真姬菇次生代谢产物化学成分的研究
2021-03-29薛宏坤邹先伟唐劲天
蔡 旭,肖 咪,薛宏坤,邹先伟,唐劲天*
(1.清华大学工程物理系,教育部粒子与辐射成像重点实验室,北京 100084;2.华中科技大学协和江北医院,武汉市蔡甸区人民医院药剂科,湖北 武汉 430065)
药食两用真菌是我国中医药宝库的重要组成部分,具有数千年的应用历史,为人们提供了大量的食品药品资源。真菌的代谢产物是其功效及防治疾病的重要物质基础,其资源丰富,提供了众多安全、有效的活性分子,通过菌种诱变、培养条件、代谢调控等方法优化,药食两用真菌可产生结构新颖、种类丰富、生物活性独特的次生代谢产物,而且大多具有再生性,例如从侧耳属菌中分离得到截短侧耳素类、新骨架eryngiolide A、双萘并吡喃酮等类型活性成分[1-3],从牛樟芝Antrodia camphorata中分离得到三萜、马来酸衍生物、安卓奎诺尔等活性成分[4-5],从金针菇Flammulina velutiper 次生代谢产物中分离得到花侧柏烷型单萜化合物enokipodins A~D 等[6]。
真姬菇Hypsizygus marmoreus(Peck)H.E.Bigelow 属于离褶伞科玉蕈属真菌,又名海鲜菇、斑玉蕈、蟹味菇等,主要分布于日本、中国、北欧等地,富含蛋白质、必需氨基酸、微量元素等,具有独特的蟹香味,是一种营养价值较高的药食两用真菌[7]。目前对真姬菇的研究大多局限于其品种、栽培、提取物活性、提取工艺等,对其化学成分报道较少[8-13],仅分离到具有抗氧化、抗肿瘤活性的β-(1-3)-D-葡聚糖[14],抑制 HepG2 细胞的hypsiziprenol A9,人白血病U937 细胞的糖蛋白HM-3A[15-16]。为了更深入地开发利用真姬菇,本实验对其进行大米固体发酵后,用乙酸乙酯提取其次生代谢产物,从中分离鉴定了11 个化合物,均为首次从玉蕈属真菌次生代谢产物中分离得到。
1 材料
AvanceⅢ400-NMR 超导核磁共振仪(德国Bruker BioSpin 公司);Agilent 6520 Q-TOF 质谱仪(美国Agilent 公司);Dionex Ultimate 3000 液相色谱仪(美国Dionex 公司);赛普锐斯中压液相色谱仪(赛普锐斯北京科技有限公司);柱色谱硅胶(100~200、200~300 目)、硅胶薄层板GF254(青岛海洋化工厂);RP-C18色谱填料、HPLC 制备柱(250 mm×20 mm,5 μm,日本YMC 公司)。液相用纯净水(实验室自制);石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、甲醇等分析纯(北京市通广精细化工公司);色谱纯甲醇(美国Sigma 公司)。RE-52AA 旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);ZF-2三用紫外仪(上海市安亭电子仪器厂)。
真姬菇菌种于2018 年购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC®),编号CICC50078,收藏于清华大学医学物理与工程研究所。
2 提取与分离
将菌株接种到经高压灭菌的PDA 平板培养基(马铃薯葡萄糖琼脂,PDA)在25 ℃下活化培养7 d后,接种至250 mL 培养瓶,每瓶50 mL,液体培养基(0.4% 葡萄糖、1% 麦芽提取物、0.4% 酵母提取物)在25 ℃下培养7 d,配制15 瓶(大米80 g、水120 mL),121 ℃高压灭菌锅灭菌25 min后备用。从液体培养基中接种适量种子培养物到灭菌后的三角瓶中,放置于培养架上,室温下培养21 d。
发酵完成后,分别用2 倍体积200 mL 石油醚、乙酸乙酯对每瓶发酵产物萃取3 次,滤过,合并滤液,浓缩,得到乙酸乙酯粗提物10.3 g。将乙酸乙酯粗提物(14.6 g)经RP-C18色谱柱,用水、20%、40%、60%、95%甲醇各2.0 L 依次梯度洗脱,收集馏分,每瓶100 mL,薄层硅胶板检测合并馏分,减压回收甲醇,干燥,得到5 个馏分(Fr.A~Fr.E)。Fr.B 分别用石油醚、二氯甲烷、甲醇、二氯甲烷-甲醇(1∶1)洗脱,滤过,得化合物1(0.73 g);Fr.E 经Sephadex LH-20 凝胶柱色谱,二氯甲烷-甲醇(1∶1)洗脱,薄层硅胶板检测合并馏分,经石油醚-二氯甲烷(10∶1~2∶1)梯度洗脱,得到3 个亚组分Fr.E1~E3。Fr.E1 经过制备型HPLC 甲醇-水(80∶20~90∶10)梯度洗脱,得化合物2(2.5 mg)、3(4.5 mg);Fr.E2 经制备型HPLC 甲醇-水(85∶15~95∶5)梯度洗脱,得化合物4(4.8 mg)、5(3.4 mg)、6(8.9 mg)、7(6.8 mg)、8(1.8 mg)、9(1.9 mg);Fr.E3 经过硅胶石油醚-二氯甲烷(1∶1)洗脱得化合物10(3.8 mg)、11(3.6 mg)。
