42化合物对HL-60表现出中等的细胞毒性,IC50值分别为6.7、9.8 μM。其作用机制可以抑制TNF-α(肿瘤坏死因子-α)、IL-8(白细胞介素-8)、环氧合酶的分泌。值得注意的是40、41和42在诱导的HL-60细胞凋亡时,其以浓度依赖的方式引起基因组DNA的梯形消化,以此对HL-60存在细胞毒活性。相比之下,C-7、C-8位含双键的异海松烷对HL-60细胞的生长有抑制作用,而C-7位含酮羰基的异海松烷则对其抑制作用较差。从楝科印楝属(Azadirachtaindica)印楝内生真菌Xylariasp.YM 311647培养液中分离得到3个异海松烷二萜46~48,测定了化合物46~48对5种病原真菌的抑菌活性[27]。结果表明,46对于稻瘟病菌(Magnaporthegrisea)MIC值为32 μg/mL,而48对白色念珠菌和稻瘟病菌的抑制活性最强,MIC值为16 μg/mL,通过观察可知,化合物48可能因存在一个内酯部分和硫酸基而使其具有较强的抗真菌活性。

近年来,对金黄色葡萄球菌存在明显的抑菌活性(MIC=8 μg/mL)的2个新的异海松烷二萜类化合物xylabisboein A(49)和B(50)从壳藻(Bisboeckleramicrocephala)叶片内生真菌Xylariasp.SNB-GTC2501中分离得到[28]。从野牡丹(Viguieraarenaria)中分离得到的ent-pimara-8(14)-15-dien-19-oic acid(51)和墨西哥柏木(Cupressuslusitanica)中分离得到的isopimara-8(14)-15-dien-18-oic acids(52)均能明显地被灭菌的墨西哥柏木表面的微小普鲁士菌Preussiaminima全细胞培养物中产生的酶所功能化,对其生物转化率进行了初步研究,结果表明,该菌对化合物51和52有较强的生物转化能力[29]。

随后Wipapan等[30]发现异海松烷型二萜化合物scopararanes A(53)和B(54),对金黄色葡萄球菌ATCC25923和石膏小孢子菌(Microsporumgypseum)SH-MU-4有抑菌活性。Masahiko等[31]研究的化合物eutypellones A(55)和B(56),对于肿瘤细胞系只显示非常弱的活性。接着Yan等[32]从银杏叶内生真菌曲霉Aspergillussp.YXf3菌株固体发酵中分离得到化合物(57)。通过抗植物毒素及抗真菌活性筛选,对化合物的构效关系进行了探讨,发现C-8和C-14位双键,C-9位季碳羟基,C-13位乙烯基,C-10位羧基以及未被取代的A环的存在,才使这些化合物具有非选择性的抗植物毒素和抗真菌活性。

另外,此类少见的6/6/6/5环系化合物的抗炎活同样显著。如Xu等[33]从拟南芥Phomopsissp.S12中分离得到3个新的异海松烷型二萜类化合物pedinophyllol K(58)、pedinophyllolL(59)和libertellenoneT(60)及2个已知化合物libertellenone J(61)和libertellenoneC(62)。化合物60在mRNA水平下呈剂量依赖性抑制炎症因子(IL-1β、IL-6)的产生,并在0.1 μM时,活性最强。最近Fan等[34]也从莲叶桐科青藤属锈毛青藤(Illigerarhodantha)种子内生真菌拟南芥Phomopsissp.S12中发现具有抗炎作用的异海松烷型化合物Libertellenone M(Lib M)(63)。作用机制表明Lib M对活化的巨噬细胞有很强的抑制活性,尤其是抑制IL-1β和IL-18的产生。化合物Lib M以浓度依赖方式抑制NF-κB亚单位p65从胞浆向细胞核的转移,通过抑制活化巨噬细胞NF-κB的核转位和NLRP3炎性小体的组装而具有强大的抗炎活性。这些结果表明,植物内生真菌的次生代谢产物Lib M可能是治疗结肠炎样炎性疾病的有效先导化合物。

