王 雙,字洪芳
(大理大學(xué)藥學(xué)院,云南大理 671000)
淡黃裂孔菌Schizopora flavipora(Berk.& M.A.Curtis ex Cooke)Ryvarden(syn. Poria flavipora)和硫色小木層孔菌Phellinidium sulphurascens(Pilát)Y.C.Dai(syn. Coniferiporia sulphurascens)均為嚴(yán)重的森林病原菌,常生長在針葉樹上,可引起木材的白色腐朽及森林大面積死亡[1-3]。淡黃裂孔菌和硫色小木層孔菌均為銹革孔菌目真菌,前者隸屬于裂孔菌科、裂孔菌屬[4],后者隸屬于銹革孔菌科、小木層孔屬[5]。
目前對2 種真菌化學(xué)成分的研究較少,硫色小木層孔菌中主要含有血莧烷型倍半萜[6]。本課題組在尋找高等真菌中活性成分的過程中[7-8],對這2種白色腐朽真菌的發(fā)酵液進(jìn)行化學(xué)成分初探,從淡黃裂孔菌中分離得到了2 個氧雜蒽酮類化合物,其中化合物1 為新化合物。從硫色小木層孔菌中分離得到了異地花菌素和2 個血莧烷型倍半萜化合物。
在深入研究云南高等真菌的代謝產(chǎn)物過程中,為尋找更多的結(jié)構(gòu)新穎和具良好活性的先導(dǎo)化合物,OSMAC 是一種有效的策略[9]。OSMAC 策略強(qiáng)調(diào)通過改變培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)條件和添加酶抑制劑等干擾因素來刺激微生物,激活不同的合成基因簇,挖掘其產(chǎn)生不同次級代謝產(chǎn)物的能力,從而獲得骨架新穎、活性高的新化合物。本研究在OSMAC 策略指導(dǎo)下對淡黃裂孔菌和硫色小木層孔菌2 個較稀有高等真菌進(jìn)行次級代謝產(chǎn)物初步探索,從中分別得到了氧雜蒽酮類、地花菌素類和血莧烷型倍半萜類,氧雜蒽酮類化合物可與不同的靶標(biāo)作用而具有廣泛的生物活性,曾被藥物化學(xué)家稱為“特權(quán)結(jié)構(gòu)”[10];地花菌素類化合物則因其抗癌活性、抗HIV 活性而備受關(guān)注[11-12];部分血莧烷型倍半萜化合物則具抗真菌作用[13]或?qū)χ参锊≡逆咦用劝l(fā)有顯著抑制活性[14]。根據(jù)OSMAC策略原理,此次初步研究結(jié)果提示這2 種高等真菌具有潛在的合成基因簇、值得更深入地挖掘。在后期研究中可通過擴(kuò)大發(fā)酵液培養(yǎng)規(guī)模、改變培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件等措施而獲得更多活性分子。
Bruker DRX-500 和AM-400 型核磁共振譜儀(TMS 為內(nèi)標(biāo),德國Bruker 公司);液相四級桿飛行時間質(zhì)譜儀(美國領(lǐng)先仿生有限公司);Agilent 1200 HPLC、Agilent Zorbox SB-C18柱(4.6 mm×150 mm,5 μm)(美國安捷倫公司);制備柱Zorbax SB-C18(21.2 mm × 150 mm,5 μm);Sephadex LH-20 凝膠(瑞典Amersham Biosciences公司);RP-18 反相硅膠Chromatorex(40~75 μm,日本Fuji 公司);正相硅膠(80~100、200~300目)、GF254TLC 板(青島海洋化工廠)。
顯色方法為熒光燈254、365 nm 波長下觀察熒光,碘蒸氣顯色,10% 濃硫酸香草醛處理后加熱顯色。
淡黃裂孔菌的子實體于2008 年采自湖北省神農(nóng)架,硫色小木層孔菌的子實體于2009 年采自吉林省安圖縣長白山自然保護(hù)區(qū),兩者均由中國科學(xué)院昆明植物研究所楊祝良研究員鑒定為正品。
2 種真菌的發(fā)酵均采用斜面轉(zhuǎn)三角瓶液體培養(yǎng)的方法。培養(yǎng)基為葡萄糖20 g、去皮土豆200 g、MgSO41.5 g、KH2PO43 g、VB110 mg,加水混合攪拌至1 000 mL。500 mL 三角瓶裝300 mL 液體培養(yǎng)基,接種量為10%,25 ℃下150 r/min 搖床上培養(yǎng)25 d。
淡黃裂孔菌發(fā)酵液(20 L)濾除菌絲體后濃縮至5 L,用乙酸乙酯萃取3 次,合并提取液蒸干得浸膏15.5 g。然后,經(jīng)正相硅膠柱色譜(200~300目)、石油醚-丙酮(9 ∶1~1 ∶1)梯度洗脫,按香草醛濃硫酸等顯色結(jié)果合并得到6 個組分(A~G)。其中組分C 經(jīng)Sephadex LH-20 氯仿-甲醇(1 ∶1)、正相硅膠色譜柱石油醚-乙酸乙酯(9 ∶1~3 ∶1)梯度洗脫,再經(jīng)制備HPLC 乙腈-水(30%~60%)梯度洗脫得到化合物1(2.3 mg)、2(2.4 mg)。
