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海洋内生放线菌fang-1的次生代谢产物研究

2015-08-15毕淑峰朱广琪吕永展

黄山学院学报 2015年3期
关键词:二肽放线菌浸膏

毕淑峰,朱广琪,吕永展

(黄山学院 生命与环境科学学院,安徽 黄山245041)

放线菌是一类能产生多种类型活性成分的革兰氏阳性菌,在已发现的活性次生代谢产物中很多都是放线菌产生的[1]。从陆生放线菌中分离得到的先导化合物的数量锐减,于是人们把目光投向了更为广阔的生境—占地球面积的70%的海洋[2]。海洋高盐度、高压等特点使海洋微生物形成独特的代谢途径,近年已从海洋放线菌中分到了很多结构新颖、活性好的新化合物。本实验对海洋内生放线菌fang-1 次生代谢产物进行研究,得到6 个化合物,并对其结构进行了鉴定,均为首次从该放线菌中分离得到。

1 主要仪器与试剂

Bruker DRX-500 型超导核磁共振仪 (德国Bruker 公司),高效液相色谱[UV detector L-7400和Apollo C18-5 μm,Hitachi pump L-7100,日本日立公司],SW-CJ-2FD 双人单面净化工作台(苏州市华宇净化设备有限公司),Agilent6210 TOF LC/MS 液质联用仪 (美国Agilent 公司),大孔树脂XAD-7(美国Amberlite 公司),旋转蒸发仪EYELA N-1000,(东京理化器械株式会社),TH-3560 立式高压灭菌锅[造鑫(鑫科) 企业有限公司],Sephadex LH-20(瑞典Pharmacia 生物科技公司)。

氘代试剂均由美国Merk 公司生产,HPLC 色谱纯试剂由美国天地试剂公司生产,其他甲醇、乙酸乙酯、氯仿等均是国产分析纯。

2 菌株发酵

将fang-1 菌种接种于约装有0.4L 培养基的1 L 锥形瓶中,培养基的主要成分为蛋白胨、蔗糖和酵母膏。在28±1℃温度下震荡培养48h,将种子培养液接种到约装有0.4L 培养基(主要成分为蛋白胨、蔗糖和酵母膏)的1L 锥形瓶中发酵培养,一周后收集发酵液,并离心除去固体菌丝体,得到约50L 深褐色发酵液。

3 提取与分离

每0.5L 发酵液中加入20.0g 大孔树脂,分装于1L 锥形瓶中,在摇床上震摇3h,使大孔树脂吸附发酵液中的次生代谢产物。将大孔树脂装于玻璃柱中,用蒸馏水冲洗大孔树脂至流出液无色。再用甲醇洗脱大孔树脂至洗脱液无色,在旋转蒸发仪上减压浓缩甲醇,最终得4.2g 黑褐色的粗浸膏。用20 mL 蒸馏水将粗浸膏超声分散,使其成为均匀的颗粒状悬浮液,然后依次用不同极性有机溶剂(石油醚、乙酸乙酯和正丁醇)分别震荡萃取5 次,在旋转蒸发仪上减压浓缩各种极性的萃取液,得不同极性的粗浸膏。运用硅胶和凝胶柱层析、重结晶、HPLC等方法反复分离纯化乙酸乙酯粗浸膏,得单体化合物1-6。

4 结构鉴定

化合物1:白色粉末。ESI-MS m/z:311[M+H]+,333 [M+Na]+。1H-NMR (DMSO-d6,500 MHz)δ:9.24(1H,br s,OH-7'),7.88(2H,br s,NH),7.27(2H,t,J=7.5Hz,H-6,8),7.20 (1H,d,J=6.9Hz,H-7),7.03(2H,d,J=7.5 Hz,H-5,9),6.83(2H,d,J=8.0 Hz,H-5',9'),6.67 (2H,d,J=8.0 Hz,H-6',8'),3.94 (1H,m,H-2'),3.89(1H,m,H-2),2.61(2H,m,H-3a,3'a),2.18 (2H,m,H-3b, 3'b);13C-NMR(DMSO-d6,125 MHz)δ:166.7(C-1),166.5(C-1'),156.4(C-7'),136.5(C-4),131.1(C-5',9),130.0(C-5,9),128.2(C-6,8),126.3(C-7,4'),115.1(C-6',8'),55.9(C-2),55.5(C-2'),39.4 (C-3'),38.7(C-3)。以上数据与文献报道一致,故鉴定该化合物为环(苯丙氨酸-酪氨酸)二肽[3]。药理活性试验表明该化合物对心血管系统起作用,可降低心率、冠脉血流量、左心室收缩压和心脏传导速率[4]。