3 结构鉴定
化合物1:白色粉末,10% 硫酸乙醇,加热105 ℃,呈灰色;EI-MS m/z:462.654 1 [M +H]+,分子式C29H40N3O2。1H-NMR(400 MHz,C5D5N) δ:7.71(1H,s,H-4),7.06(1H,s,H-6),3.36(2H,td,J=14.5,3.1 Hz,H-8),4.09(1H,ddd,J=8.4,4.2 Hz,H-9),6.28(1H,dd,J=17.4,10.5 Hz,H-16),5.14(1H,dd,J=17.4,10.5 Hz,H-17),1.54(3H,s,H-18),1.54(3H,s,H-19),3.59(4H,m,H-20,25),5.46(1H,t,J=7.3 Hz,H-21),5.60(1H,t,J=7.4 Hz,H-26),1.73(3H,s,H-28),1.73(3H,s,H-29);13C-NMR(100 MHz,C5D5N) δ:141.7(C-2),106.4(C-3),130.2(C-3a),115.7(C-4),130.8(C-5),122.1(C-6),123.9(C-7),132.1(C-7a),32.3(C-8),56.7(C-9),56.7(C-10),168.4(C-11),51.4(C-12),21.5(CH3-12),168.4(C-14),39.3(C-15),146.8(C-16),111.3(C-17),28.1(C-18),28.1(C-19),34.9(C-20),125.4(C-21),133.1(C-22),17.5(C-23),25.4(C-24),34.9(C-25),123.0(C-26),133.1(C-27),25.4(C-28),17.5(C-29)。以上数据与文献[17] 基本一致,故鉴定为灰绿曲霉素。
化合物2:黄色固体,10% 硫酸乙醇,加热105 ℃,呈黄绿色;EI-MS m/z:322.380 4 [M+Na]+,分子式C19H22O3Na。1H-NMR(400 MHz,CDCl3) δ:7.48(1H,s,H-4),11.73(1H,s,6-OH),6.75(1H,s,H-7),6.35(1H,d,J=15.8 Hz,H-9),6.54(1H,m,H-10),2.27(2H,m,H-11),1.57(2H,m,H-12),1.00(3H,t,J=7.4 Hz,H-13),10.26(1H,s,H-14),3.43(2H,d,J=7.4 Hz,H-15),5.37(1H,t,J=7.4 Hz,H-16),1.81(3H,s,H-18),1.74(3H,s,H-19);13C-NMR(100 MHz,CDCl3) δ:110.8(C-1),128.6(C-2),148.4(C-3),119.4(C-4),126.4(C-5),157.6(C-6),98.9(C-7),157.6(C-8),118.4(C-9),135.4(C-10),35.0(C-11),22.1(C-12),13.7(C-13),193.0(C-14),27.5(C-15),121.3(C-16),134.0(C-17),25.8(C-18),17.8(C-19)。以上数据与文献[18-19] 基本一致,故鉴定为2-(3,8-环氧-7,9-庚二烯基)-6-羟基-5-(17-甲基-2-丁烯基)苯甲醛。
化合物3:黄色固体,10% 硫酸乙醇,加热105 ℃,呈墨绿色;EI-MS m/z:296.374 4[M]+,分子式C19H20O3。