簡(jiǎn)易扁板海綿化學(xué)成分研究進(jìn)展

劉振華，周晨妍

(新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院 河南省醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與分子靶向藥物高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，河南 新鄉(xiāng) 453003)

摘要：從簡(jiǎn)易扁板海綿可以分離到呋喃類、環(huán)狀過(guò)氧化物、糖脂類、生物堿、甾體類、脂肪酸衍生物等化合物，分別具有抗腫瘤、抗瘧疾和免疫抑制活性，具有較高的研究?jī)r(jià)值。對(duì)簡(jiǎn)易扁板海綿化合物類型進(jìn)行了歸納分類，并對(duì)其主要活性進(jìn)行綜述，以期為相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：簡(jiǎn)易扁板海綿；化學(xué)成分；呋喃類；環(huán)狀過(guò)氧化物；糖脂類；生物堿；甾體類；脂肪酸衍生物

基金項(xiàng)目：新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院科研培育基金資助項(xiàng)目(2014QN140)，新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院高學(xué)歷人才支持計(jì)劃基金資助項(xiàng)目(100411)

收稿日期：2015-05-27

作者簡(jiǎn)介：劉振華(1980-)，男，山西朔州人，博士，講師，研究方向：微生物藥物，E-mail：liuzhenhua_2008@126.com。

doi：10.3969/j.issn.1672-5425.2015.09.002

中圖分類號(hào)：Q 959.123文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

海洋是一個(gè)巨大的寶庫(kù)，蘊(yùn)藏著豐富的生物資源，形形色色、種類各異的動(dòng)物、植物和微生物生活在浩瀚的海洋中。與陸地環(huán)境相比，海洋環(huán)境具有高壓、高鹽、低溫和寡營(yíng)養(yǎng)等特點(diǎn)，因此海洋生物可以代謝產(chǎn)生一些不同于陸地生物的特殊結(jié)構(gòu)化合物，從而為人類疾病治療提供豐富的先導(dǎo)物。

海綿屬于初級(jí)動(dòng)物，在海洋中分布廣泛。海綿的生長(zhǎng)為附著生長(zhǎng)，沒(méi)有物理防御機(jī)制，卻可以在復(fù)雜的海洋生態(tài)環(huán)境中存活下來(lái)，因此，人們推測(cè)海綿一定具有特殊的化學(xué)防御機(jī)制，可以產(chǎn)生大量的化合物用來(lái)抵御捕食者，科學(xué)家對(duì)此做了大量的研究。

簡(jiǎn)易扁板海綿(Plakortissimplex)屬于尋常海綿綱(Demospongiae)、同骨海綿目(Hamosclerophorida)、多板海綿科(Plakinidae)。1978 年，美國(guó)Faulkner 研究組[1]首次對(duì)Plakortis屬海綿進(jìn)行了研究，從巴拿馬海綿P.halichondrioides中分離得到聚酮類過(guò)氧化物plakortin。其后意大利的Fattorusso課題組[2]對(duì)Plakortissimplex進(jìn)行了長(zhǎng)期和系統(tǒng)的化學(xué)成分研究。近年來(lái)，我國(guó)研究人員陸續(xù)從南海永興島附近的Plakortissimplex中發(fā)現(xiàn)了一系列抗瘧疾和細(xì)胞毒活性化合物。

到目前為止，各國(guó)相關(guān)研究者從Plakortissimplex中分離得到大量化合物，結(jié)構(gòu)類型多樣，包括呋喃類、環(huán)狀過(guò)氧化物、生物堿和糖脂類等。作者在此對(duì)簡(jiǎn)易扁板海綿化合物進(jìn)行歸類，綜述了其主要活性，以期為相關(guān)研究提供參考。

1呋喃類化合物

這是目前從Plakortissimplex中分離到數(shù)量最多的一類化合物。早在1980年，Stierle等[3]就從加勒比海海綿Plakortis屬中分離到這類化合物，并報(bào)道這類化合物是海綿化合物主要成分。作者研究表明，從我國(guó)南海永興島采集的Plakortissimplex(編號(hào)XSA-02)的主要成分也是一種呋喃類化合物(數(shù)據(jù)未發(fā)表)，而且同Stierle報(bào)道的化合物一致。李國(guó)強(qiáng)課題組[4]和Fattorusso課題組[2]分別從Plakortissimplex中分離到呋喃類化合物。這類化合物的共同特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)呋喃環(huán)，支鏈有時(shí)含有雙鍵。李國(guó)強(qiáng)課題組的報(bào)道指出，一些呋喃類化合物有微弱細(xì)胞毒作用[4]。文獻(xiàn)報(bào)道的從Plakortissimplex中分離到的呋喃類化合物見(jiàn)表1。

2環(huán)狀過(guò)氧化物

環(huán)狀過(guò)氧化物在Plakortissimplex中廣泛存在，且具有明顯的抗瘧疾活性。此外，還有一部分過(guò)氧化物顯示抗腫瘤活性。這類化合物的共同特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)六元過(guò)氧化物環(huán)。有關(guān)此類結(jié)構(gòu)的化合物和活性見(jiàn)表2。

表1來(lái)源于Plakortissimplex的呋喃類化合物的結(jié)構(gòu)

