王 磊,余志銀,徐冬冬,趙 晨,黃勝雄*,馬亞團(tuán)*
1 西北農(nóng)林科技大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)院,楊凌 712100;2 中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所 植物化學(xué)與西部植物資源持續(xù)利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,昆明 650201;3 西北農(nóng)林科技大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,楊凌 712100
大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗生素(macrolides antibiotics)是指在結(jié)構(gòu)上具有12 ~ 16元環(huán)內(nèi)酯骨架并且具有抑菌活性的化合物。自1952年紅霉素被應(yīng)用于臨床治療以來(lái),一共發(fā)現(xiàn)了超過(guò)100種大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗生素。其中,常用于臨床醫(yī)學(xué)的達(dá)20 ~ 30種,如紅霉素、阿奇霉素、泰利霉素和白絲霉素等[1]。研究表明,大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗生素通過(guò)與細(xì)菌核糖體50S亞單位的L27及L22蛋白質(zhì)結(jié)合,來(lái)抑制細(xì)菌的蛋白合成,從而實(shí)現(xiàn)抗菌活性[2]。大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)化合物不僅可作為抗生素應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)中,還具有抗哮喘、抗腫瘤、胃腸動(dòng)力作用、防治心血管疾病、抑制肺間質(zhì)纖維化、逆轉(zhuǎn)白血病細(xì)胞耐受性等作用[2]。
Aldgamycins和chalcomycins都是十六元內(nèi)酯環(huán)化合物。二者在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別是,Aldgamycins在5號(hào)碳連接一個(gè)D-aldgarose或者脫羧基的D-aldgarose,而chalcomycins在5號(hào)碳連接一個(gè)D-chalcose。從天然產(chǎn)物中僅發(fā)現(xiàn)20個(gè)aldgamycins和7個(gè)chalcomycins類(lèi)化合物[3,4],大多數(shù)aldgamycins和chalcomycins都對(duì)革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性細(xì)菌有較強(qiáng)的抑制作用[5]。
本課題組從采自大理蒼山的土壤樣本中分離獲得一批放線(xiàn)菌株,發(fā)現(xiàn)編號(hào)為Streptomycessp.KIB-K1的鏈霉菌菌株具有抗菌活性,從該菌的發(fā)酵液中共分離得到7個(gè)大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)化合物,其中5個(gè)為Aldgamycins類(lèi)化合物,分別是aldgamycin J(3)、aldgamycin K(4)、aldgamycin L(5)、GERI-155(6)、chalcomycin(7),2個(gè)為Chalcomycins類(lèi)化合物,分別是aldgamycin E(2)和新化合物aldgamycin P(1)。抗菌實(shí)驗(yàn)顯示,化合物1~7對(duì)金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌有顯著的抑制作用,其中化合物2和7對(duì)金黃色葡萄球菌的MIC值分別為0.49、0.98 μg/mL,強(qiáng)于陽(yáng)性對(duì)照卡那霉素的MIC值(3.91 μg/mL),新化合物1對(duì)金黃色葡萄球菌的MIC值為7.81 μg/mL。