1H-NMR(400 MHz,CDCl3) δ:7.48(1H,s,H-4),11.75(1H,s,6-OH),6.82(1H,s,H-7),6.34(1H,d,J=15.5 Hz,H-9),6.97(1H,dd,J=15.5,10.8 Hz,H-10),6.25(1H,t,J=15.5 Hz,H-11),6.00(1H,dq,J=14.0,6.8 Hz,H-12),1.89(3H,d,J=6.6 Hz,H-13),10.27(1H,s,H-14),3.44(2H,d,J=7.4 Hz,H-15),5.37(1H,t,J=7.4 Hz,H-16),1.81(3H,s,H-18),1.75(3H,s,H-19);13C-NMR(100 MHz,CDCl3) δ:112.8(C-1),128.1(C-2),156.9(C-3),118.8(C-4),126.4(C-5),156.7(C-6),102.9(C-7),147.3(C-8),116.5(C-9),134.1(C-10),131.0(C-11),131.4(C-12),18.2(C-13),194.0(C-14),27.5(C-15),121.6(C-16),134.4(C-17),25.5(C-18),18.0(C-19)。以上数据与文献[18-19] 基本一致,故鉴定为2-(3,8-环氧-7,9,11-庚三烯基)-6-羟基-5-(17-甲基-2-丁烯基)苯甲醛。
化合物4:黄色固体,10% 硫酸乙醇,加热105 ℃,呈墨绿色;ESI-MS m/z:301.179 4 [MH]-,分子式 C19H24O3。1H-NMR(400 MHz,CDCl3) δ:6.91(1H,s,H-4),11.97(1H,s,6-OH),2.98(2H,t,J=7.5 Hz,H-7),2.31(2H,m,H-8),5.48(1H,m,H-9),5.48(1H,m,H-10),1.97(2H,m,H-11),1.36(2H,dt,J=14.6,7.3 Hz,H-12),0.89(3H,t,J=7.4 Hz,H-13),10.25(1H,s,H-14),3.32(2H,d,J=7.3 Hz,H-15),5.30(1H,t,J=7.3 Hz,H-16),1.72(3H,s,H-18),1.79(3H,s,H-19);13C-NMR(100 MHz,CDCl3) δ:117.3(C-1),128.8(C-2),145.0(C-3),125.8(C-4),127.5(C-5),155.8(C-6),24.2(C-7),34.1(C-8),128.3(C-9),132.6(C-10),34.6(C-11),22.5(C-12),13.6(C-13),195.6(C-14),27.0(C-15),121.1(C-16),133.8(C-17),17.8(C-18),25.8(C-19)。以上数据与文献[20] 基本一致,故鉴定为2-(E-3-庚烯基)-3,6-二羟基-5-(17-甲基-2-丁烯基)苯甲醛。
化合物5:黄色固体,10% 硫酸乙醇,加热105 ℃,呈墨绿色;ESI-MS m/z:301.179 8 [MH]-,分子式 C19H25O3。1H-NMR(400 MHz,CDCl3) δ:6.95(1H,s,H-4),2.94(2H,t,J=8.4 Hz,H-7),2.03(2H,m,H-8),1.31(2H,m,H-9),1.51(2H,m,H-10),5.44(1H,m,H-11),5.44(1H,m,H-12),1.64(3H,d,J=4.5 Hz,H-13),10.28(1H,s,H-14),3.27(2H,d,J=7.5 Hz,H-15),5.30(1H,t,J=6.0 Hz,H-16),1.72(3H,s,H-18),1.77(3H,s,H-19);13C-NMR(100 MHz,CDCl3) δ:117.5(C-1),128.6(C-2),145.1(C-3),125.8(C-4),128.7(C-5),156.2(C-6),24.0(C-7),31.6(C-8),29.8(C-9),32.6(C-10),133.4(C-11),125.6(C-12),17.6(C-13),195.6(C-14),27.1(C-15),121.2(C-16),133.8(C-17),17.8(C-18),25.8(C-19)。以上数据与文献[21] 基本一致,故鉴定为isotetrahydroauroglaucin。
化合物6:黄色固体,10% 硫酸乙醇,加热105 ℃,呈墨绿色;ESI-MS m/z:299.165 0 [MH]-,分子式 C19H23O3。