權(quán)晨曦，丁建海

寧夏師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，固原 756000

植物內(nèi)生真菌是指在整個(gè)或部分生命周期中，在宿主植物健康組織內(nèi)進(jìn)行細(xì)胞間或細(xì)胞內(nèi)定殖的真菌，通常不會(huì)引起宿主明顯的感染癥狀[1]。它們是植物微生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[2,3]。在長(zhǎng)期的共同進(jìn)化過(guò)程中，各類內(nèi)生真菌與宿主植物之間逐漸建立起良好的共生關(guān)系，特別是內(nèi)生真菌會(huì)產(chǎn)生許多活性代謝產(chǎn)物，增強(qiáng)了宿主植物的生長(zhǎng)和競(jìng)爭(zhēng)能力[4]。正因如此，許多科學(xué)家對(duì)植物內(nèi)生真菌作為新型生物活性化合物的潛在生產(chǎn)者的研究越來(lái)越感興趣。目前，已經(jīng)從植物內(nèi)生真菌培養(yǎng)物中分離出萜類、甾體、生物堿、黃酮、酚類等多種結(jié)構(gòu)類型化合物，這些化合物不僅是抗腫瘤、抗炎、抗氧化、抗病毒、抑菌的化學(xué)儲(chǔ)備庫(kù)，還在解決農(nóng)業(yè)、環(huán)境和醫(yī)藥領(lǐng)域當(dāng)前和未來(lái)的挑戰(zhàn)方面將會(huì)有巨大的貢獻(xiàn)[5,6]。

目前，植物內(nèi)生真菌次生代謝產(chǎn)物報(bào)道較多，著重于生物堿、萜類、聚酮類等化合物，而詳細(xì)綜述二萜類化合物結(jié)構(gòu)及生物活性較少。因此，本文僅對(duì)1993年以來(lái)植物內(nèi)生真菌所產(chǎn)生的137個(gè)二萜類化合物及其生物活性進(jìn)行綜述，以期為更好地開發(fā)利用植物內(nèi)生真菌二萜類化合物提供參考。

1 二萜

1.1 紫杉烷型

紫杉醇(1)結(jié)構(gòu)見圖1，別名紫素或特素(taxol)，是一種從紅豆杉(Taxusspp.)樹皮中提取的具有細(xì)胞毒性的6/8/6/4型四環(huán)二萜類生物堿[7]。1979年，Horwitz等[8,9]發(fā)現(xiàn)，紫杉醇不僅抗腫瘤活性較強(qiáng)，其作用機(jī)制也比較獨(dú)特，它是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)通過(guò)促進(jìn)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間平衡失調(diào)，干擾有絲分裂，從而抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的化合物。紫杉醇也以此備受世界的青睞，但因紅豆杉屬植物生長(zhǎng)緩慢，而植物中蘊(yùn)含的紫杉醇極少，使得傳統(tǒng)獲取紫杉醇的方法會(huì)嚴(yán)重破壞紅豆杉生長(zhǎng)。為了尋找產(chǎn)生紫杉醇的新途徑，科學(xué)家們將目光投向微生物發(fā)酵。1993年，Stierle等[10]從短葉紅豆杉韌皮部分離得到的一株安德紫杉菌Taxomycesandreanae中發(fā)現(xiàn)紫杉醇，這項(xiàng)研究開辟了利用微生物生產(chǎn)紫杉醇的新方法。隨后，Strobel等[11]研究的從喜馬拉雅紅豆杉(Taxuswallachiana)小枝內(nèi)樹皮中分離出的小孢擬盤多毛孢Pestalotiopsismicropora中也鑒定到紫杉醇的存在。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到2011年，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)報(bào)道了20多個(gè)屬的32種內(nèi)生真菌可以產(chǎn)生紫杉醇。其宿主也不僅僅限于紅豆杉屬植物，從一些銀杏科、蕓香科、柏科、錦葵科等植物中也分離到了可以產(chǎn)生紫杉醇的內(nèi)生菌[12]，由此說(shuō)明通過(guò)植物內(nèi)生真菌生產(chǎn)紫杉醇的研究可以更加細(xì)致深入。

圖1 紫衫醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 The chemical structures of taxol