德國(guó)Bruker Avance III 400 MHz/600 MHz核磁共振波譜儀,日本Shimadzu UPLC-IT-TOF型色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,德國(guó)Bruker Tensor 27傅立葉變換中紅外光譜儀,日本Jasco P-1020全自動(dòng)旋光儀,日本Shimadzu UV 2401 PC紫外可見(jiàn)分光光度儀,日立Chromaster高效液相色譜儀,YMC-Triat C18型液相色譜柱(250 × 10 mm I.D.),Thermo LYNX 6000離心機(jī),德國(guó)Hei-VAP Value G3旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,瑞典Airtech Sephadex LH-20凝膠,青島海洋GF 254薄層色譜硅膠板和200 ~ 300目柱色譜硅膠,上海博訊YXQ-LS-18SI高壓蒸汽滅菌鍋,上海知楚ZQZY-HC恒溫?fù)u床。
發(fā)酵菌株Streptomycessp.KIB-K1分離自大理蒼山云游路(東經(jīng)99°58′~ 100°27′,北緯25°25′ ~ 25°58′)附近土壤。通過(guò)對(duì)其16S rRNA進(jìn)行基因測(cè)序,發(fā)現(xiàn)其序列與Streptomycessp.9-6(2012)的序列相似度為99.86%,參考其形態(tài)特征及培養(yǎng)特性,確定其為鏈霉菌屬。菌株Streptomycessp.KIB-K1保藏于昆明植物研究所植物化學(xué)與西部植物資源持續(xù)利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
MS固體培養(yǎng)基:大豆粉20.0 g/L,甘露醇20.0 g/L,技術(shù)瓊脂粉20.0 g/L,pH=7.0;TSB種子培養(yǎng)基:胰蛋白胨17.0 g/L,大豆蛋白胨3.0 g/L,氯化鈉5.0 g/L,磷酸氫二鉀2.5 g/L,葡萄糖2.5 g/L,pH=7.3 ± 0.2;DTY液體發(fā)酵培養(yǎng)基:糊精 40.0 g/L,番茄醬 7.5 g/L,酵母提取粉5 g/L,N-amine-A 2.5 g/L,pH=7.3 ± 0.2。
從保菌管中取出少量Streptomycessp.KIB-K1的孢子在MS固體培養(yǎng)基上活化。將活化后的菌株接種到裝有50 mL TSB培養(yǎng)基的250 mL三角瓶中,置于恒溫?fù)u床上培養(yǎng)36 h,培養(yǎng)條件設(shè)定為轉(zhuǎn)速200 rpm,溫度30 °C。取12.5 mL種子液(接種量為5%)接種到裝有250 mL DTY培養(yǎng)基的1 L三角瓶中發(fā)酵,共發(fā)酵15 L。發(fā)酵條件設(shè)定為轉(zhuǎn)速200 rpm,溫度30 °C。
收集15 L發(fā)酵液,將發(fā)酵液置于轉(zhuǎn)速為4 000 rpm的高速離心機(jī)中分離菌體和上清液。上清液用等量乙酸乙酯萃取5次,減壓濃縮有機(jī)相得粗提物浸膏A。菌體部分用75%甲醇浸泡并超聲萃取2 h,離心后保留甲醇相,減壓去除甲醇后,用乙酸乙酯萃取剩余水相部分,濃縮有機(jī)相后得浸膏B。A、B兩相經(jīng)HPLC-DAD分析后合并,稱(chēng)重共計(jì)3.5 g。
獲得的3.5 g浸膏運(yùn)用硅膠柱粗分。采用石油醚-乙酸乙酯梯度洗脫(1∶0、10∶1、5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶3、0∶1)得8個(gè)組分(Fr.A ~ H)。各組分經(jīng)HPLC-DAD分析后,合并F、G和H段得組分Fr.M。Fr.M經(jīng)凝膠色譜分離得7個(gè)亞組(Fr.M 1 ~ 7。Fr.M 1經(jīng)HPLC半制備分離純化(方法:0 ~ 29.0 min,60%甲醇,29.1 ~ 39.0 min,66%甲醇,流速3 mL/min)得化合物2(tR=35.9 min,8.0 mg)、3(tR=17.5 min,56.2 mg)、4(tR=28.8 min,16.5 mg)、5(tR=39.8 min,1.3 mg)、6(tR=25.0 min,2.0 mg)、7(tR=25.8 min,2.8 mg)。Fr.M 2經(jīng)HPLC半制備分離純化(方法:0~25.0 min,38%乙腈,流速3 mL/min)得化合物1(tR=20.8 min,2.8 mg)。
1.5.1 抑菌圈直徑大小測(cè)定(濾紙片法)[6,7]
本實(shí)驗(yàn)選用兩株農(nóng)作物致病真菌(小麥赤霉病菌Gibberellazeae和玉米小斑病菌HelminthosporiummaydisNisik & Miy)與兩株致病細(xì)菌(金黃色葡萄球菌StaphylococcusaureusATCC 6538和枯草芽孢桿菌BacillussubtilisATCC 6633)作為抑菌活性測(cè)試菌株。將化合物1~7、多菌靈(Carbendazim)和卡那霉素(Kanamycin)分別配制成濃度為2.0 mg/mL的DMSO溶液備用。測(cè)試化合物對(duì)細(xì)菌的抑制作用時(shí),以DMSO為陰性對(duì)照,以卡那霉素為陽(yáng)性對(duì)照,選用LB培養(yǎng)基(配方:胰蛋白胨10.0 g/L,酵母提取物5.0 g/L,NaCl 10.0 g/L,瓊脂粉20.0 g/L,pH7.4)培養(yǎng)細(xì)菌。測(cè)試化合物對(duì)真菌的抑制作用時(shí),以DMSO為陰性對(duì)照,以多菌靈為陽(yáng)性對(duì)照,選用PDA培養(yǎng)基(配方:土豆200.0 g/L,瓊脂粉20.0 g/L,葡萄糖20.0 g/L)培養(yǎng)真菌。
