CN115894519B - 一种三肽生物碱化合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三肽生物碱化合物及其制备方法和应用,属于海洋真菌活性成分分析技术领域。本发明从海洋篮状菌属真菌Talaromyces purpureogenus.CX11的发酵培养物中提取、分离获得了一种具有新颖结构的三肽生物碱化合物,结构式如式(Ⅰ)所示。本发明提供的三肽生物碱化合物具有较好的抗真菌活性,可用于制备抗真菌药物,具有良好的开发前景。
Description
技术领域
本发明涉及海洋真菌活性成分分析技术领域,具体涉及一种三肽生物碱化合物及其制备方法和应用。
背景技术
近年来,海洋天然产物来源的生物活性物质不断增加。从海洋生物中分离的代谢产物具有化学结构多样性,结构类型包括聚酮、萜类、生物碱类、大环内酯类、醌类、聚醚类、甾醇类等,并且具有广泛的药理活性。据报道,1981年至2020年开发的新药中有50%来源于自然界的天然产物;1997年至2010年获批农药中天然产物占35.7%。海洋微生物是丰富的海洋天然产物来源,由于其所生存的高压、低温、缺氧等独特的环境,可提供一系列结构新颖且具有多种生物活性的次级代谢产物,在多种疾病治疗中具有潜在的治疗潜力,对新药的开发挥着先导性作用。
海洋真菌作为海洋微生物的重要组成部分,近年来表现出强劲的发展趋势。2018年发现的海洋新天然产物中有617个来源于海洋真菌,约占海洋来源新天然产物总发现量的39.7%。目前已有逾千种海洋真菌的活性代谢产物被发现,是海洋天然药物发现的重要来源。
目前关于篮状菌属真菌(Talaromyces)的化学成分研究较少。中科院昆明植物所2011年从云南红豆杉内生真菌Talaromyces sp.TIBF中分离得到5α,6α-环氧-24(R)-甲基胆甾-7,22-二烯-3β-醇、醌茜素、苔色酸和间甲基苯酚,Bok(1999)等在活性跟踪下从Cordyceps sinensis分离得到的5α,6α-环氧-24(R)-甲基胆甾-7,22-二烯-3β-醇具有较好的抗肿瘤活性(云南红豆杉内生真菌Talaromyces sp.TIBF的化学成分研究.广西植物,2011,31(5),pp699-701)。本课题组2018年从浙江沿海的大型海洋植物中分离得到篮状菌属真菌Talaromyces purpureogenus.CX11,并对其代谢产物进行分析,从该菌株中分离得到抗病毒的杂萜类化合物(Polycyclic meroterpenoids,talaromyolides E-K forantiviral activity against pseudorabies virus from the endophytic fungusTalaromyces purpureogenus.Tetrahedron 76(2020)131349;Talaromyolides A-D andTalaromytin:Polycyclic Meroterpenoids from the Fungus Talaromycessp.CX11.Organic Letters 2019,21,6,6539-6542.)。
但是迄今还未查到有文献报道从篮状菌属真菌中分离得到具有抗真菌活性的分子结构中含有肉桂酸结构片段的三肽生物碱化合物。
发明内容
本发明的目的在于从海洋真菌的代谢产物中提取获得具有药用价值的天然活性物质。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明从海洋篮状菌属真菌Talaromyces purpureogenus.CX11的发酵产物中分离得到两个新的化合物,经结构鉴定,结构式如式(Ⅰ)所示,
其中R为OH或H。
将上述两个化合物分别命名为Talaropeptin A和Talaropeptin B,化合物talaropeptin A的分子式为C20H23N3O6;化合物talaropeptin B的分子式为C20H23N3O5。
本发明还提供了一种从海洋篮状菌属真菌Talaromyces purpureogenus.CX11的发酵产物中分离提取上述新化合物的方法,但本发明中上述化合物的制备方法并不局限于此。
具体的,从发酵产物中提取所述的三肽生物碱化合物的方法,包括以下步骤:
(1)将保藏号为CCTCC NO:M 2018338的篮状菌属真菌Talaromycespurpureogenus.CX11经活化后接种于培养液中,进行发酵培养;
(2)发酵培养结束后,分离得到菌丝体和发酵液;菌丝体中加入有机溶剂中浸提,分离得到浸提液,浸提液浓缩后用蒸馏水混悬,得到水混悬液,然后用二氯甲烷或乙酸乙酯对水混悬液进行萃取,得到萃取液A;发酵液与硅藻土拌样后,采用二氯甲烷或乙酸乙酯回流萃取,得到萃取液B;