此外，紫杉醇在誘導(dǎo)多種癌細(xì)胞凋亡的過(guò)程中，Raf-1/Bcl-2兩種蛋白質(zhì)磷酸化，因此產(chǎn)生優(yōu)異效果。另有文獻(xiàn)表明其也可通過(guò)激活核轉(zhuǎn)錄因子кB而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[13]。在構(gòu)效關(guān)系中，紫杉醇結(jié)構(gòu)上有一些重要的抗癌活性基團(tuán)C-13側(cè)鏈、C-2′羥基、C-3′位上的苯基和酰氨基。有研究發(fā)現(xiàn)，增大C-13側(cè)鏈上C-2′所連基團(tuán)、C-2′所在碳原子及C-3′所連第一個(gè)原子的負(fù)電荷密度都可以提高抗癌活性。但是當(dāng)C-13側(cè)鏈取代基構(gòu)型變?yōu)棣滦突蛉サ魰r(shí)，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，還存在其水溶性差、骨髓毒性、致敏性和藥物抗性等缺點(diǎn)，因此改善這些問(wèn)題將成為今后的主要研究方向。

1.2 半日花烷型

半日花烷型為二環(huán)二萜，以十氫萘為母核，包括其去甲、次裂和重排化合物，是結(jié)構(gòu)類型較豐富的一類[16]。從植物內(nèi)生真菌中分離的半日花烷型二萜結(jié)構(gòu)見圖2，此類化合物結(jié)構(gòu)變化豐富，易形成內(nèi)酯、環(huán)氧、螺環(huán)、呋喃環(huán)等。特別是環(huán)氧結(jié)構(gòu)在半日花烷二萜中比較常見，包括六元環(huán)氧(8→13)、五元環(huán)氧(9→13和8→12)和三元環(huán)氧(8→17和14→15)[16]。如衛(wèi)矛科雷公藤屬雷公藤(TripterygiumwilfordiiHook.f.)中分離出內(nèi)生真菌Fusariumsubglutinans乙酸乙酯提取物subglutinol A(2)和B(3)，具有免疫抑制且非細(xì)胞毒性，并在混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)(MLR)和胸腺細(xì)胞增殖(TP)試驗(yàn)中IC50值為0.1 μM[17]。這種等效性表明C-12處的殘基不與生物靶標(biāo)相互作用。

圖2 半日花烷型化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.2 The chemical structures of labdane type compounds

除了上述結(jié)構(gòu)類型外，半日花烷型二萜中還存在發(fā)生裂環(huán)、降解或鹵代等結(jié)構(gòu)變化，尤其是四降半日花烷型二萜報(bào)道較少，目前在植物內(nèi)生真菌中只發(fā)現(xiàn)26個(gè)。Lin等[18]從衛(wèi)矛科美登木屬美登木(Maytenushookeri)葉片組織內(nèi)生真菌Botryosphaeriasp.固體培養(yǎng)物中分離得到5個(gè)新的二萜化合物，分別命名為botryosphaerins A-E(4～8)，和7個(gè)已知的二萜類化合物，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個(gè)四降半日花烷型二萜。當(dāng)濃度為50 μg/disk時(shí)，化合物15對(duì)白色念珠菌(Canidiaalbicans)、釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)和PenicilliumavellaneumUC-4376存在抗真菌活性，抑菌圈分別為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豐富的抗腫瘤、抑菌、殺線蟲活性。Sun等[19]從馬尾藻屬(Sargassum)不明海洋褐藻文氏曲霉AspergilluswentiiEN-48菌絲體與培養(yǎng)液的丙酮、乙酸乙酯提取物中得到3個(gè)新的四降半日花烷型二萜類化合物asperolides A-C(16～18)和5個(gè)相關(guān)衍生物(19～23)?；钚詼y(cè)試顯示化合物16、17、19～21對(duì)Hela、HepG2、MCF-7、MDA-MB-231、NCI-H460、SMMC-7721和SW1990腫瘤細(xì)胞系均顯示弱的抑制作用，其中化合物21對(duì)SMMC-7721的活性為(IC50=17 μM)。另化合物16、19～21和23分別對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、銅綠假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)、熒光假單胞菌(Pseudomonasfluorescens)和枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)也存在較弱的抑菌活性，化合物19對(duì)于白色念珠菌具有較強(qiáng)的抗真菌活性，其MIC值為16 μg/mL。Yan等[20]從石杉科(Huperziaceae)中草藥蛇足石杉(Huperziaserrata)分離得到葡萄孢霉Botryosphaeriasp.P483發(fā)酵物中得到兩個(gè)新的四降半日花烷型化合物botryosphaerins G(24)和H(25)以及7個(gè)已知的化合物(26～32)。化合物24～32對(duì)禾谷鐮刀菌(Gaeumannomycesgraminis)、串珠鐮刀菌(Fusariummoniliforme)、茄病鐮刀菌(Fusariumsolani)、尖孢鐮刀菌(Fusariumoxysporum)和稻瘟病菌(Pyriculariaoryzae)等5種真菌有較強(qiáng)的抑菌活性。另外僅botryosphaerins H(25)對(duì)全齒復(fù)活線蟲(Panagrellusredivivus)和秀麗隱桿線蟲(Canowhabditiselegans)有一定的殺線蟲活性。其在400 mg/L作用24 h下對(duì)P.redivivus和C.elegans的殺滅率分別為30%和28%，而對(duì)照組(5%丙酮)24 h的殺滅率僅為1.5%，以阿維菌素作為陽(yáng)性對(duì)照，在400 mg/L作用24 h對(duì)上述兩種蟲殺滅率分別為35%和92%。