取無(wú)菌濾紙片(直徑為5 mm),滴加6 μL樣品溶液,移入已接菌的培養(yǎng)基平板上。真菌平板放置在28 °C培養(yǎng)24 h后觀(guān)察抑菌圈大小,細(xì)菌平板放置在37 °C培養(yǎng)12 h后觀(guān)察抑菌圈大小。用十字交叉法測(cè)量抑菌圈直徑,重復(fù)平行做3次,抑菌圈直徑測(cè)量3次求平均值。
1.5.2 MIC測(cè)定(常量肉湯稀釋法)[8,9]
將金黃色葡萄球菌菌株接種到LB液體培養(yǎng)基中,28 °C培養(yǎng)1 d左右。選取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的菌液,通過(guò)測(cè)定菌液在600 nm波長(zhǎng)處的吸光值將菌液濃度調(diào)整到1×105CFU/mL左右。采用試管二倍稀釋法,以L(fǎng)B培養(yǎng)基為稀釋溶液,配制化合物1~7和卡那霉素的濃度分別為 1 000.00、500.00、250.00、125.00、62.50、31.25、15.63、7.81、3.91、1.96、0.98 μg/mL。無(wú)菌對(duì)照和受試菌生長(zhǎng)對(duì)照均不加藥液。除無(wú)菌對(duì)照外,向各管中添加等體積濃度約為1×105CFU/mL菌懸液,則各管中化合物濃度分別減少為500.00、250.00、125.00、62.50、31.25、15.63、7.81、3.91、1.95、0.98、0.49 μg/mL。將各管置于37 ℃條件下恒溫培養(yǎng)。18~24 h后,以肉眼觀(guān)察清澈透明的試管為無(wú)菌生長(zhǎng),無(wú)菌生長(zhǎng)的最大稀釋度的藥物濃度為該化合物對(duì)該菌的MIC,重復(fù)平行3次。
化合物1白色粉末(甲醇);HR-ESI-MS:m/z=781.360 8[M+Na]+(Calcd for C15H22O4,781.361 7)分子式為C37H58O16,不飽和度值為9。在紅外譜圖中1 711、1 233 cm-1處有吸收,提示有αβ-不飽和羰基和環(huán)氧體系的存在[10]。在1H NMR譜圖中,低場(chǎng)區(qū)域只存在δH6.77 (H-3)和δH5.99(H-2)兩個(gè)氫信號(hào),且二者存在耦合相關(guān)信號(hào)(J=15.5 Hz),推斷可能存在一個(gè)反式雙鍵。結(jié)合13C NMR和DEPT NMR譜圖,可將37個(gè)碳信號(hào)分別歸屬為:五個(gè)季碳信號(hào)(δC213.5、165.1、153.8、85.9、78.6),十八個(gè)叔碳信號(hào)(δC120.5、151.9、102.3、100.3、86.9、80.9、80.5、79.8、72.8、69.3、69.0、68.6、66.1、58.6、56.2、47.4、40.4、33.2),五個(gè)仲碳信號(hào)(δC66.4、39.9、32.2、31.3、26.3),九個(gè)伯碳信號(hào)(δC61.1、57.9、20.8、20.5、17.9、17.8、17.6、14.1、12.8)。在二維譜圖中,根據(jù)1H-1H COSY譜圖中相關(guān)信號(hào),可以發(fā)現(xiàn)存在H-2/H-3/H-4(H-17)/H-5/H-6(H-18)/H-7/H-8、H-10/H-11/H-12/H-13/H-14(H-20)/H-15/H-16和H-1′′/H-2′′/H-3′′/H-4′′/H-5′′/H-6′′耦合體系。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)存在H-1′/H-2′、H-4′/H-5′/H-6′、H-7′/H-8′耦合信號(hào)片段。在HMBC中,H-1′、H-4′、H-8′與C-3′存在相關(guān)信號(hào),H-1′與C-5、H-5與C-1′存在相關(guān)信號(hào),據(jù)此推斷aldgarose片段存在并且連接在C-5。同時(shí),H-8′′與C-3′′、H-7′′與C-2′′、H-1′′與C-5′′分別存在HMBC相關(guān)信號(hào),以及H-1′′與C-20、H-20與C-1′′的HMBC相關(guān)信號(hào)證實(shí)allopyranose片段存在并且連接在C-20。