(3)将萃取液A或萃取液B浓缩后进行正相硅胶柱层析分离,依次以体积比8:1、6:1、4:1、2:1、1:1、1:2、1:4、1:6、1:8的二氯甲烷/甲醇进行梯度洗脱,收集体积比6:1的二氯甲烷/甲醇混合液洗脱的馏分,再利用葡聚糖凝胶色谱和重结晶分离获得所述化合物;
或者,将萃取液A或萃取液B浓缩后进行正相硅胶柱层析分离,依次以体积比9:1、5:1、1:1、1:3、1:9的石油醚/乙酸乙酯混合液进行梯度洗脱,收集5:1馏分,再进行反相硅胶柱层析,依次以体积比1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1的甲醇/水混合液进行梯度洗脱,收集8:2馏分,继而利用高效液相色谱分离,流动相为体积比63:37的甲醇/水混合液,流速为10mL/min,保留时间47分钟的峰为R=OH的化合物,保留时间56分钟的峰为R=H的化合物。
步骤(1)中,对篮状菌属真菌Talaromyces purpureogenus.CX11进行发酵培养。
篮状菌属真菌(Talaromyces sp.)CX11为真菌,采用常规的PDA液体培养基即可用于发酵培养。为了增加产量,给微生物生长代谢提供足够的营养成分,优选地,以体积1L计,所述的培养液包括以下原料:淀粉1-8g、麸皮4-25g、酵母膏2-10g、KH2PO4 1-10g,MgSO4·7H2O 0.1-1.0g,余量为水;
或者,以体积1L计,所述的培养液包括以下原料:马铃薯100-500g、蛋白胨1-8g、酵母膏1-8g、葡萄糖3-25g、余量为水;培养液初始pH值为6.0-7.0。
更为优选,以体积1L计,所述的培养液包括以下原料:淀粉4g、麸皮10g、酵母膏2g、KH2PO4 3g,MgSO4·7H2O 0.6g,余量为水;
或者,以体积1L计,所述的培养液包括以下原料:马铃薯500g、蛋白胨2g、酵母膏1g、葡萄糖20g、余量为水;培养液初始pH值为7.0。
发酵培养的条件为20-30℃静态培养10-40天。所述静态培养方式即不进行摇瓶培养。
作为优选,发酵培养的温度为22-26℃。更优选为25℃培养20天。
步骤(2)中,分离获得菌丝体和发酵液,所述的菌丝体和发酵液中均能提取分离得到所述三肽生物碱化合物。
其中,利用菌丝体获取三肽生物碱化合物时,将菌丝干燥后粉碎,置于有机溶剂中浸泡7-14天,或者加热回流提取,菌丝体充分破壁,使胞内物质有效溶出。
利用发酵液获取三肽生物碱化合物时,将发酵液浓缩后与硅藻土搅拌,采用乙酸乙酯或二氯甲烷回流进行萃取。
步骤(3)中,分离纯化方法为:对萃取液进行正相硅胶柱层析分离,所得馏分再利用葡聚糖凝胶色谱、重结晶,或者反相硅胶柱层析、高效液相色谱等方法进行分离。通过多步分离纯化,能获得纯度较高的三肽生物碱化合物。
所述葡聚糖凝胶色谱的流动相采用体积比为3:1的甲醇/氯仿混合液。所述重结晶通过溶剂挥发析出目标产物。
本发明研究表明,利用上述方法从篮状菌属真菌Talaromyces sp.CX11发酵培养物中分离得到的三肽生物碱化合物具有较好的抗真菌活性,因此,本发明还提供了所述的三肽生物碱化合物在制备抗真菌药物中的应用。
进一步的,病原菌为白色念珠菌、新型隐球菌、镰刀菌中的一种或多种。
通过体外抗真菌试验,表明本发明提供的三肽生物碱化合物具有较好的抗真菌活性,具体的,化合物Talaropeptin A抗白色念珠菌(Candida albicans)的MIC为40μg/mL,抗新型隐球菌(Crytococcus neoformans)的MIC为40μg/mL,抗镰刀菌(Fusarium oxysporum)的MIC为12.5μg/mL;化合物Talaropeptin B抗白色念珠菌的MIC为80μg/mL,抗新型隐球菌的MIC为80μg/mL,抗镰刀菌的MIC为25μg/mL。
本发明还提供了一种药物组合物,包括有效剂量的所述的三肽生物碱化合物和药学上可接受的载体。
所述药物以本发明的三肽生物碱化合物为主要活性成分,添加药剂学上可接受的辅料制成,可按照药剂学上记载的制剂制备方法制成制剂。
本发明具备的有益效果:
(1)本发明从海洋真菌Talaromyces purpureogenus.CX11的发酵培养物中提取、分离获得了一种具有新颖结构的三肽生物碱化合物,该方法操作简便、提取得率高、产物纯度高,适合规模化生产。
(2)本发明提供的三肽生物碱化合物具有较好的抗真菌活性,可用于制备抗真菌药物,具有良好的开发前景。
附图说明
图1为本发明两个三肽生物碱化合物的结构式。
图2为本发明化合物1的1H NMR图谱(DMSO-d6)。
图3为本发明化合物1的13C NMR图谱(DMSO-d6)。
