牛筋果中发现的新奇骨架苦木素类先导化合物显示杀虫活性和抗肿瘤活性
苦木素类天然产物(quassioid)是苦木科植物(Simaroubaceae)特有的降三萜类化合物,具有多种优良生物活性,例如鸦胆亭(bruceantin)具有显著抗癌活性,曾在美国进行了二期临床实验,最近有报道表明它值得进一步的临床研究.从苦木科牛筋果属植物牛筋果(Harrisonia perforate)中发现了具有新骨架类型的C25型苦木素perforalactone A(1),其生源前体perforalactone B(2),以及一个生源相关的C20型苦木素perforalactone C(3),化合物1所包含的氧杂金刚烷结构单元是首次从植物源天然产物中发现.针对该化合物的起源,本文提出了酶促攫氢活化惰性甲基形成自由基,并发生自由基串联加成反应的生物合成机制.值得注意的是,化合物1和2为首次发现的天然20S构型苦木素,为苦木素的阿朴大戟醇起源提供了直接证据,这一发现推翻了传统的关于苦木素只起源于阿朴甘遂醇的观点,拓展了对苦木素起源的认识.同时,这两个化合物对苜蓿蚜(Aphis medicaginis Koch)显示出非常优异的杀虫活性(IC50=1.26nM),并且未显示出细胞毒性.机制研究显示,二者均为烟碱受体(nAChR)拮抗剂,并且活性与一线农药吡虫啉(imidacloprid)相当.新结构苦木素与吡虫啉的化学结构差异显著,且为非含氮化合物,这一结构特征提示该类化合物可作为开发高效低毒绿色农药的先导化合物.而化合物3含有首次发现的C19氧化修饰,且构效关系表明该官能团是潜在的药效团.这一新发现的构效关系有希望为细胞毒活性过大的苦木素类化合物的临床药用提供新的解决方案.
绿色农药 苦木素 杀虫活性 细胞毒性
方欣
中科院上海生科院植物生理生态研究所
国内会议
上海
中文
36-46
2015-09-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）