H-6與C-8、H-19與C-8、H-19與C-9、H-11與C-9的相關(guān)HMBC信號(hào)證實(shí)C-7/C-8(C-19)/C-9/C-10連接在一起。H-3與C-1、H-2與C-1、H-15與C-1的相關(guān)HMBC信號(hào)證實(shí)雙鍵碳C-2、C-3與C-1連接在一起,且C-1與C-16通過(guò)氧原子連接在一起。據(jù)此可以確定十六元內(nèi)酯環(huán)的存在,據(jù)C-12和C-13化學(xué)位移的大小(δC58.6和56.2)推測(cè)在C-12和C-13處存在三元氧環(huán)結(jié)構(gòu)。通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研該結(jié)構(gòu)與aldgamycin E(化合物2)結(jié)構(gòu)高度類(lèi)似,僅在8號(hào)位被羥基化。在所有的Aldgamycins類(lèi)化合物中,8號(hào)位僅有兩種取代形式,即僅被甲基取代,或同時(shí)被甲基和羥基取代。上述兩種取代方式中,甲基總是朝向面內(nèi)的,據(jù)此可推斷aldgamycin P的8號(hào)位中,甲基朝內(nèi),羥基朝外。綜上,化合物1的結(jié)構(gòu)鑒定為圖1所示,命名為aldgamycin P,其關(guān)鍵的COSY和HMBC數(shù)據(jù)見(jiàn)圖1。
化合物1的詳細(xì)結(jié)構(gòu)鑒定數(shù)據(jù)原始圖譜可從本刊官網(wǎng)免費(fèi)下載(www.trcw.ac.cn)
圖1 化合物1~7的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及化合物1關(guān)鍵COSY、HMBC示意圖Fig.1 The chemical structures of compounds 1-7 and key COSY,HMBC correlations of compound 1
化合物2白色粉末(甲醇);ESI-MS:m/z765[M+Na]+,m/z391[(M+K+H)/ 2]+;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:6.73(dd,J=15.5,10.5 Hz,1H,H-3),5.87(d,J=15.4 Hz,1H,H-2),5.32(dq,J=9.7,6.2 Hz,1H,H-15),4.65(d,J=7.7 Hz,1H,H-1′),4.56(d,J=7.7 Hz,1H,H-1′′),4.39(q,J=6.5 Hz,1H,H-7′),4.13(dd,J=10.0,3.8 Hz,1H,H-20a),3.89(m,1H,H-5′),3.76(t,J=3.1 Hz,1H,H-3′′),3.64(m,1H,H-20b),3.62(s,3H,8′′-CH3),3.55(s,3H,7′′-CH3),3.52(m,1H,H-5′′),3.48(m,1H,H-2′),3.43(d,J=9.5 Hz,1H,H-5),3.20(m,1H,H-2′′),3.08(dd,J=7.7,2.9 Hz,1H,H-4′′),2.83(dt,J=8.3,2.5 Hz,1H,H-12),2.73(m,2H,H-4,H-10a),2.54(m,2H,H-8,H-13),2.10(m,1H,H-11a),2.03(m,1H,H-10b),1.86(dd,J=14.3,2.2 Hz,1H,H-4′),1.78 ~ 1.62(overlap,3H,H-7a,H-4′),1.59(d,J=6.4 Hz,3H,8′-CH3),1.53(m,1H,H-6),1.49 ~ 1.38(overlap,3H,H-7b,H-14,H-11b),1.35(d,J=6.3 Hz,3H,16-CH3),1.24(m,6H,17-CH3,19-CH3),1.19(d,J=6.6 Hz,3H,6′-CH3),1.11(d,J=6.9 Hz,3H,6′′-CH3),0.96(d,J=6.6 Hz,3H,18-CH3);13C NMR(150 MHz,CDCl3)δ:213.4(C-9),165.7(C-1),154.0(C-9′),150.7(C-3),121.5(C-2),101.3(C-1′),101.0(C-1′′),86.0(C-3′),84.8(C-5),82.0(C-2′′),81.4(C-7′),79.7(C-3′′),72.8(C-4′′),71.8(C-5′′),70.9(C-2′),70.0(C-15),67.4(C-20),67.3(C-5′),61.8(C-8′′),59.8(C-7′′),59.7(C-12),58.0(C-13),48.6(C-14),45.6(C-8),41.2(C-4),41.2(C-4′),34.8(C-6),33.5(C-10),32.5(C-7),26.7(C-11),20.7(C-6′),18.7(C-16),18.6(C-6′′),18.2(C-19),17.9(C-18),17.1(C-17),13.8(C-8′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[11]報(bào)道一致,故鑒定為aldgamycin E。