Tab.1Structures of furans from spongePlakortissimplex

化合物結(jié)構(gòu)活性參考文獻(xiàn)化合物8、10、11具有一定細(xì)胞毒活性[4] 有選擇性抗腫瘤活性[2]化合物1具有強(qiáng)烈的細(xì)胞毒活性[5]

表2來(lái)源于Plakortissimplex的環(huán)狀過(guò)氧化物的結(jié)構(gòu)

Tab.2Structures of cycloperoxide from spongePlakortissimplex

化合物結(jié)構(gòu)活性參考文獻(xiàn) 有一定抗瘧疾活性[6]

續(xù)表2

化合物結(jié)構(gòu)活性參考文獻(xiàn)中等抗瘧疾活性[7]未見(jiàn)報(bào)道[8]有抗腫瘤活性[9]化合物3有中等抗腫瘤活性 [10]化合物3和5對(duì)鼠科動(dòng)物白血病細(xì)胞有一定活性[11]化合物5有較好的抗腫瘤活性[12]化合物3有明顯的抗腫瘤活性[13]

3糖脂類化合物

糖脂類化合物主要見(jiàn)于Fattorusso課題組[15-18]的報(bào)道。這是一類分離于正丁醇部位的具有較大極性的化合物，部分化合物具有免疫抑制活性，其結(jié)構(gòu)和活性見(jiàn)表3。

表3來(lái)源于Plakortissimplex的糖脂類化合物

Tab.3Structures of glycolipid from spongePlakortissimplex

化合物結(jié)構(gòu)活性參考文獻(xiàn)未見(jiàn)報(bào)道[14]細(xì)胞毒活性[15] 通過(guò)非細(xì)胞毒活性 抑制細(xì)胞增殖[16] 免疫抑制活性[17]

4生物堿類化合物

生物堿一般是指含有負(fù)氧化N原子的非氨基酸及肽的環(huán)狀天然有機(jī)化合物，生物堿在自然界中廣泛存在，其中多具有明顯的生物活性。從Plakortissimplex中分離到的生物堿化合物數(shù)量不多，表明其在此種海綿中屬于微量成分，已報(bào)道的生物堿化合物及其活性見(jiàn)表4。

表4來(lái)源于Plakortissimplex的生物堿類化合物的結(jié)構(gòu)

Tab.4Structures of alkaloid from spongePlakortissimplex

化合物結(jié)構(gòu)活性參考文獻(xiàn)未見(jiàn)報(bào)道[18]未見(jiàn)報(bào)道[14]

5甾體類化合物

Fattorusso課題組[19]從Plakortissimplex中分離到一種甾體類化合物，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，但未見(jiàn)其生物活性的報(bào)道。

圖1　分離自 Plakortis simplex的甾體類化合物的結(jié)構(gòu) Fig.1　Structures of steroid from sponge Plakortis simplex

6脂肪酸衍生物

林厚文課題組從Plakortissimplex中分離到一些鏈狀脂肪酸衍生物，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2，其中化合物1具有一定的細(xì)胞毒活性[20]。

圖2　分離自 Plakortis simplex的脂肪酸衍生物的結(jié)構(gòu) Fig.2　Structures of fatty acid derivative from sponge Plakortis simplex

7結(jié)語(yǔ)

從自然界中分離純化天然化合物，研究其生物活性，作為先導(dǎo)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化從而形成各種治療疾病的藥物，是天然產(chǎn)物科學(xué)工作者孜孜以求的目標(biāo)。人們已經(jīng)從陸地生物中分離純化到很多化合物用于疾病治療，典型的如青霉素和紫杉醇。然而，病原體抗藥性在不斷進(jìn)化，人類疾病的種類在逐漸增多，人類對(duì)疾病發(fā)生發(fā)展機(jī)制的了解也在逐步深入，這就要求天然產(chǎn)物科學(xué)工作者分離出更多的化合物，增加化合物結(jié)構(gòu)的多樣性，豐富化合物的種類和數(shù)量，以供藥物活性篩選。

人們已經(jīng)從Plakortissimplex中分離到呋喃類、環(huán)狀過(guò)氧化物、糖脂類和生物堿等化合物，部分化合物具有一定的細(xì)胞毒、抗瘧疾和免疫抑制活性，但沒(méi)有分離到結(jié)構(gòu)獨(dú)特的化合物，可能需要從微量成分或者大極性部位入手。此外，Plakortissimplex在中國(guó)南海、加勒比海等不同海域都有分布，但不同來(lái)源的Plakortissimplex均可分離到呋喃類化合物和環(huán)狀過(guò)氧化物，表明這兩類化合物可以作為此種海綿的化學(xué)分類學(xué)特征。

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Research Progress of Chemical Substances from SpongePlakortisSimplex

LIU Zhen-hua,ZHOU Chen-yan

(HenanProvinceKeyLaborataryofMedicalGeneticsandMolecularTargetingDrugs,

CollegeofLifeScienceandTechnology，XinxiangMedicalUniversity，Xinxiang453003，China)

Abstract：Furans，cycloperoxides，glycolipids，alkaloids，steroids and fatty acid derivatives could be separated from sponge Plakortis simplex，and some of them possess anti-tumor，anti-malaria and immunosuppressive activity.In this paper，the types of compounds from sponge Plakortis simplex were classified，and their main activities were summarized.We expect this paper will provide reference for related research.

Keywords：sponge Plakortis simplex；chemical substance;furans；cycloperoxides；glycolipids;alkaloids;steroids;fatty acid derivatives