1.5 Guanacastane型

在三环二萜中,植物内生真菌所产生的guanacastane型骨架类型化合物结构见图5,因5/7/6特有环系而产生一些独特的生物活性。像Yu等[35]从药用植物蓼科何首乌属何首乌(Fallopiajaponica)叶片内生真菌Cercosporasp.的提取液中分离得到1个cercosporene F(64)具有杂二聚体结构。此化合物除了能诱导HCT116细胞的自噬,还对5种人肿瘤细胞系Hela、A-549、MCF-7、HCT116和T24具有明显的细胞毒作用,IC50值分别为19.3、29.7、46.1、21.3和8.16 μM。此外,Chen等[22]从茜草科巴戟天属巴戟天(Morindaofficinalis)内生菌康宁木霉TrichodermakoningiopsisA729中分离得到2个新的具有胍烷骨架的二萜生物碱koninginol A和B(65、66)。66对A-549表现出中等抑制活性,其IC50值为46.6 μM,另外65、66对枯草芽孢杆菌抑制作用较强,MIC值分别为10和2 μg/mL。由此发现5/7/6型结构具有显著的抑菌活性及抗肿瘤作用,相信未来将会有更多此类二萜化合物被发现,不过该类化合物在这两方面的作用机制需要进一步探明,为其在抗肿瘤及抑菌应用上提供依据。

图5 Guanacastane型化合物的化学结构Fig.5 The chemical structures of compounds guanacastane type compounds

1.6 壳梭孢菌素型

壳梭孢菌素型(fusicoccin)化合物是具有5/8/5环系的三环二萜。结构见图6,此类化合物具有明显的抑菌活性。比如Kim等[36]从红豆杉科东北红豆杉(Taxuscuspidata)的小枝条内生真菌Periconiasp.中分离得到两个新的二萜化合物 periconicins A(67)和B(68)。periconicinsA(67)对包括枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌和鼠伤寒沙门氏菌在内的革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌表现出显著的抑菌活性,最小抑菌浓度MIC为3.12~12.5 μg/mL,periconicins B(68)对同一菌株也有一定的抑菌活性,MIC在25~50 μg/mL范围内。另外从唇型科植物丹参地上部分获得的内生真菌Talaromycespinophilus中也分离得到一个新的壳梭孢菌素型化合物pinophicin A(69)[37]。

图6 壳梭孢菌素型二萜的化学结构及70的生源合成途径Fig.6 The chemical structures of fusicoccin type and biosynthetic pathway of compound 70

接着,Xiao等[38]从网地藻科育枝网翼藻(Dictyopterisprolifera)内生桔绿色木霉Trichodermacitrinoviridecf-27培养物中分离得到一个新的含呋喃的壳梭孢菌素型二萜化合物trichocitrin(70),并提出一条合理的生物合成途径,化合物70对大肠杆菌和东海原甲藻的抑制率分别为8.0 mm(20 μg/disc)、54.1%(80 μg/mL)。由此说明抑菌效果较好此类化合物,为开发多种细菌抗菌剂提供科学依据。

1.7 吲哚二萜型

吲哚二萜型化合物结构见图7,是从植物内生真菌中分离出具有环状二萜骨架和吲哚的次生代谢产物。由香叶基香叶二磷酸(GGPP)和吲哚-3-甘油磷酸酯转化而成[39,40]。其可分为两个亚类,包括(paxilline-type)帕西林型吲哚二萜和(non-paxilline-type)非帕西林型吲哚二萜[41,42,45]。根据数据,目前已从真菌中分离到100多个吲哚二萜类化合物,如paxilline、aflatrem、emindole DB、nodulisporic acid A、3-deoxo-4b-deoxypaxilline,其中从植物内生真菌中发现的吲哚二萜类化合物共45个。Gatenby等[43]从内生真菌Neotyphodiumlolii侵染的多年生黑麦草(LoliumPerenne)中分离得到一个新的吲哚二萜类化合物14α-hydroxyterpendole C(71)和已知的吲哚二萜类化合物paspaline(72)、13-desoxypaxilline(73)。接着Qiao等[44]从海洋异虹吸藻内生真菌米曲霉Aspergillusoryzae中也分离得到两个新的吲哚二萜类衍生物asporyzin A(74)、asporyzinB(75)和一个新的吲哚二萜asporyzinC(76),以及3个已知的化合物JBIR-03(77)、emindoleSB(78)、emeniveol(79)。此外,通过探讨它们的化学防御功能,发现化合物76对大肠杆菌有较强的抑制活性,化合物77对卤虫有较强的抑制活性。