化合物3白色粉末(甲醇);ESI-MS:m/z755[M+Na]+;1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:6.78(dd,J=15.5,10.2 Hz,1H,H-3),5.95(d,J=15.5 Hz,1H,H-2),5.14(m,1H,H-15),4.44(d,J=8.4 Hz,1H,H-1′′),4.42(d,J=9.3 Hz,1H,H-1′),3.89(m,1H,H-20a),3.69(m,1H,H-5′),3.65(m,1H,H-3′′),3.54 ~ 3.51(overlap,3H,H-7′,H-20b,H-5′′),3.41(m,1H,H-2′),3.45(s,3H,8′′-CH3),3.39(s,3H,7′′-CH3),3.33(m,1H,H-5),3.06(dd,J=9.5,2.6 Hz,1H,H-4′′),2.99(dd,J=8.1,2.8 Hz,1H,H-2′′),2.83(dt,J=7.5,2.6 Hz,1H,H-14),2.74~2.62(overlap,3H,H-4,H-10a,H-13),2.15(ddd,J=16.2,9.6,5.9 Hz,1H,H-10b),1.97(m,1H,H-11a),1.80(d,J=13.8 Hz,1H,H-4′),1.59(d,J=12.8 Hz,2H,H-6a,H-6b),1.40 ~ 1.29(overlap,5H,H-7a,H-7b,H-11b,H-14,H-4′),1.24(d,J=6.3 Hz,3H,16-CH3),1.22(s,3H,19-CH3),1.14(d,J=6.4 Hz,3H,17-CH3),1.11 ~ 1.06(overlap,6H,6′-CH3,6′′-CH3),0.97(d,J=6.3 Hz,3H,8′-CH3),0.91(d,J=6.8 Hz,3H,18-CH3);13C NMR(100 MHz,DMSO-d6)δ:213.6(C-9),165.2(C-1),152.3(C-3),120.3(C-2),102.8(C-1′),100.3(C-1′′),86.5(C-5),80.6(C-2′′),79.8(C-3′′),78.7(C-8),74.6(C-7′),72.8(C-3′),69.3(C-2′),69.3(C-4′′),68.6(C-5′′),66.7(C-15),66.5(C-20),65.6(C-5′),61.1(C-8′′),58.7(C-7′′),58.1(C-12),58.0(C-13),48.6(C-14),47.5(C-4),40.4(C-4′),35.5(C-7),33.1(C-6),31.2(C-10),26.1(C-11),25.7(C-19),21.3(C-6′),21.2(C-17),17.9(C-18),17.8(C-16),17.6(C-8′),16.5(C-6′′)。化合物3的碳?xì)浠瘜W(xué)位移與化合物1相比,差異主要體現(xiàn)在C-5所連糖的結(jié)構(gòu)不一致。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[12]報(bào)道一致,故鑒定為aldgamycin J。
化合物4白色粉末(甲醇);ESI-MS:m/z739[M+Na]+;1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:6.74(dd,J=15.4,10.6 Hz,1H,H-3),6.02(d,J=15.4 Hz,1H,H-2),5.16(m,1H,H-15),4.44(overlap,2H,H-1′,H-1′′),3.90(dd,J=10.1,3.8 Hz,1H,H-20a),3.69(m,1H,H-5′),3.65(t,J=2.8 Hz,1H,H-3′′),3.54 ~ 3.50(overlap,3H,H-7′,H-20b,H-5′′),3.45(s,3H,8′′-CH3),3.41(m,1H,H-2′),3.39(s,3H,7′′-CH3),3.36(m,1H,H-5),3.07(dd,J=9.5,2.7 Hz,1H,H-4′′),2.99(dd,J=8.0,2.8 Hz,1H,H-2′′),2.80(dd,J=6.6,4.3 Hz,1H,H-12),2.73 ~ 2.67(overlap,2H,H-4,H-13),2.59(dd,J=9.2,2.0 Hz,1H,H-10a),2.46 ~ 2.36(m,2H,H-10b,H-11a),1.88(overlap,3H,H-4′a,H-6,H-7a),1.77 ~ 1.64(m,1H,H-7b),1.43 ~ 1.27(overlap,3H,H-11b,H-14,H-4′b),1.24(d,J=6.2 Hz,3H,16-CH3),1.16(d,J=6.5 Hz,3H,17-CH3),1.11 ~ 1.06(overlap,9H,6′-CH3,6′′-CH3,19-CH3),0.98(d,J=6.4 Hz,3H,8′-CH3),0.88(d,J=6.3 Hz,3H,18-CH3);13C NMR(150 MHz,DMSO-d6)δ:213.1(C-9),165.2(C-1),152.3(C-3),120.3(C-2),102.9(C-1′),100.4(C-1′′),84.5(C-5),80.6(C-2′′),79.8(C-3′′),74.6(C-7′),72.8(C-3′),69.4(C-4′′),69.3(C-2′),68.7(C-5′′),66.6(C-15),66.5(C-20),65.6(C-5′),61.0(C-8′′),59.0(C-7′′),58.0(C-12),57.3(C-13),48.6(C-14),47.5(C-8),40.8(C-4),40.1(C-4′),35.4(C-7),34.4(C-6),32.2(C-10),26.3(C-11),21.4(C-6′),21.1(C-17),18.0(C-8′),17.9(C-18),17.8(C-16),17.1(C-19),16.5(C-6′′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[11]報(bào)道一致,故鑒定為aldgamycin K。
化合物5白色粉末(甲醇);ESI-MS:m/z723[M+Na]+,m/z370[(M+K+H)/ 2]+;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:6.71(dd,J=15.6,9.9 Hz,1H,H-3),5.80(d,J=15.5 Hz,1H,H-2),5.52(ddd,J=13.6,8.4,4.6 Hz,1H,H-12),5.30(dd,J=15.3,9.3 Hz,1H,H-13),5.07(m,1H,H-15),4.66(d,J=7.6 Hz,1H,H-1′),4.56(d,J=7.7 Hz,1H,H-1′′),3.95(m,2H,H-20a,H-5′),3.74(t,J=3.1 Hz,1H,H-3′′),3.70 ~ 3.62(m,2H,H-2′,H-7′),3.61(s,3H,8′′-CH3),3.53(s,3H,7′′-CH3),3.50 ~ 3.37(overlap,4H,H-5,H-20b,H-6′,H-5′′),3.20(d,J=10.1 Hz,1H,H-4′′),3.05(dd,J=7.7,2.9 Hz,1H,H-2′′),2.71(m,1H,H-4),2.52(m,1H,H-10a),2.34(m,1H,H-14),2.27 ~ 2.07(overlap,3H,H-10b,H-11a,H-11b),1.67(m,1H,H-7a),1.53(m,2H,H-6,H-4′a),1.40(m,1H,H-4′b),1.34(m,1H,H-7b),1.28(m,6H,16-CH3,8′-CH3),1.25(d,J=6.1 Hz,3H,6′′-CH3),1.19(m,6H,17-CH3,6′-CH3),1.10(d,J=6.9 Hz,3H,19-CH3),0.99(d,J=6.7 Hz,3H,18-CH3);13C NMR(150 MHz,CDCl3)δ:213.8(C-9),165.7(C-1),150.5(C-3),132.8(C-12),128.7(C-13),121.7(C-2),101.8(C-1′),101.1(C-1′′),86.1(C-5),81.9(C-2′′),79.9(C-3′′),74.0(C-3′),73.9(C-7′),72.8(C-4′′),72.7(C-2′),70.7(C-5′′),70.0(C-20),69.9(C-15),67.1(C-5′),61.8(C-8′′),59.9(C-7′′),50.3(C-14),44.9(C-8),40.9(C-4),39.5(C-4′),38.8(C-10),34.7(C-6),33.0(C-7),26.2(C-11),20.9(C-6′),18.9(C-19),18.7(C-17),18.6(C-6′′),18.3(C-16),17.9(C-8′),17.2(C-18)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[11]報(bào)道一致,故鑒定為aldgamycin L。