由此可見四降半日花烷型二萜不僅對(duì)7種腫瘤細(xì)胞有細(xì)胞毒活性，還對(duì)9種細(xì)菌及3種真菌具有程度不等的抑制作用，同時(shí)對(duì)全齒復(fù)活線蟲和秀麗隱桿線蟲存在一定的殺線蟲活性，這些豐富的活性將在新型抗腫瘤、抑菌藥物及殺蟲劑的研發(fā)上有著新的啟示。

1.3 Harzianone型

Harzianone型二萜擁有獨(dú)特的四環(huán)骨架，融合了四、五、六和七元碳環(huán)結(jié)構(gòu)[21]。據(jù)我們所知，目前報(bào)道的harzianone四環(huán)二萜家族只有7個(gè)成員，包括harzianone、harziandione、4個(gè)harziane-related diterpen相關(guān)的二萜和1個(gè)diterpenoid lactone，即從植物內(nèi)生真菌中分離的harzianone型二萜化合物結(jié)構(gòu)見圖3，擁有較強(qiáng)的抑菌及細(xì)胞毒活性。Zhang等[21]從紅樹林(mangrove)植物石榴木(Xylocarpusgranatum)內(nèi)生真菌木霉Trichodermasp.Xy24菌絲體和濾液的乙酸乙酯提取物中分離得到兩個(gè)新的harzianone型二萜化合物，命名為(9R，10R)-dihydro-harzianone(33)和harzianelactone(34)。其中，33為harzianone(35)的還原產(chǎn)物，34為Baeyer-Villiger單加氧酶催化harzianone35的氧化產(chǎn)物。特別是化合物33對(duì)Hela和MCF-7細(xì)胞具有細(xì)胞毒活性，IC50值分別達(dá)到30.1和30.7 μmol/L。隨后，koninginol C(36)從茜草科巴戟天屬巴戟天(MorindaofficinalisHow.)[22]內(nèi)生菌康寧木霉TrichodermakoningiopsisA729中被分離出來(lái)，不過(guò)此類化合物的活性特點(diǎn)還有待于深入探討。海洋褐藻(Sargassumsp.)[23]表面酯化的新鮮組織中的內(nèi)生真菌Trichodermaasperellumcf44-2中分離得到11-hydroxy-9-harzien-3-one(37)，在濃度為20 μg/dish時(shí)，對(duì)海洋病原細(xì)菌Vibrioparahaemolyticus表現(xiàn)出抑制作用，相對(duì)于氯霉素效果較優(yōu)。

圖3 Harzianone型化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.3 The chemical structures of harzianone type compounds

1.4 異海松烷型

異海松烷型二萜也是普遍存在的植物內(nèi)生真菌代謝產(chǎn)物之一，是海松烷二萜中最多的一類[24]，2004至2020年間從植物內(nèi)生真菌中發(fā)現(xiàn)該類化合物結(jié)構(gòu)見圖4共25個(gè)。分別為John等[25]從松科冷杉屬香脂冷杉(Abiesbalsamea)的針葉不明內(nèi)生真菌中分離出兩種新的昆蟲毒素，為9α-hydroxy-1,8(14),15-isopimaratrien-3,7,11-trione(38)和9α-hydroxy-1,8(14),15-isopimaratrien-3,11-dione(39)。這兩種化合物對(duì)云杉芽孢子蟲(Choristoneurafumiferana)細(xì)胞和幼蟲都有毒性。