硫色小木層孔菌發(fā)酵液(21 L)濾除菌絲體后濃縮至5 L,用乙酸乙酯萃取3 次,合并提取液蒸干得浸膏42.5 g。然后,經(jīng)正相硅膠柱色譜(200~300 目)、石油醚-丙酮(9 ∶1~1 ∶1)梯度洗脫,按香草醛濃硫酸等顯色結(jié)果合并得到6 個組分(A~G)。組分C 經(jīng)Sephadex LH-20 氯仿-甲醇(1 ∶1)、正相硅膠氯仿-乙酸乙酯(20 ∶1~5 ∶1)梯度洗脫、常壓反相硅膠柱甲醇-水(40%~90%)梯度洗脫、制備HPLC 乙腈-水(40%~70%)梯度洗脫得化合物4(3.2 mg)、5(2.4 mg);組分D石油醚-丙酮(4 ∶1)經(jīng)硅膠柱氯仿-乙酸乙酯(20 ∶1~4 ∶1)、Sephadex LH-20 氯仿-甲醇(1 ∶1)和制備HPLC 乙腈-水(35%~65%)梯度洗脫得化合物3(4.1 mg)。
化合物1:黃色粉末。通過高分辨質(zhì)譜HRESI-MS m/z:279.063 3,分子式C15H12O4,不飽和度為10。從13C-NMR 譜中(表1)可見15 個碳信號,由DEPT 譜可知其中有2 個甲基(其中1個連氧)、5 個次甲基、8 個季碳(包括1 個共軛羰基);1H-NMR(500 MHz,DMSO-d6)進(jìn)一步確定了甲氧基、甲基及羥基(9.88,1H,brs)的存在,除此之外只余5 個芳香氫信號,結(jié)合飽和度和碳譜信息,猜測結(jié)構(gòu)母核可能為雜氧蒽酮[15]。從1HNMR 譜中δ 7.39(1H,d,J =2.0 Hz,H-8),7.36(1H,d,J =8.0 Hz,H-5),7.19(1H,dd,J =8.0,2.0 Hz,H-6)信號特別是峰形可知,該苯環(huán)為1,2,5 三取代,另外2 個氫信號6.89(1H,s H-4),6.76(1H,s,H-2)所在苯環(huán)為1,2,3,5 四取代,2 個氫為間位取代。根據(jù)HSQC 信號可知H-1′(3.85,3H,s)與C-1′(56.0,q)相連、H-3′(2.39,3H,s)與C-3′(21.9,q)相連、H-2(6.76,1H,s)與C-2(109.5,d)相連、H-4(6.89,1H,s)與C-4(108.8,d)相連、H-5(7.36,1H,d,J =8.0 Hz)與C-5(123.0,d)相連、H-6(7.19,1H,dd,J =8.0,2.0 Hz)與C-6(123.3,d)相連、H-8(7.39,1H,d,J =2.0 Hz)與C-8(109.0,d)相連。根據(jù)HMBC 譜信號,羥甲基H-1′與C-1(160.0,s)關(guān)聯(lián),甲基H-3′與C-3(146.5,s)、C-2(109.5,d)、C-4(108.8,d)關(guān)聯(lián),H-2 與C-1(160.0,s)、C-3、C-9a(107.0,s)、C-3′(21.9,q)、C-4 關(guān)聯(lián),H-4 與 C-4a(157.4,s)、C-3、C-3′、C-2 關(guān)聯(lián),可知化合物1的1 位被羥甲基取代、3 位為甲基取代。根據(jù)HMBC 譜信號,H-5 與C-4b(147.9,s)、C-6、C-7(153.7,s)、C-8a(118.7,s)關(guān)聯(lián),H-6 與C-5、C-7、C-4b、C-8 關(guān)聯(lián),H-8 與C-7、C-8a、C-6、C-9(174.3,s)關(guān)聯(lián),可知化合物1 的7 位被羥基取代。此外,化合物1 與已知化合物1,7-dihydroxymethylxanthone[16-17]區(qū)別盡在甲基取代,至此化合物1 的結(jié)構(gòu)確定為1-methoxy-7-hydroxy-methylxanthone,為新化合物。
表1 化合物1 的NMR 數(shù)據(jù)(DMSO-d6)Tab.1 NMR spectral data of compound 1(DMSO-d6)
化合物2:黃色粉末,ESI-MS m/z:265.0[M+Na]+,分子式C14H10O4。1H-NMR(500 MHz,DMSO-d6) δ:7.51(1H,d,J =2.0 Hz,H-8),7.41(1H,d,J =8.0 Hz,H-5),7.33(1H,dd,J =8.0,2.0 Hz,H-6),6.86(1H,d,J =2.0 Hz,H-4),6.62(1H,d,J =2.0 Hz,H-2),2.37(3H,s,H-3′);13C-NMR(500 MHz,DMSO-d6) δ:181.4(s,C-9),160.9(s,C-1),156.1(s,C-4a),154.4(s,C-7),149.6(s,C-4b),149.3(s,C-3),125.7(d,C-6),120.8(d,C-5),119.7(s,C-8a),110.8(d,C-2),108.1(d,C-8),107.8(d,C-4),106.2(s,C-9a),22.4(q,C-3′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[16-17]報道一致,故鑒定為1,7-dihydroxymethyl-xanthone。