化合物6白色粉末(甲醇);ESI-MS:m/z725[M+Na]+;1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:6.77(dd,J=15.5,10.2 Hz,1H,H-3),5.97(d,J=15.5 Hz,1H,H-2),5.14(dd,J=8.9,5.9 Hz,1H,H-15),4.45(d,J=8.0 Hz,1H,H-1′′),4.16(d,J=7.6 Hz,1H,H-1′),3.90(dd,J=10.0,4.2 Hz,1H,H-20a),3.66(t,J=2.8 Hz,1H,H-3′′),3.53(m,2H,H-20b,H-5′′),3.46(s,3H,8′′-CH3),3.39(s,3H,7′′-CH3),3.35(overlap,3H,H-5,H-2′,H-3′),3.31(s,3H,7′-CH3),3.14(ddd,J=11.2,9.1,5.2 Hz,1H,H-4′′),3.07(dd,J=9.4,2.6 Hz,1H,H-2′′),3.00(m,1H,H-5′),2.84(dt,J=7.6,2.6Hz,1H,H-13),2.69(overlap,3H,H-4,H-10a,H-12),2.14(ddd,J=16.2,9.8,5.8 Hz,1H,H-10b),2.01(overlap,3H,H-7a,H-11a,H-4′a),1.78(dd,J=20.8,9.1 Hz,1H,H-7b),1.59(m,1H,H-11b),1.44 ~ 1.28(overlap,3H,H-6,H-14,H-4′b),1.24(m,6H,16-CH3,19-CH3),1.13(overlap,9H,17-CH3,6′-CH3,6′′-CH3),0.90(d,J=6.7 Hz,3H,18-CH3);13C NMR(150 MHz,DMSO-d6)δ:213.5(C-9),165.2(C-1),152.1(C-3),120.4(C-2),104.0(C-1′),100.3(C-1′′),86.8(C-5),80.5(C-2′′),80.4(C-2′),79.8(C-8),79.2(C-3′),78.7(C-3′′),74.0(C-5′),72.8(C-4′′),69.3(C-5′′),68.6(C-15),66.6(C-20),66.5(C-8′′),61.1(C-7′′),58.7(C-12),58.0(C-13),56.5(C-7′),47.6(C-14),47.4(C-4),38.0(C-4′),37.3(C-7),33.2(C-6),31.2(C-10),26.1(C-19),26.0(C-11),20.9(C-17),17.9(C-18),17.8(C-16),17.7(C-6′),17.5(C-6′′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[12]報(bào)道一致,故鑒定為GERI-155。
化合物7白色粉末(甲醇);ESI-MS:m/z723[M+Na]+;1HNMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:7.08(d,J=15.4 Hz,1H,H-10),6.56(dd,J=15.5,10.3 Hz,1H,H-3),6.32(dd,J=15.4,9.3 Hz,1H,H-11),6.13(d,J=15.3 Hz,1H,H-2),5.18(m,1H,H-15),4.50(d,J=8.0 Hz,1H,H-1′′),4.38(s,1H,H-20a),4.13(d,J=7.6 Hz,1H,H-1′),3.96(dd,J=10.4,2.9 Hz,1H,H-20b),3.67(t,J=2.9 Hz,1H,H-3′′),3.61 ~ 3.51(m,2H,H-5′,H-5′′),3.46(s,3H,8′′-CH3),3.41(s,3H,7′′-CH3),3.30(s,3H,7′-CH3),3.21 ~ 2.93(overlap,6H,H-5,H-13,H-2′,H-3′,H-2′′,H-4′′),2.74(td,J=10.2,5.8 Hz,1H,H-4),2.02(m,2H,H-7a,H-4′a),1.80(d,J=5.6 Hz,1H,H-7b),1.58(m,1H,H-14),1.37(t,J=10.0 Hz,1H,H-4′b),1.30(m,3H,16-CH3),1.26(d,J=6.3 Hz,3H,19-CH3),1.14(overlap,10H,H-6,17-CH3,6′-CH3,6′′-CH3),0.92(d,J=6.7 Hz,3H,18-CH3);13C NMR(150 MHz,DMSO-d6)δ:200.0(C-9),165.0(C-1),151.9(C-3),143.7(C-11),127.4(C-10),120.8(C-2),103.7(C-1′),100.5(C-1′′),87.3(C-5),80.6(C-2′′),80.4(C-3′),80.0(C-3′′),78.1(C-8),74.1(C-2′),72.8(C-5′′),69.3(C-15),67.9(C-5′),66.5(C-20),61.1(C-8′′),58.5(C-13),58.1(C-7′′),58.1(C-12),56.5(C-7′),48.5(C-14),40.9(C-4),37.3(C-7),36.5(C-4′),33.7(C-6),27.7(C-19),22.7(C-6′),20.8(C-18),18.7(C-16),18.0(C-17),17.8(C-6′′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[4]報(bào)道一致,故鑒定為chalcomycin。