圖4 異海松烷型的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.4 The chemical structures of isopimarane type

然而具有α-D-氨基葡萄糖單元的異海松烷在自然界中尤其罕見。如Shiono等[26]從殼斗科山毛櫸屬歐洲山毛櫸(Sylvaticalinnaeus)樹干內(nèi)生真菌Paraconiothyriumsp.MY-42糙米培養(yǎng)物中分離得到6個(gè)異海松烷二萜化合物40～45，均含有19-吡喃葡萄糖基，這些化合物對(duì)艾氏癌細(xì)胞和海膽發(fā)育也有細(xì)胞毒作用分別為(IC50=10～100 μM)、(IC50=2.7～150 μM)。另外41和42化合物對(duì)HL-60表現(xiàn)出中等的細(xì)胞毒性，IC50值分別為6.7、9.8 μM。其作用機(jī)制可以抑制TNF-α(腫瘤壞死因子-α)、IL-8(白細(xì)胞介素-8)、環(huán)氧合酶的分泌。值得注意的是40、41和42在誘導(dǎo)的HL-60細(xì)胞凋亡時(shí)，其以濃度依賴的方式引起基因組DNA的梯形消化，以此對(duì)HL-60存在細(xì)胞毒活性。相比之下，C-7、C-8位含雙鍵的異海松烷對(duì)HL-60細(xì)胞的生長(zhǎng)有抑制作用，而C-7位含酮羰基的異海松烷則對(duì)其抑制作用較差。從楝科印楝屬(Azadirachtaindica)印楝內(nèi)生真菌Xylariasp.YM 311647培養(yǎng)液中分離得到3個(gè)異海松烷二萜46～48，測(cè)定了化合物46～48對(duì)5種病原真菌的抑菌活性[27]。結(jié)果表明，46對(duì)于稻瘟病菌(Magnaporthegrisea)MIC值為32 μg/mL，而48對(duì)白色念珠菌和稻瘟病菌的抑制活性最強(qiáng)，MIC值為16 μg/mL，通過(guò)觀察可知，化合物48可能因存在一個(gè)內(nèi)酯部分和硫酸基而使其具有較強(qiáng)的抗真菌活性。

近年來(lái)，對(duì)金黃色葡萄球菌存在明顯的抑菌活性(MIC=8 μg/mL)的2個(gè)新的異海松烷二萜類化合物xylabisboein A(49)和B(50)從殼藻(Bisboeckleramicrocephala)葉片內(nèi)生真菌Xylariasp.SNB-GTC2501中分離得到[28]。從野牡丹(Viguieraarenaria)中分離得到的ent-pimara-8(14)-15-dien-19-oic acid(51)和墨西哥柏木(Cupressuslusitanica)中分離得到的isopimara-8(14)-15-dien-18-oic acids(52)均能明顯地被滅菌的墨西哥柏木表面的微小普魯士菌Preussiaminima全細(xì)胞培養(yǎng)物中產(chǎn)生的酶所功能化，對(duì)其生物轉(zhuǎn)化率進(jìn)行了初步研究，結(jié)果表明，該菌對(duì)化合物51和52有較強(qiáng)的生物轉(zhuǎn)化能力[29]。

隨后Wipapan等[30]發(fā)現(xiàn)異海松烷型二萜化合物scopararanes A(53)和B(54)，對(duì)金黃色葡萄球菌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)，對(duì)于腫瘤細(xì)胞系只顯示非常弱的活性。接著Yan等[32]從銀杏葉內(nèi)生真菌曲霉Aspergillussp.YXf3菌株固體發(fā)酵中分離得到化合物(57)。通過(guò)抗植物毒素及抗真菌活性篩選，對(duì)化合物的構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)C-8和C-14位雙鍵，C-9位季碳羥基，C-13位乙烯基，C-10位羧基以及未被取代的A環(huán)的存在，才使這些化合物具有非選擇性的抗植物毒素和抗真菌活性。