图4为本发明化合物2的1H NMR图谱(DMSO-d6)。
图5为本发明化合物2的13C NMR图谱(DMSO-d6)。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。以下实施例仅用于说明本发明,不用来限制本发明的适用范围。在不背离本发明精神和本质的情况下,对本发明方法、步骤或条件所做的修改或替换,均属于本发明的范围。
下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明,均为常规方法;所使用的材料、试剂等,如无特殊说明,为可从商业途径得到的试剂和材料。
下述实施例中采用的菌株篮状菌属真菌Talaromyces purpureogenus.CX11分离自浙江沿海的大型海洋植物,于2018年6月4日保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址:中国、武汉、武汉大学,保藏号为:CCTCCNO:M 2018338。
实施例1真菌Talaromyces purpureogenus.CX11的发酵培养
将经活化的Talaromyces purpureogenus.CX11制成孢子悬浮液,再接种到培养液中,于25℃静态发酵培养20天。
其中,培养液配方为:淀粉4g,麸皮10g,酵母膏2g,KH2PO4 3g,MgSO4·7H2O 0.6g,水1000mL。
实施例2真菌Talaromyces purpureogenus.CX11的发酵培养
将经活化的Talaromyces purpureogenus.CX11真菌制成孢子悬浮液,再接种到培养液中,于24℃静态发酵培养20天。
其中,培养液配方为:马铃薯500g,蛋白胨2g,酵母膏1g,葡萄糖20g,水1000mL;培养液的初始pH值为7.0。
实施例3三肽生物碱化合物的制备
真菌Talaromyces purpureogenus.CX11发酵培养后,取10L发酵培养液,离心取沉淀得到菌丝体;菌丝体用甲醇浸泡1周,浸泡液经浓缩后用1L蒸馏水混悬,水混悬液合并,用10L二氯甲烷萃取,二氯甲烷萃取液经浓缩得到浸膏10g;用硅胶(100目,100g)拌样,进行正相硅胶柱层析分离(200-300目,100g;硅胶柱尺寸L 50mm,12mm),依次以体积比8:1、6:1、4:1、2:1、1:1、1:2、1:4、1:6、1:8的二氯甲烷/甲醇进行梯度洗脱,TLC点板合并,收集体积比6:1的二氯甲烷/甲醇混合液洗脱的馏分。再采用葡聚糖凝胶色谱LH-20(柱尺寸L 120mm,/>5mm;流动相甲醇/氯仿=3:1)分离得到含有化合物1(56/90馏分)和2(77/90馏分)的粗品,采用甲醇/氯仿(3:1)重结晶得到talaropeptin A(化合物1,23mg),重结晶母液采用硅胶柱层析(柱尺寸L 20mm,/>4mm;流动相甲醇/氯仿=3:1)得到talaropeptin B(化合物2,12mg)。
实施例4三肽生物碱化合物的制备
真菌Talaromyces purpureogenus.CX11发酵培养后,取5L发酵培养液,离心取上清得到发酵液;发酵液浓缩,用10g硅藻土拌样,1L乙酸乙酯回流,进行正相硅胶柱层析分离(200-300目,1kg;硅胶柱尺寸L 50mm,12mm),依次以体积比9:1、5:1、1:1、1:3、1:9的石油醚/乙酸乙酯混合液和乙酸乙酯进行梯度洗脱,收集5:1馏分;分段后用反相硅胶柱层析,洗脱剂为甲醇/水(1:9-9:1),依次以体积比1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1的甲醇/水混合液进行梯度洗脱,收集8:2馏分;继而用高效液相色谱分离,流动相为:甲醇/水(63:37),流速为10mL/min,高效液相色谱的检测波长为254nm,保留时间47分钟的峰用甲醇重结晶为talaropeptin A(化合物1,13mg),保留时间56分钟的峰用甲醇重结晶为talaropeptinB(化合物2,17mg)。
实施例5三肽生物碱化合物的结构鉴定
采用HPLC对制得的化合物进行纯度鉴定,纯度大于98%的样品运用质谱和核磁共振技术进行结构鉴定,核磁共振用Bruker AVANCE DRX-600NMR Sectrometer测定,TMS作内标;高分辨质谱FTICRMS用Bruker Apex Spectrometer测定;电喷雾质谱ESI-MS用BrukerEsquire 3000plus Spectrometer测定。