濾紙片抑菌活性實(shí)驗(yàn)顯示,化合物1~7對(duì)金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌有顯著的抑制作用(見(jiàn)表1),其中化合物2、6、7對(duì)兩株細(xì)菌的抑制作用強(qiáng)于陽(yáng)性對(duì)照卡那霉素。而化合物1、3、4、5對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制作用與卡那霉素的抑制效果相當(dāng),抑菌圈大小均為14~15 mm?;衔?~7對(duì)于被測(cè)試的兩株真菌小麥赤霉病菌和玉米小斑病菌沒(méi)有表現(xiàn)出抑制作用。
在測(cè)定化合物對(duì)細(xì)菌的MIC實(shí)驗(yàn)中,由于化合物量太少,因此只測(cè)定了化合物1~4和7對(duì)金黃色葡萄球菌的MIC值。
MIC實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果如表2所示,化合物1~4和7對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制效果基本與卡那霉素相近。其中,化合物2和7對(duì)于金黃色葡萄球菌的MIC值分別為0.49和0.98 μg/mL,強(qiáng)于卡那霉素對(duì)金黃色葡萄球菌的MIC值(3.91 μg/mL)?;衔?對(duì)于金黃色葡萄球菌的MIC值為7.81 μg/mL,表現(xiàn)出中等強(qiáng)度的抑菌活性。
注:NT意味著沒(méi)有進(jìn)行該試驗(yàn)。
Note:NT means this test was not carried out.
表2 化合物1~7對(duì)金黃色葡萄球菌的MIC 值
注:NT意味著該沒(méi)有進(jìn)行該試驗(yàn)。
Note:NT means this test was not carried out.
我們從土壤鏈霉菌Streptomycessp.KIB-K1發(fā)酵液中共分離得到7個(gè)大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)化合物,其中化合物1為首次報(bào)道的大環(huán)內(nèi)酯,命名為aldgamycin P(1)?;衔?~7對(duì)金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌都有顯著的抑制作用,而對(duì)被測(cè)試的兩株真菌都沒(méi)有表現(xiàn)出抑制活性。新化合物1對(duì)于金色葡萄球菌的MIC值分別為7.81 μg/mL,接近陽(yáng)性對(duì)照卡那霉素的MIC值(3.91 μg/mL)。Jiang[10]、Wang[11]、Kim[13]的研究表明,Aldgamycins類(lèi)化合物對(duì)大部分的革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性菌有很好的抑制作用,而對(duì)真菌一般不表現(xiàn)出活性,這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。同時(shí),Wang[11]在研究Aldgamycins類(lèi)化合物的構(gòu)效關(guān)系時(shí),提出環(huán)氧體系對(duì)于抑菌活性有促進(jìn)作用,同時(shí)糖片段的不同對(duì)于抑菌活性強(qiáng)弱并沒(méi)有直接關(guān)系的假設(shè)。我們分到的7個(gè)化合物中,只有化合物5不具備環(huán)氧體系,且其抑菌活性相對(duì)其他化合物較弱;化合物1和3、2和4之間也沒(méi)有明顯活性強(qiáng)弱的差距,本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一定程度上為該假設(shè)提供了數(shù)據(jù)支持。
活性化合物aldgamycin P的發(fā)現(xiàn),為aldgamycins家族類(lèi)化合物增添了新的成員,豐富了活性十六元大環(huán)內(nèi)酯化合物的種類(lèi),為此類(lèi)化合物后續(xù)深入的開(kāi)發(fā)和利用提供了菌株資源,是潛在的抗生素藥物資源。