另外，此類少見的6/6/6/5環(huán)系化合物的抗炎活同樣顯著。如Xu等[33]從擬南芥Phomopsissp.S12中分離得到3個(gè)新的異海松烷型二萜類化合物pedinophyllol K(58)、pedinophyllolL(59)和libertellenoneT(60)及2個(gè)已知化合物libertellenone J(61)和libertellenoneC(62)?；衔?0在mRNA水平下呈劑量依賴性抑制炎癥因子(IL-1β、IL-6)的產(chǎn)生，并在0.1 μM時(shí)，活性最強(qiáng)。最近Fan等[34]也從蓮葉桐科青藤屬銹毛青藤(Illigerarhodantha)種子內(nèi)生真菌擬南芥Phomopsissp.S12中發(fā)現(xiàn)具有抗炎作用的異海松烷型化合物L(fēng)ibertellenone M(Lib M)(63)。作用機(jī)制表明Lib M對(duì)活化的巨噬細(xì)胞有很強(qiáng)的抑制活性，尤其是抑制IL-1β和IL-18的產(chǎn)生?；衔風(fēng)ib M以濃度依賴方式抑制NF-κB亞單位p65從胞漿向細(xì)胞核的轉(zhuǎn)移，通過(guò)抑制活化巨噬細(xì)胞NF-κB的核轉(zhuǎn)位和NLRP3炎性小體的組裝而具有強(qiáng)大的抗炎活性。這些結(jié)果表明，植物內(nèi)生真菌的次生代謝產(chǎn)物L(fēng)ib M可能是治療結(jié)腸炎樣炎性疾病的有效先導(dǎo)化合物。

1.5 Guanacastane型

在三環(huán)二萜中，植物內(nèi)生真菌所產(chǎn)生的guanacastane型骨架類型化合物結(jié)構(gòu)見圖5，因5/7/6特有環(huán)系而產(chǎn)生一些獨(dú)特的生物活性。像Yu等[35]從藥用植物蓼科何首烏屬何首烏(Fallopiajaponica)葉片內(nèi)生真菌Cercosporasp.的提取液中分離得到1個(gè)cercosporene F(64)具有雜二聚體結(jié)構(gòu)。此化合物除了能誘導(dǎo)HCT116細(xì)胞的自噬，還對(duì)5種人腫瘤細(xì)胞系Hela、A-549、MCF-7、HCT116和T24具有明顯的細(xì)胞毒作用，IC50值分別為19.3、29.7、46.1、21.3和8.16 μM。此外，Chen等[22]從茜草科巴戟天屬巴戟天(Morindaofficinalis)內(nèi)生菌康寧木霉TrichodermakoningiopsisA729中分離得到2個(gè)新的具有胍烷骨架的二萜生物堿koninginol A和B(65、66)。66對(duì)A-549表現(xiàn)出中等抑制活性，其IC50值為46.6 μM，另外65、66對(duì)枯草芽孢桿菌抑制作用較強(qiáng)，MIC值分別為10和2 μg/mL。由此發(fā)現(xiàn)5/7/6型結(jié)構(gòu)具有顯著的抑菌活性及抗腫瘤作用，相信未來(lái)將會(huì)有更多此類二萜化合物被發(fā)現(xiàn)，不過(guò)該類化合物在這兩方面的作用機(jī)制需要進(jìn)一步探明，為其在抗腫瘤及抑菌應(yīng)用上提供依據(jù)。

圖5 Guanacastane型化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.5 The chemical structures of compounds guanacastane type compounds

1.6 殼梭孢菌素型

殼梭孢菌素型(fusicoccin)化合物是具有5/8/5環(huán)系的三環(huán)二萜。結(jié)構(gòu)見圖6，此類化合物具有明顯的抑菌活性。比如Kim等[36]從紅豆杉科東北紅豆杉(Taxuscuspidata)的小枝條內(nèi)生真菌Periconiasp.中分離得到兩個(gè)新的二萜化合物 periconicins A(67)和B(68)。periconicinsA(67)對(duì)包括枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌和鼠傷寒沙門氏菌在內(nèi)的革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性細(xì)菌表現(xiàn)出顯著的抑菌活性，最小抑菌濃度MIC為3.12～12.5 μg/mL，periconicins B(68)對(duì)同一菌株也有一定的抑菌活性，MIC在25～50 μg/mL范圍內(nèi)。另外從唇型科植物丹參地上部分獲得的內(nèi)生真菌Talaromycespinophilus中也分離得到一個(gè)新的殼梭孢菌素型化合物pinophicin A(69)[37]。

圖6 殼梭孢菌素型二萜的化學(xué)結(jié)構(gòu)及70的生源合成途徑Fig.6 The chemical structures of fusicoccin type and biosynthetic pathway of compound 70