根据化合物的一维NMR分析结果(见表1)和二维NMR分析结果,可知,化合物talaropeptin A(1)的分子式为C20H23N3O6;化合物talaropeptin B(2)的分子式为C20H23N3O5。talaropeptin A(1)和B(2)结构如图1所示。
表1化合物talaropeptin A(1)和talaropeptin B(2)的NMR数据
实施例6三肽生物碱化合物抗真菌活性分析
取96孔板,将待测化合物样品用沙氏液体培养基稀释为1mg/mL的加载液,然后进行稀释,共设6个浓度梯度,分别为80μg/mL、40μg/mL、25μg/mL、12.5μg/mL、6.25μg/mL、3.13μg/mL,每个梯度设置3个复孔。各孔加入真菌白色念珠菌Candida albicans SC5314、新型隐球菌的Crytococcus neoformans GOYJ11988和镰刀菌Fusarium oxysporum ATCC28856的悬液,菌株浓度为1×105CFU/mL,于37℃培养24h,酶标仪625nm下测OD值。阳性对照采用放线菌酮。
实验结果显示,化合物1抗白色念珠菌Candida albicans的MIC为40μg/mL,抗新型隐球菌的Crytococcus neoformans的MIC为40μg/mL,抗镰刀菌的MIC为12.5μg/mL;化合物2抗白色念珠菌Candida albicans的MIC为80μg/mL,抗新型隐球菌的Crytococcusneoformans的MIC为80μg/mL,抗镰刀菌Fusarium oxysporum的MIC为25μg/mL;阳性对照药物放线菌酮对上述三种真菌的MIC分别是25μg/mL,25μg/mL,12.5μg/mL。
上述结果表明该化合物1和2具有较好的抗真菌作用。
Claims (6)
1.一种三肽生物碱化合物,其特征在于,所述化合物的结构式如式(Ⅰ)所示,
其中R为OH或H。
2.如权利要求1所述的三肽生物碱化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将保藏号为CCTCC NO:M 2018338的篮状菌属真菌Talaromycespurpureogenus.CX11经活化后接种于培养液中,进行发酵培养,发酵培养的条件为20-30℃静态培养10-40天;
以体积1L计,所述的培养液包括以下原料:淀粉1-8g、麸皮4-25g、酵母膏2-10g、KH2PO41-10g,MgSO4·7H2O 0.1-1.0g,余量为水;
或者,以体积1L计,所述的培养液包括以下原料:马铃薯100-500g、蛋白胨1-8g、酵母膏1-8g、葡萄糖3-25g、余量为水;培养液初始pH值为6.0-7.0;
(2)发酵培养结束后,分离得到菌丝体和发酵液;菌丝体中加入有机溶剂中浸提,分离得到浸提液,浸提液浓缩后用蒸馏水混悬,得到水混悬液,然后用二氯甲烷或乙酸乙酯对水混悬液进行萃取,得到萃取液A;发酵液与硅藻土拌样后,采用二氯甲烷或乙酸乙酯回流萃取,得到萃取液B;
(3)将萃取液A或萃取液B浓缩后进行正相硅胶柱层析分离,依次以体积比8:1、6:1、4:1、2:1、1:1、1:2、1:4、1:6、1:8的二氯甲烷/甲醇进行梯度洗脱,收集体积比6:1的二氯甲烷/甲醇混合液洗脱的馏分,再利用葡聚糖凝胶色谱和重结晶分离获得所述化合物;
或者,将萃取液A或萃取液B浓缩后进行正相硅胶柱层析分离,依次以体积比9:1、5:1、1:1、1:3、1:9的石油醚/乙酸乙酯混合液进行梯度洗脱,收集5:1馏分,再进行反相硅胶柱层析,依次以体积比1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1的甲醇/水混合液进行梯度洗脱,收集8:2馏分,继而利用高效液相色谱分离,流动相为体积比63:37的甲醇/水混合液,流速为10mL/min,保留时间47分钟的峰为R=OH的化合物,保留时间56分钟的峰为R=H的化合物。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,以体积1L计,所述的培养液包括以下原料:淀粉4g、麸皮10g、酵母膏2g、KH2PO4 3g,MgSO4·7H2O 0.6g,余量为水;
或者,以体积1L计,所述的培养液包括以下原料:马铃薯500g、蛋白胨2g、酵母膏1g、葡萄糖20g、余量为水;培养液初始pH值为7.0。
4.如权利要求1所述的三肽生物碱化合物在制备抗真菌药物中的应用。
5.如权利要求4所述的应用,其特征在于,病原菌为白色念珠菌、新型隐球菌、镰刀菌中的一种或多种。
6.一种药物组合物,其特征在于,包括有效剂量的如权利要求1所述的三肽生物碱化合物和药学上可接受的载体。
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