二氢呋喃喹啉酮类化合物的抑菌效果

苏江涛,胡先明

1湖北工业大学生物工程学院制药工程系,武汉 430068;2武汉大学药学院,武汉 430072

二氢呋喃喹啉酮类化合物的抑菌效果

苏江涛1＊,胡先明2

1湖北工业大学生物工程学院制药工程系,武汉 430068;2武汉大学药学院,武汉 430072

为了解二氢呋喃喹啉酮类化合物对四种细菌的抑制作用,选用大肠杆菌,金色葡萄球菌,绿脓杆菌,枯草杆菌作为测试菌;选用牛肉膏蛋白胨作为培养基;以化学合成的二氢呋喃喹啉酮化合物 a～f为测试对象,采用抑菌圈试验测定样品抗菌活性,并根据所得抑菌率求得M I C50值。结果表明:对于大肠杆菌,金色葡萄球菌,枯草杆菌,六个化合物的抑菌效果均一般。但是化合物 f(含甲氧基)对于绿脓杆菌的抑菌效果尤其出色,远高于对大肠杆菌、金葡杆菌、枯草杆菌的抑菌效果,具有明显的选择性。

生物碱;二氢呋喃喹啉酮;抑菌活性

半萜类喹啉生物碱 (例如:呋喃喹啉酮类生物碱)是一类存在于生物 (主要是植物)体内、对人和动物有强烈生理作用的含氮的碱性物质。它们在自然界广泛存在[1-3],并且常常是很多中草药的有效成分。半萜类喹啉生物碱中最常见的是呋喃喹啉酮类和二氢呋喃喹啉酮类,它们最早是从 Rutaceae类植物中分离得到的,近年来更是在很多天然药用植物中分离得到此类化合物。例如:在贯叶连翘 (Hypericum perforatumLinn)的地上部分中得到了两种半萜类喹啉生物碱 Haplamine和它的次级代谢物 Dihydrohaplamine,它们都是角位吡喃喹啉酮结构 (图1)[4]。另外,Haplamine和其它几种已知生物碱也在植物 H.suaveolens的外露部分中分离得到[5]。关于这类化合物的生物活性报道很多,如抗菌性、杀虫性、抗肿瘤、抑制尿分泌、抗心律不齐、抗疟疾、镇静等[6,7]。

图 1 天然产物结构Fig.1 Structure of the nature product

我们利用化学方法合成了六个 (a～f)与 Dihydrohaplamine结构类似的二氢呋喃喹啉酮,两者之间的区别在于吡喃环和呋喃环的区别。另外同系列二氢呋喃喹啉酮类化合物在喹啉酮苯环上取代基不同,这可能对此类化合物的生物活性有较大影响,因此我们对它们的抑菌活性进行了测定与比较。

图2 合成类似物Fig.2 Synthestic analogues

1 试验材料

二氢呋喃喹啉酮化合物 a～f:按照文献合成(化学结构均得到证实)[8]。测试菌:大肠杆菌,金色葡萄球菌,绿脓杆菌,枯草杆菌;培养基:牛肉膏蛋白胨培养基。

2 方法与结果

采用抑菌圈试验测定样品抗菌活性,具体操作如下:药敏纸片制备:将直径为 6 mm的滤纸片装于西林瓶中,在 121℃高压灭菌 20 min并烘干备用。A:阳性对照青霉素药敏纸片制备:制备青霉素浓度1 mg/mL。每个纸片滴 10 mL。烘干备用。B:将实验样品配制为 1 mg/mL,每个纸片滴 50 mL,烘干备用。培养基的制备:采用牛肉膏蛋白胨培养基。90 mm内径平板倾注 25 mL。使琼脂平板厚度为 4 mm。冷却备用。细菌的培养:将各细菌在液体培养基接种后,于恒温振荡培养箱中培养,温度控制在37℃,时间为 14 h,药敏实验在超净工作台进行。药敏实验:(1)用无菌刮铲将菌液在平板上涂抹均匀。(2)用无菌镊子将含药纸片紧贴琼脂平板表面,各纸片中心相距适当,置 37℃孵膏 24 h。(3)结果判断测量抑菌圈直径 (mm),分别测量三次,取平均值。结果如表 1。