接著，Xiao等[38]從網(wǎng)地藻科育枝網(wǎng)翼藻(Dictyopterisprolifera)內(nèi)生桔綠色木霉Trichodermacitrinoviridecf-27培養(yǎng)物中分離得到一個(gè)新的含呋喃的殼梭孢菌素型二萜化合物trichocitrin(70)，并提出一條合理的生物合成途徑，化合物70對(duì)大腸桿菌和東海原甲藻的抑制率分別為8.0 mm(20 μg/disc)、54.1%(80 μg/mL)。由此說(shuō)明抑菌效果較好此類化合物，為開發(fā)多種細(xì)菌抗菌劑提供科學(xué)依據(jù)。

1.7 吲哚二萜型

吲哚二萜型化合物結(jié)構(gòu)見圖7，是從植物內(nèi)生真菌中分離出具有環(huán)狀二萜骨架和吲哚的次生代謝產(chǎn)物。由香葉基香葉二磷酸(GGPP)和吲哚-3-甘油磷酸酯轉(zhuǎn)化而成[39,40]。其可分為兩個(gè)亞類，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]。根據(jù)數(shù)據(jù)，目前已從真菌中分離到100多個(gè)吲哚二萜類化合物，如paxilline、aflatrem、emindole DB、nodulisporic acid A、3-deoxo-4b-deoxypaxilline，其中從植物內(nèi)生真菌中發(fā)現(xiàn)的吲哚二萜類化合物共45個(gè)。Gatenby等[43]從內(nèi)生真菌Neotyphodiumlolii侵染的多年生黑麥草(LoliumPerenne)中分離得到一個(gè)新的吲哚二萜類化合物14α-hydroxyterpendole C(71)和已知的吲哚二萜類化合物paspaline(72)、13-desoxypaxilline(73)。接著Qiao等[44]從海洋異虹吸藻內(nèi)生真菌米曲霉Aspergillusoryzae中也分離得到兩個(gè)新的吲哚二萜類衍生物asporyzin A(74)、asporyzinB(75)和一個(gè)新的吲哚二萜asporyzinC(76)，以及3個(gè)已知的化合物JBIR-03(77)、emindoleSB(78)、emeniveol(79)。此外，通過(guò)探討它們的化學(xué)防御功能，發(fā)現(xiàn)化合物76對(duì)大腸桿菌有較強(qiáng)的抑制活性，化合物77對(duì)鹵蟲有較強(qiáng)的抑制活性。

圖7 吲哚二萜型化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.7 The chemical structures of indole diterpene type compounds

隨后，從紅樹林植物海鞘根(Rhizophorastylosa)新鮮內(nèi)生組織分離出的內(nèi)生真菌M.irregularisQEN-189中發(fā)現(xiàn)了20個(gè)結(jié)構(gòu)多樣的吲哚二萜類化合物，其中包括6個(gè)新化合物，即rhizovarins A-F(80～85)以及已知化合物86～99[45]?；衔?0～82是化學(xué)上是獨(dú)一無(wú)二的4,6,6,8,5,6,6,6,6,6-稠合吲哚-二萜環(huán)系統(tǒng)，是已報(bào)道的吲哚二萜中最復(fù)雜的成員?；衔?0、81、88、90、93和99對(duì)人類A-549和HL-60癌細(xì)胞顯示出較強(qiáng)的活性，而化合物84只對(duì)A-549顯示出活性。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)氯代化合物80、81、88、90、93活性更強(qiáng)，這些結(jié)果表明，氯取代可能是針對(duì)這些細(xì)胞靶標(biāo)的活性所必需的。值得注意的是，99是唯一一種對(duì)這兩種細(xì)胞顯示活性的帕西林型吲哚二萜化合物，與paxilline(95)相比，缺失了13-OH，而且95中的10-酮被10β-OH取代，因此這兩個(gè)因素都可能有助于99的生物活性。