1H-NMR(400 MHz,CDCl3) δ:6.95(1H,s,H-4),11.95(1H,s,6-OH),3.0(2H,t,J=7.7 Hz,H-7),2.36(2H,q,J=7.4,6.7 Hz,H-8),6.03(1H,m,H-9),5.61(1H,dp,J=13.7,6.8 Hz,H-10),6.03(1H,m,H-11),5.61(1H,dp,J=13.7,6.8 Hz,H-12),1.75(3H,d,J=6.8 Hz,H-13),10.23(1H,s,H-14),3.31(2H,d,J=7.4 Hz,H-15),5.30(1H,t,J=7.3 Hz,H-16),1.71(3H,s,H-18),1.77(3H,s,H-19);13C-NMR(100 MHz,CDCl3)δ:117.3(C-1),128.8(C-2),145.3(C-3),126.0(C-4),127.6(C-5),155.7(C-6),24.1(C-7),34.2(C-8),128.1(C-9),131.9(C-10),129.5(C-11),131.2(C-12),18.1(C-13),195.6(C-14),27.1(C-15),121.2(C-16),133.8(C-17),17.8(C-18),25.7(C-19)。以上数据与文献[22] 基本一致,故鉴定为异二氢金(色)灰绿曲霉素。
化合物7:黄色固体,10% 硫酸乙醇,加热105 ℃,呈墨绿色;ESI-MS m/z :303.196 5 [MH]-,分子式 C19H27O3。1H-NMR(400 MHz,CDCl3) δ:4.49(1H,s,3-OH),6.92(1H,s,H-4),11.95(1H,s,6-OH),2.91(2H,t,J=7.9 Hz,H-7),1.60(2H,m,H-8),1.33(8H,m,H-9,10,11,12),0.90(3H,t,J=6.6 Hz,H-13),10.28(1H,s,H-14),3.32(2H,d,J=7.4 Hz,H-15),5.32(1H,t,J=7.4 Hz,H-16),1.72(3H,s,H-18),1.79(3H,s,H-19);13C-NMR(100 MHz,CDCl3)δ:117.3(C-1),128.8(C-2),145.3(C-3),126.0(C-4),127.6(C-5),155.7(C-6),24.1(C-7),34.2(C-8),128.1(C-9),131.9(C-10),129.5(C-11),131.2(C-12),18.1(C-13),195.6(C-14),27.1(C-15),121.2(C-16),133.8(C-17),17.8(C-18),25.7(C-19)。以上数据与文献[20-21] 基本一致,故鉴定为灰绿曲霉黄色素。
化合物8:黄色固体,10% 硫酸乙醇,加热105 ℃,呈墨绿色;EI-MS m/z:339.188 5 [M+Na]+,分子式C19H24O4Na。1H-NMR(400 MHz,CDCl3) δ:6.98(1H,s,H-4),12.01(1H,s,6-OH),3.12(2H,t,J=7.5 Hz,H-7),2.25(1H,m,H-8),2.02(1H,m,H-8),4.50(1H,t,J=7.4 Hz,H-9),5.87(1H,dd,J=15.7,5.5 Hz,H-10),5.95(1H,dd,J=15.7,5.5 Hz,H-11),4.41(1H,q,J=6.2 Hz,H-12),1.34(3H,d,J=6.4 Hz,H-13),10.24(1H,s,H-14),3.31(2H,d,J=7.4 Hz,H-15),5.32(1H,t,J=7.4 Hz,H-16),1.71(3H,s,H-18),1.77(3H,s,H-19);13C-NMR(100 MHz,CDCl3) δ:116.5(C-1),120.4(C-2),146.8(C-3),126.3(C-4),129.6(C-5),155.1(C-6),19.9(C-7),27.3(C-8),74.8(C-9),127.7(C-10),137.6(C-11),66.4(C-12),23.2(C-13),195.7(C-14),26.3(C-15),121.8(C-16),132.6(C-17),24.3(C-18),16.9(C-19)。以上数据与文献[18] 基本一致,故鉴定为毛壳菌吡喃宁。
化合物9:黄色固体,10% 硫酸乙醇,加热105 ℃,呈墨绿色;EI-MS m/z:337.149 4 [M+Na]+,分子式C19H22O4Na。