化合物2:白色粉末。ESI-MS m/z:211[M+H]+,233[M+Na]+。1H-NMR(CDCl3,500 MHz)δ:6.34(1H,br s,NH),4.13 (1H,t,J=8.0Hz,H-2),4.02 (1H,d,J=8.0 Hz, H-2'),3.56(2H,m,H-5),2.35(1H,m,H-3a),2.13(1H,m,H-3b,),2.07(1H,m,H-3'a),2.04(1H,m,H-4a),1.91(1H,m,H-4'b),1.77(1H,m,H-4'),1.53(1H,m,H-3'b),1.00(3H,d,J=6.5 Hz,H-6'),0.95 (3H,d,J=6.5 Hz,H-5')。以上数据与文献报道基本一致,故鉴定该化合物为环(脯氨酸-亮氨酸)二肽[5]。研究表明该化合物对tsFT210 小鼠乳腺癌细胞有弱的活性[6]。

化合物3:白色粉末。ESI-MS m/z:245[M+H]+,267[M+Na]+。1H-NMR(CDCl3,500 MHz)δ:7.36 (2H,d,J=7.0 Hz,H-6,8),7.29 (1H,dd,J=7.0,6.5,Hz,H-7),7.23(2H,d,J=7.5Hz,H-4,5),5.70 (1H,br s,NH),4.29(1H,dd,J=10.0,3.0 Hz,H-2'),4.08(1H,t,J=8.5 Hz,H-2),3.54-3.67(3H,m,H-3'a,5'a,5'b),2.78(1H,dd,J=14.0,10.5 Hz,H-3b),2.38(1H,m,H-3a),1.92-2.04(3H,m,H-3'b,4'a, 4'b)。以上数据与文献报道一致,故鉴定该化合物为环(苯丙氨酸-脯氨酸)二肽[7]。药理活性试验表明该化合物具有诱导生物发光的作用[8]。

化合物4:白色粉末。ESI-M m/z:261[M+H]+,283[M+Na]+。1H-NMR( MeOH-d4,500 MHz)δ:7.21-5.30(5H,m,H-5,6,7,8,9),4.32(1H,t,J=4.5 Hz,H-2),3.68(1H,dd,J=11.0,4.5 Hz,H-2'),3.30(1H, m,H -4'),2.95 (1H, dd,J =13.5,5.0 Hz,H -3a),1.44(1H,m,H-3b),0.88 (2H,m,H-3'a,3'b),0.75 (3H,d,J=6.5 Hz,H-6'),0.70 (3H,d,J=6.5 Hz,H-5')。以上数据与文献报道一致,故鉴定该化合物为环(苯丙氨酸-亮氨酸)二肽[9]。该化合物可以被蚂蚁用作进攻或自卫的武器[10]。

化合物5:白色晶体。ESI-M m/z:197[M+H]+,219[M+Na]+。1H-NMR(CDCl3,500 MHz)δ:5.84(1H,br s,NH),4.09(1H,t,J=7.5 Hz,H-2'),3.95(1H,br s,H-2),3.64 (1H,m,H-5'a),3.56 (1H,m,H-5'b),2.65(1H,m,H-3'a),2.39 (1H,m,H-3'b),2.06 (2H,m,H-4a,4'b),1.92 (1H,m,H-3),1.07 (3H,d,J=7.2Hz,H-4),0.91(3H,d,J=6.8 Hz,H-5)。以上数据与文献报道一致,故鉴定该化合物为环(脯氨酸-缬氨酸)二肽[11]。药理活性试验表明该化合物具有抗鳗弧菌活性,MIC 为0.26nmol/mL[12]。

化合物6:白色针状晶体。ESI-M m/z:139[M+H]+,161[M+Na]+。1H-NMR (CDCl3, 500 MHz)δ:10.36(1H,br s,H-8),7.90 (1H,dd,J=8.5,1.5 Hz,H-2),7.54(1H,dd,J=7.5,1.5Hz,H-4),7.01 (1H,dd,J=8.0,1.0 Hz,H-5),6.96 (1H,dd,J=8.0,1.5 Hz,H-3)。以上数据与文献报道一致,故鉴定该化合物为邻羟基苯甲酸[13]。药理活性试验表明该化合物有较好的抗真菌活性[14]。

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