此外，Zhao等[46]研究的五加科人參屬三七根內(nèi)生真菌Drechmeriasp.發(fā)酵液中分離得到7個(gè)新的吲哚二萜類化合物drechmerins A-G(100～106)與4個(gè)已知的類似物(107～110)，對(duì)上述化合物進(jìn)行白色念珠菌、金黃色葡萄球菌、蠟樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、銅綠假單胞菌和肺炎克雷伯菌生物活性評(píng)價(jià)，其中drechmerin B(101)對(duì)白色念珠菌的抗菌活性較強(qiáng)，MIC值為12.5 μg/mL，文獻(xiàn)表明其可以與肽脫甲酰化酶PDF相互作用，而被證明具有抑菌作用。另一紅樹林植物白骨壤(Aviceninniamarina(Forsk.)Vierh.Hailanci)果實(shí)中的內(nèi)生真菌Aspergillusversicolor大米固體發(fā)酵產(chǎn)物中的氧吲哚二萜anthcolorin G(111)、anthcolorinH(112)對(duì)人惡性上皮細(xì)胞Hela表現(xiàn)出微弱的細(xì)胞毒活性[47]。同樣地，紅樹林植物楝科木果楝(XylocarpusgranatumKoenig)內(nèi)生真菌Eupenicilliumsp.HJ002的發(fā)酵液中存在吲哚二萜類化合物penicilindoles A～C(113～115)，在細(xì)胞毒活性測(cè)試中均對(duì)A-549、Hela和HepG2表現(xiàn)出不同程度的細(xì)胞毒性，與陽(yáng)性對(duì)照5-氟烷(IC50=36.8、6.9 μM)相比，其中113對(duì)A-549和HepG2的抑制效果最好，其IC50值分別為5.5和1.5 μM[48]。不難看出，紅樹林植物內(nèi)生真菌所產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物將前景廣泛，是抗腫瘤代謝成分中不可或缺的一員。

吲哚二萜類化合物不僅具有顯著的抑菌、抗腫瘤活性，另有文獻(xiàn)表明，F(xiàn)an等[49]發(fā)現(xiàn)的吲哚二萜類化合物對(duì)甲型H1N1病毒也存在抑制作用。構(gòu)效關(guān)系顯示，吲哚二萜化合物中C-3位氧代、C-4b羥基和C-9異戊烯基取代可以增強(qiáng)六環(huán)吲哚二萜類化合物的抗H1N1活性，并對(duì)H1N1病毒誘導(dǎo)的細(xì)胞病變有明顯的保護(hù)作用。如果C-2′進(jìn)一步羥基化和苯基上的異戊二烯基化，那么將會(huì)傾向于降低活性。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)開鏈吲哚二萜和五元環(huán)吲哚二萜也表現(xiàn)出明顯的活性，由此表明環(huán)狀二萜部分不是吲哚二萜抗H1N1活性的必要核心。鑒于其擁有抗病毒作用，吲哚二萜類化合物有可能作為新的天然抗H1N1病毒候選化合物用于篩選。

由于該類化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，研究還發(fā)現(xiàn)了這些化合物對(duì)昆蟲具有毒性，其吲哚二萜結(jié)節(jié)孢酸A的殺蟲活性主要?dú)w因于它對(duì)昆蟲體內(nèi)谷氨酸類氯離子通道的調(diào)節(jié)。同時(shí)還可通過(guò)調(diào)節(jié)各種離子通道對(duì)哺乳動(dòng)物具有促透過(guò)性[50]。因此該類化合物在未來(lái)將會(huì)有更多開發(fā)價(jià)值。

1.8 銀杏內(nèi)酯型

從植物內(nèi)生真菌中分離的銀杏內(nèi)酯型化合物在預(yù)防神經(jīng)性疾病中也發(fā)揮著重要的保護(hù)作用，銀杏內(nèi)酯作為銀杏提取物中獨(dú)有的成分，包括銀杏內(nèi)酯A、B、C、J、M、K和L(或稱為一類具有特殊C20結(jié)構(gòu)的二萜化合物)，分子中嵌有一個(gè)叔丁基和六個(gè)五元環(huán)，包括一個(gè)螺壬烷、一個(gè)四氫呋喃環(huán)和三個(gè)內(nèi)酯環(huán)。

銀杏內(nèi)酯B(116)結(jié)構(gòu)見圖8，當(dāng)其C-3位上為順式羥基時(shí)，是自然界最強(qiáng)的PAF(platelet activating factor)受體拮抗劑。近年來(lái),銀杏內(nèi)酯B也是有效的、選擇性的甘氨酸受體(GRs)拮抗劑，在大腦的新皮層和海馬中能夠拮抗甘氨酸受體[51]。

圖8 銀杏內(nèi)酯型化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.8 The chemical structures of ginkgolide type compound

