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郭跃伟课题组合作发表海洋软珊瑚中特征次生代谢产物Eunicellane型二萜化合物研究进展综述
发布日期:2020-10-30 08:57    浏览次数:

       上海药物所郭跃伟团队长期与德国、法国、意大利等国家学者合作,在中国南海无脊椎动物化学、化学生态学及生物活性/成药性研究领域取得了一系列研究成果。近日,郭跃伟课题组与德国波恩大学Dickschat课题组合作,在天然产物领域权威综述性期刊Natural Product Reports(IF=12.000)上发表了题为Diving into the World of Marine 2,11-Cyclized Cembranoids: A Summary of New Compounds and Their Biological Activities的特邀综述文章(Nat. Prod. Rep. 2020, 37, 1363)。该文创新性地以二萜化合物的生源合成假说为线索,从化学结构和药理活性方面,对过去十年里新发现的eunicellane型二萜化合物研究进展进行了系统地、全面的综述。

       软珊瑚科(Alcyonacea)动物是海洋中一类具有广泛生物活性与化学多样性的活性先导化合物的重要来源。上海药物所郭跃伟课题组对该海洋动物的化学成分及其生物活性展开了20余年系统性的研究,取得了一系列重要研究成果,软珊瑚二萜化合物的研究也成为我国科研工作者在海洋天然产物化学研究领域的代表性成果之一。

       在碳骨架结构分类上,eunicellane型二萜属于cembrane型二萜在C2和C11位环化的变形。在综述中,科研人员首先按照二萜化合物的生源前体—香叶基香叶基焦磷酸(GGPP)的编号体系,重新定义了eunicellane型骨架(3) (2,11-环化西松烷)的编号,以此进行综述内容的展开和讨论(图1)。

       科研人员系统地介绍了过去10年间海洋软珊瑚来源的200余个eunicellane型二萜化合物,并根据结构上是否存在跨环醚桥,将其进行清晰的结构分类(图2)。分类包括不具有跨环醚桥的solenopodin A类化合物、C2和C6之间形成醚桥的labiatin A类化合物、C2和C9之间形成醚桥的eunicellins类化合物,以及C4和C7之间形成醚桥的sarcodictyin A类化合物。此外,文章介绍了该类型化合物不仅在结构上具有新颖性,而且还表现出显著的抗肿瘤和抗炎活性,为从海洋中寻找药用先导化合物提供了重要参考。对于某些化合物,科研人员还观察到了显著的抗附着(anti-fouling)活性,同样具有较好的潜在应用价值。

       科研人员还根据报道的eunicellane型二萜化合物结构的相关性以及结合对细菌和真菌中萜类化合物的生物合成方式的了解,对该类型化合物的生物合成途径进行推导,从而进一步深化对该类型化合物的认识,为未来的有机合成、药物化学及生物合成等相关研究奠定了较好的基础。

       海洋软珊瑚的基因组学(genome)甚至宏基因组学(metagenome)在未来值得进一步探究,这将有助于推动生物合成基因以及酶的发现、鉴定和表征。此外,通过此类生物技术方法,将有可能从海洋中获得更加有趣的生物活性次级代谢产物。

       该项工作第一作者为上海药物所和德国波恩大学联合培养博士研究生李耿,由上海药物所郭跃伟研究员和德国波恩大学Dickschat教授共同指导。该工作得到国家自然科学基金重大项目、重点国际合作项目、科技部“重大新药创制”重大专项、国家重点研发计划和中国留学基金委的支持。

 

 海洋软珊瑚示意图

 

 

图1. Eunicellane型二萜与cembrane型二萜的生源关系

 

 

图2. Eunicellane型二萜化合物分类

       原文链接:https://doi.org/10.1039/D0NP00016G

(供稿部门:郭跃伟课题组;供稿人:李松威)

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