图7 吲哚二萜型化合物的化学结构Fig.7 The chemical structures of indole diterpene type compounds

随后,从红树林植物海鞘根(Rhizophorastylosa)新鲜内生组织分离出的内生真菌M.irregularisQEN-189中发现了20个结构多样的吲哚二萜类化合物,其中包括6个新化合物,即rhizovarins A-F(80~85)以及已知化合物86~99[45]。化合物80~82是化学上是独一无二的4,6,6,8,5,6,6,6,6,6-稠合吲哚-二萜环系统,是已报道的吲哚二萜中最复杂的成员。化合物80、81、88、90、93和99对人类A-549和HL-60癌细胞显示出较强的活性,而化合物84只对A-549显示出活性。通过对比发现氯代化合物80、81、88、90、93活性更强,这些结果表明,氯取代可能是针对这些细胞靶标的活性所必需的。值得注意的是,99是唯一一种对这两种细胞显示活性的帕西林型吲哚二萜化合物,与paxilline(95)相比,缺失了13-OH,而且95中的10-酮被10β-OH取代,因此这两个因素都可能有助于99的生物活性。

此外,Zhao等[46]研究的五加科人参属三七根内生真菌Drechmeriasp.发酵液中分离得到7个新的吲哚二萜类化合物drechmerins A-G(100~106)与4个已知的类似物(107~110),对上述化合物进行白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞菌和肺炎克雷伯菌生物活性评价,其中drechmerin B(101)对白色念珠菌的抗菌活性较强,MIC值为12.5 μg/mL,文献表明其可以与肽脱甲酰化酶PDF相互作用,而被证明具有抑菌作用。另一红树林植物白骨壤(Aviceninniamarina(Forsk.)Vierh.Hailanci)果实中的内生真菌Aspergillusversicolor大米固体发酵产物中的氧吲哚二萜anthcolorin G(111)、anthcolorinH(112)对人恶性上皮细胞Hela表现出微弱的细胞毒活性[47]。同样地,红树林植物楝科木果楝(XylocarpusgranatumKoenig)内生真菌Eupenicilliumsp.HJ002的发酵液中存在吲哚二萜类化合物penicilindoles A~C(113~115),在细胞毒活性测试中均对A-549、Hela和HepG2表现出不同程度的细胞毒性,与阳性对照5-氟烷(IC50=36.8、6.9 μM)相比,其中113对A-549和HepG2的抑制效果最好,其IC50值分别为5.5和1.5 μM[48]。不难看出,红树林植物内生真菌所产生的次生代谢产物将前景广泛,是抗肿瘤代谢成分中不可或缺的一员。

吲哚二萜类化合物不仅具有显著的抑菌、抗肿瘤活性,另有文献表明,Fan等[49]发现的吲哚二萜类化合物对甲型H1N1病毒也存在抑制作用。构效关系显示,吲哚二萜化合物中C-3位氧代、C-4b羟基和C-9异戊烯基取代可以增强六环吲哚二萜类化合物的抗H1N1活性,并对H1N1病毒诱导的细胞病变有明显的保护作用。如果C-2′进一步羟基化和苯基上的异戊二烯基化,那么将会倾向于降低活性。通过对比发现开链吲哚二萜和五元环吲哚二萜也表现出明显的活性,由此表明环状二萜部分不是吲哚二萜抗H1N1活性的必要核心。鉴于其拥有抗病毒作用,吲哚二萜类化合物有可能作为新的天然抗H1N1病毒候选化合物用于筛选。

由于该类化合物结构复杂,研究还发现了这些化合物对昆虫具有毒性,其吲哚二萜结节孢酸A的杀虫活性主要归因于它对昆虫体内谷氨酸类氯离子通道的调节。同时还可通过调节各种离子通道对哺乳动物具有促透过性[50]。因此该类化合物在未来将会有更多开发价值。

1.8 银杏内酯型

从植物内生真菌中分离的银杏内酯型化合物在预防神经性疾病中也发挥着重要的保护作用,银杏内酯作为银杏提取物中独有的成分,包括银杏内酯A、B、C、J、M、K和L(或称为一类具有特殊C20结构的二萜化合物),分子中嵌有一个叔丁基和六个五元环,包括一个螺壬烷、一个四氢呋喃环和三个内酯环。