Cui等[52]提供了一種利用真菌發(fā)酵生產(chǎn)銀杏內(nèi)酯B的新方法，從銀杏根皮內(nèi)生尖孢鐮刀菌Fusariumoxysporum液體發(fā)酵所產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物中獲得銀杏內(nèi)酯B。以此克服了從銀杏葉和樹皮中分離提取銀杏內(nèi)酯B的自然資源局限性，為銀杏內(nèi)酯B的應(yīng)用提供了來(lái)源保證。此外，有研究表明銀杏內(nèi)酯B通過(guò)發(fā)揮抗炎作用可以減少多巴胺能神經(jīng)元的丟失，起到神經(jīng)保護(hù)作用，不過(guò)有一些具體機(jī)制目前還尚不明確。

1.9 其他類型

從植物內(nèi)生真菌中發(fā)現(xiàn)的二萜類化合物結(jié)構(gòu)多種多樣，除了上述幾種主要結(jié)構(gòu)類型外，還包括一些不常見的phomactin型、cyclopiane型、norcyclostane型、松香烷型二萜化合物，同樣具有特殊生物活性，化合物來(lái)源及活性見表1，化合物結(jié)構(gòu)見圖9～11。

表1 植物內(nèi)生真菌中具有生物活性的其他類二萜化合物Table 1 Other diterpenoids with biological activity in plant endophytic fungi

圖9 Phomactin型化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.9 The chemical structures of phomactin type compounds

圖10 Cyclopiane型化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.10 The chemical structures of cyclopiane type compounds

圖11 Norcyclostane型與松香烷型化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.11 The chemical structures of norcyclostane type and abietane type compounds

2 討論與展望

根據(jù)所查閱1993年以來(lái)的文獻(xiàn)表明，研究報(bào)道了從植物中分離的37種內(nèi)生真菌可以產(chǎn)生二萜類化合物，其中包括：紫杉烷型(1個(gè))、半日花烷型(31個(gè))、harzianone型(5個(gè))、異海松烷型(26個(gè))、guanacastane型(3個(gè))、殼梭孢菌素型(4個(gè))、吲哚二萜型(45個(gè))、銀杏內(nèi)酯型(1個(gè))、phomactin型(4個(gè))、cyclopiane型(13個(gè))、norcyclostane型(3個(gè))、松香烷型(1個(gè))。這些化合物蘊(yùn)含著抗腫瘤、抗病毒、抗炎、抑菌、殺線蟲等不同活性，尤其是像半日花烷型等6類骨架化合物在抗腫瘤、抑菌方面效果顯著，總結(jié)見表2-3。因此對(duì)于植物內(nèi)生真菌二萜類化合物的研究應(yīng)著重關(guān)注這部分。另外由于氣候條件、樣本采集季節(jié)和地理位置等因素影響[59]，同種植物內(nèi)生真菌所代謝的二萜類化合物存在差異，增加了其廣泛性，由此這些化合物在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境等方面的應(yīng)用前景可觀。

表2 植物內(nèi)生真菌二萜類抗腫瘤化學(xué)物質(zhì)匯總表Table 2 Summary of diterpenoid anti-tumor chemical substances of plant endophytic fungi

續(xù)表2(Continued Tab.2)

表3 植物內(nèi)生真菌二萜類抗菌化學(xué)物質(zhì)匯總表Table 3 Summary of diterpenoid anti-bacterial chemical substances of plant endophytic fungi

不過(guò)對(duì)于植物內(nèi)生真菌二萜化合物的研究目前仍存在一些問(wèn)題，植物內(nèi)生真菌的發(fā)現(xiàn)已有100多年，但活性化合物的研究起步較晚，尤其是內(nèi)生真菌誘導(dǎo)活性物質(zhì)形成和積累的研究，是近幾十年才被關(guān)注的領(lǐng)域。因此在分離鑒定的同時(shí)應(yīng)進(jìn)一步研究植物內(nèi)生真菌誘導(dǎo)二萜類化合物合成途徑、生物活性作用機(jī)制及構(gòu)效關(guān)系，并明確其作用部位，這將為二萜類化合物的廣泛應(yīng)用提供具體依據(jù)。另外，也需要更多的研究來(lái)優(yōu)化內(nèi)生真菌的生長(zhǎng)條件，特別是真菌在沒(méi)有明顯衰減的情況下容易產(chǎn)生代謝物的條件。以此獲得更多具有高藥效的活性化合物并應(yīng)用于新藥物的開發(fā)與研究[60]。綜上，將優(yōu)化內(nèi)生菌生長(zhǎng)條件與所分離的活性化合物機(jī)制、構(gòu)效相結(jié)合對(duì)植物內(nèi)生真菌二萜類活性成分的開發(fā)利用具有深遠(yuǎn)意義。