表 1 六个化合物(a～f)的抑菌圈试验结果Table 1 Bacteriostasic activity of compound a-f

根据实验结果选择六组样品中最佳的一组进行M IC及M IC50值测定。方法如下:用 96孔板测定各细菌M IC值(微量稀释法)。菌接种于液体培养基中,置于恒温摇床中。(1)将 96孔板于洗液中浸湿2 h,然后用紫外杀菌 2 h备用;(2)制备牛肉膏液体培养基;(3)样品 f起始浓度 80 mg/mL。依次倍比稀释为 1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64、1/128、1/ 256;);(4)准备菌液:将温度控制为 37℃,时间为14 h;(5)于每排各孔 (10孔)前 8孔中,分别加培养基和相应浓度试验样品 190μL及 10μL菌悬液。同时在第 9孔和第 10孔用稀释无菌水对照。培养板置于 37℃下培养 24 h;(6)测定结果:根据所得抑菌率用 IC50相关软件求得M I C50值。结果如表 2。

表 2 化合物 f的M I C50值Table 2 M IC50value of compound f

3 讨 论

抑菌圈试验结果如表 1。对于所选的四种杆菌六个化合物的抑菌效果均一般,相比较而言,化合物e(含三氟甲基)的抑菌效果最好,但仍然低于参照品青霉素的抑菌能力。但是令人惊喜地发现,化合物 f(含甲氧基)对于绿脓杆菌的抑菌效果尤其出色,远高于对大肠杆菌、金葡杆菌、枯草杆菌的抑菌效果,具有明显的选择性。而且优于参照品青霉素对绿脓杆菌的抑菌效果。因此,化合物 f具备进一步研究的价值。将是我们优先考虑和研究的先导化合物。

1 GrundonMF.Quinoline quinazoline and acridone alkaloids.Nat Prod Rep,1990,7:131.

2 Micchael JP.Quinoline quinazoline and acridone alkaloids.Nat Prod Rep,1997,14:605.

3 Moulis C,etal.A2-quinolonealkaloid from Almeidea guianensis.Phytochem istry,1983,22:2095.

4 Wu TS,et al.The limonoids and alkaloids of the root bark ofD ictam nus angustifolius.Phytochem istry,1999,50:509.

5 Bessonova A.Acetylhaplophyllidine,a new alkaloid fromHaplophyllum perforatum.Chem Nat Compd,1999,35:589.

6 Wolters B,et al.Antimicrobial substances in callus cultures ofRuta graveolens.Planta M ed,1981,43:166.

7 Basco LK,et al.In vitroactivities of furoquinoline and acridone alkaloids againstPlasm odium falciparum.J Antim icrob/ Agents Chem other,1994,38:1169.

8 Su JT,et al.A concise synthesis of the angular dihydrofuroquinoline alkaloids via cyclopropane opening in the presence of polyphosphoric acid.Synthetic Comm unication,2006,36: 1-6.

Antibacterial Effect of the D ihydrofuroquinolinones

SU Jiang-tao1＊,HU Xian-ming2

1B ioengineering Institute,Hubei University of Technology,W uhan 430086,China;2College of Phar macy,W uhan 430072,China

To explore the bacteriostasis of the dihydrofuroquinolinones,Pseudom onas aeruginosa,Staphylococcus aureus, Escherichia coliandBacillus subtiliswere selected as test bacteria and brothmediawas culturemedium.The antibacterial effect of dihydrofuroquinolinoneswhich were obtained by chemical synthesiswas observed.The results indicated that for theStaphylococcus aureus,Escherichia coli and Bacillus subtilis,the antibacterial effect of dihydrofuroquinolinones a-f was common.But dihydrofuroquinolinone f has good antibacterial effect onP.aeruginosaand also showed selectivity.

alkaloids;dihydrofuroquinolinones;bacteriostasis

Q946.91;R285

A

1001-6880(2010)03-0483-03

2008-12-03 接受日期:2009-02-25

2008年湖北工业大学博士启动基金

＊通讯作者 Tel:86-27-88032320;E-mail:jiangtsu@yahoo.com.cn