银杏内酯B(116)结构见图8,当其C-3位上为顺式羟基时,是自然界最强的PAF(platelet activating factor)受体拮抗剂。近年来,银杏内酯B也是有效的、选择性的甘氨酸受体(GRs)拮抗剂,在大脑的新皮层和海马中能够拮抗甘氨酸受体[51]。

图8 银杏内酯型化合物的化学结构Fig.8 The chemical structures of ginkgolide type compound

Cui等[52]提供了一种利用真菌发酵生产银杏内酯B的新方法,从银杏根皮内生尖孢镰刀菌Fusariumoxysporum液体发酵所产生的次生代谢产物中获得银杏内酯B。以此克服了从银杏叶和树皮中分离提取银杏内酯B的自然资源局限性,为银杏内酯B的应用提供了来源保证。此外,有研究表明银杏内酯B通过发挥抗炎作用可以减少多巴胺能神经元的丢失,起到神经保护作用,不过有一些具体机制目前还尚不明确。

1.9 其他类型

从植物内生真菌中发现的二萜类化合物结构多种多样,除了上述几种主要结构类型外,还包括一些不常见的phomactin型、cyclopiane型、norcyclostane型、松香烷型二萜化合物,同样具有特殊生物活性,化合物来源及活性见表1,化合物结构见图9~11。

表1 植物内生真菌中具有生物活性的其他类二萜化合物Table 1 Other diterpenoids with biological activity in plant endophytic fungi

图9 Phomactin型化合物的化学结构Fig.9 The chemical structures of phomactin type compounds

图10 Cyclopiane型化合物的化学结构Fig.10 The chemical structures of cyclopiane type compounds

图11 Norcyclostane型与松香烷型化合物的化学结构Fig.11 The chemical structures of norcyclostane type and abietane type compounds

2 讨论与展望

根据所查阅1993年以来的文献表明,研究报道了从植物中分离的37种内生真菌可以产生二萜类化合物,其中包括:紫杉烷型(1个)、半日花烷型(31个)、harzianone型(5个)、异海松烷型(26个)、guanacastane型(3个)、壳梭孢菌素型(4个)、吲哚二萜型(45个)、银杏内酯型(1个)、phomactin型(4个)、cyclopiane型(13个)、norcyclostane型(3个)、松香烷型(1个)。这些化合物蕴含着抗肿瘤、抗病毒、抗炎、抑菌、杀线虫等不同活性,尤其是像半日花烷型等6类骨架化合物在抗肿瘤、抑菌方面效果显著,总结见表2-3。因此对于植物内生真菌二萜类化合物的研究应着重关注这部分。另外由于气候条件、样本采集季节和地理位置等因素影响[59],同种植物内生真菌所代谢的二萜类化合物存在差异,增加了其广泛性,由此这些化合物在医药、农业、环境等方面的应用前景可观。

表2 植物内生真菌二萜类抗肿瘤化学物质汇总表Table 2 Summary of diterpenoid anti-tumor chemical substances of plant endophytic fungi

续表2(Continued Tab.2)

表3 植物内生真菌二萜类抗菌化学物质汇总表Table 3 Summary of diterpenoid anti-bacterial chemical substances of plant endophytic fungi

不过对于植物内生真菌二萜化合物的研究目前仍存在一些问题,植物内生真菌的发现已有100多年,但活性化合物的研究起步较晚,尤其是内生真菌诱导活性物质形成和积累的研究,是近几十年才被关注的领域。因此在分离鉴定的同时应进一步研究植物内生真菌诱导二萜类化合物合成途径、生物活性作用机制及构效关系,并明确其作用部位,这将为二萜类化合物的广泛应用提供具体依据。另外,也需要更多的研究来优化内生真菌的生长条件,特别是真菌在没有明显衰减的情况下容易产生代谢物的条件。以此获得更多具有高药效的活性化合物并应用于新药物的开发与研究[60]。综上,将优化内生菌生长条件与所分离的活性化合物机制、构效相结合对植物内生真菌二萜类活性成分的开发利用具有深远意义。

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替格瑞洛联合吲哚布芬在急性ST抬高型心肌梗死患者中的应用
麻疯树叶中3个新的糖苷类化合物
芸苔素内酯与吡唑醚菌酯在小麦上的应用技术
对科研工作要有锲而不舍的精神
1,3,4-噻二唑取代的氮唑类化合物的合成及体外抗真菌活性
合成稠环吲哚研究
吲哚骨架7位的羟基化研究
金属催化下吲哚7位的修饰