1H-NMR(400 MHz,CDCl3) δ:7.00(1H,s,H-4),12.03(1H,s,6-OH),3.15(2H,t,J=7.5 Hz,H-7),2.25(1H,m,H-8),1.96(1H,m,H-8),4.71(1H,m,H-9),6.43(1H,dd,J=16.0,1.7 Hz,H-10),6.85(1H,dd,J=16.0,1.7 Hz,H-11),2.34(3H,s,H-13),10.24(1H,s,H-14),3.33(2H,d,J=7.4 Hz,H-15),5.32(1H,t,J=7.4 Hz,H-16),1.72(3H,s,H-18),1.79(3H,s,H-19),12.01(1H,s,6-OH);13C-NMR(100 MHz,CDCl3) δ:116.5(C-1),119.4(C-2),145.8(C-3),127.3(C-4),130.6(C-5),156.7(C-6),20.0(C-7),26.8(C-8),73.8(C-9),144.2(C-10),130.5(C-11),196.8(C-12),27.6(C-13),194.2(C-14),26.3(C-15),121.8(C-16),132.6(C-17),24.3(C-18),16.9(C-19)。以上数据与文献[19] 基本一致,故鉴定为6′-oxo-chaetopyranin。
化合物10:黄色固体,10% 硫酸乙醇,加热105 ℃,呈墨绿色;EI-MS m/z:323.400 7 [M+Na]+,分子式C19H22O3Na。1H-NMR(400 MHz,CDCl3) δ:7.03(1H,s,H-4),11.73(1H,s,6-OH),6.52(1H,1H,d,J=16.3 Hz,H-7),6.47(1H,dd,J=16.3,10.1 Hz,H-8),6.30(1H,dd,J=14.7,10.1 Hz,H-9),5.92(1H,dt,J=14.7,7.5 Hz,H-10),2.17(2H,dd,J=13.9,6.7 Hz,H-11),1.48(2H,dt,J=13.9,7.0 Hz,H-12),0.97(3H,t,J=7.3 Hz,H-13),10.11(1H,s,H-14),3.34(2H,d,J=7.4 Hz,H-15),5.32(1H,t,J=3.0 Hz,H-16),1.72(3H,s,H-18),1.79(3H,s,H-19);13C-NMR(100 MHz,CDCl3) δ:117.3(C-1),128.8(C-2),145.3(C-3),126.0(C-4),127.6(C-5),155.7(C-6),118.1(C-7),137.9(C-8),129.5(C-9),138.2(C-10),34.2(C-11),24.0(C-12),13.6(C-13),195.6(C-14),29.7(C-15),121.1(C-16),133.8(C-17),17.7(C-18),25.7(C-19)。以上数据与文献[22] 基本一致,故鉴定为二氢金(色)灰绿曲霉素。
化合物11:黄色固体,10% 硫酸乙醇,加热105 ℃,呈墨绿色;ESI-MS m/z:301.167 7 [MH]-,分子式 C19H25O3。1H-NMR(400 MHz,CDCl3) δ:7.01(1H,s,H-4),11.94(1H,s,6-OH),6.56(1H,d,J=8.7 Hz,H-7),6.03(1H,m,H-8),2.35(2H,dd,J=7.7,1.8 Hz,H-9),1.52(2H,q,J=7.7,1.8 Hz,H-10),1.35(4H,m,H-11,12),0.97(3H,t,J=7.2 Hz,H-13),10.03(1H,s,H-14),3.32(2H,d,J=7.3 Hz,H-15),5.30(1H,t,J=7.3 Hz,H-16),1.72(3H,s,H-18),1.79(3H,s,H-19);13C-NMR(100 MHz,CDCl3) δ:117.1(C-1),129.7(C-2),144.8(C-3),125.2(C-4),124.6(C-5),155.3(C-6),120.3(C-7),142.6(C-8),34.0(C-9),28.5(C-10),31.6(C-11),22.4(C-12),14.0(C-13),195.9(C-14),27.0(C-15),121.0(C-16),133.7(C-17),17.8(C-18),25.8(C-19)。以上数据与文献 [20] 基本一致,故鉴定为曲霉素。
4 讨论
本研究从真姬菇大米发酵的乙酸乙酯提取物中分离鉴定出11 个化合物,主要为苯甲醛类衍生物。苯甲醛类衍生物已从冠突散囊菌 Eurotium cristatum、海洋真菌 Aspergillus sp 和 Asperillus glaucus HB1-19 等中分离获得,并具有较强的抗氧化、抗炎等活性[20,23-24]。本研究首次从药食两用真菌——真姬菇次生代谢产物中分离得到苯甲醛类衍生物,以期丰富玉蕈属真菌次生代谢产物的化学成分及其种类,为药食两用真菌资源的开发提供参考。