圖1 化合物1 結(jié)構(gòu)及其HMBC 相關(guān)圖Fig.1 Structures compounds 1 and its key HMBC correlations
化合物3:黃色油狀物;分子式C22H32O2;ESI-MS m/z:351.2 [M+Na]+。1H-NMR(400 MHz,CDCl3) δ:6.26(1H,d,J =2.3 Hz,H-1),6.21(1H,d,J =2.3 Hz,H-3),5.14(1H,t,J =6.7 Hz,H-2′),5.07(1H,m,H-6′),5.06(1H,m,H-10′),3.29(2H,d,J =6.7 Hz,H-1′),2.23(3H,s,H-8),2.09(2H,m,H-8′),2.04(2H,m,H-4′),2.03(2H,m,H-5′a,9′a),1.96(2H,m,H-5′b,H-9′b),1.79(3H,s,H-15′),1.67(3H,s,H-12′),1.59(3H,s,H-13′),1.58(3H,s,H-14′);13C-NMR(400 MHz,CDCl3) δ:155.4(s,C-4),154.2(s,C-6),138.4(s,C-3′),137.6(s,C-2),135.4(s,C-7′),131.2(s,C-11′),124.4(d,C-10′),123.6(d,C-6′),121.6(d,C-2′),110.4(s,C-5),109.0(d,C-1),101.0(d,C-3),39.6(t,C-4′),39.5(t,C-8′),26.6(t,C-5′),26.3(t,C-9′),25.6(q,C-12′),22.1(t,C-1′),21.0(q,C-8),17.6(q,C-13′),16.2(q,C-15′),16.0(q,C-14′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[18-19]報道一致,故鑒定為異地花菌素。
化合物4:白色粉末;分子式15H26O2;ESI-MS m/z:261.2 [M+Na]+。1H-NMR(500 MHz,CDCl3) δ:5.52(1H,brs,H-7),3.85(1H,dd,J =11.0,2.5 Hz,H-11a),3.74(1H,dd,J =10.8,7.2 Hz,H-11b),3.25(1H,dd,J =10.6,5.1 Hz,H-3),2.00(3H,m,H-1a,H-6),1.83(1H,m,H-9),1.64(2H,m,H-2),1.23(1H,m,H-1b),1.77(3H,s,H-12),1.18(1H,m,H-5),0.97(3H,s,H-15),0.85(3H,s,H-14),0.84(3H,s,H-13);13C-NMR(500 MHz,CDCl3) δ:132.8(s,C-8),123.8(d,C-7),79.0(d,C-3),60.7(t,C-11),57.0(d,C-9),49.3(t,C-5),38.6(s,C-4),37.8(t,C-1),35.8(s,C-10),28.0(q,C-15),27.2(t,C-2),23.2(t,C-6),15.3(q,C-14),14.9(q,C-13)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[20-21]報道一致,故鑒定為7-drimene-3,11-diol。
化合物5:白色粉末;分子式C15H26O3,ESIMS m/z:277.2 [M+Na]+。1H-NMR(500 MHz,CDCl3) δ:5.79(1H,brs,H-7),4.26(1H,d,J =12.8 Hz,H-12a),3.97(1H,d,J =12.8 Hz,H-12b),3.84(1H,dd,J =11.0,2.5 Hz,H-11a),3.63(1H,dd,J =10.8,7.2 Hz,H-11b),3.20(1H,dd,J =10.7,5.2 Hz,H-3),2.04(4H,m,H-1a,H-6,H-9),1.63(2H,m,H-2),1.31(1H,m,H-1b),1.24(1H,m,H-5),0.98(3H,s,H-15),0.88(3H,s,H-14),0.84(3H,s,H-13);13C-NMR(500 MHz,CDCl3) δ:138.6(s,C-8),126.4(d,C-7),79.7(d,C-3),66.9(t,C-12),61.3(t,C-11),55.8(d,C-9),50.8(t,C-5),39.9(s,C-4),39.0(t,C-1),36.7(s,C-10),28.8(q,C-15),28.2(t,C-2),24.4(t,C-6),16.0(q,C-14),15.1(q,C-13)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[21-22]報道一致,故鑒定為7-drimene-3,11,12-triol。