馬錢內(nèi)生真菌Exserohilum rostratum次生代謝產(chǎn)物研究

易 誠(chéng)，曹海燕，陳科良，楊晨宇，劉云寶

馬錢內(nèi)生真菌Exserohilum rostratum次生代謝產(chǎn)物研究

易 誠(chéng)，曹海燕，陳科良，楊晨宇，劉云寶*

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 藥物研究所 天然藥物活性物質(zhì)與功能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100050

對(duì)有毒植物馬錢內(nèi)生真菌的次生代謝產(chǎn)物進(jìn)行研究。通過(guò)硅膠柱色譜及反相HPLC等多種色譜分離方法進(jìn)行分離純化，運(yùn)用高分辨質(zhì)譜、核磁共振波譜、紅外、紫外及圓二色譜等分析方法對(duì)所分離的化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。采用Griess法對(duì)化合物進(jìn)行抗炎活性測(cè)試。從有毒植物馬錢內(nèi)生真菌的發(fā)酵產(chǎn)物中分離得到6個(gè)化合物，分別鑒定為exserone A（1）、(3,4)-4,8-二羥基-3-[()-2-羥基戊基]-6,7-二甲氧基異色滿-1-酮（2）、(＋)-monocerin（3）、11-hydroxymonocerin（4）、5-丁基-6-(羥甲基)-4-甲氧基-2-吡喃酮（5）和setophapyrone B（6）?；衔?為新的聚酮類化合物，命名為突蠕孢酮?；衔?具有潛在的抗炎活性。

馬錢；內(nèi)生真菌；次生代謝產(chǎn)物；抗炎；突蠕孢酮；(＋)-monocerin；5-丁基-6-(羥甲基)-4-甲氧基-2-吡喃酮

植物內(nèi)生真菌廣泛存在于健康植物的各種組織和器官內(nèi)部。在長(zhǎng)期的與宿主植物協(xié)同進(jìn)化過(guò)程中，內(nèi)生真菌會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)多樣和生物活性良好的次生代謝產(chǎn)物[1-3]。馬錢科植物馬錢L是一種喬木植物，全株均有毒性，廣泛分布于南亞及東南亞地區(qū)，在我國(guó)云南、廣東及海南等地有引種栽培，其種子馬錢子為我國(guó)傳統(tǒng)中藥，始載于《本草綱目》，性寒味苦，歸肝、脾經(jīng)，具有通絡(luò)止痛、散結(jié)消腫的功效?，F(xiàn)代研究表明，馬錢種子、根皮、莖皮和葉中均含有吲哚類生物堿，其中主要有毒成分是士的寧和馬錢子堿[4-6]。馬錢植株體內(nèi)特征性的活性成分，為其內(nèi)生真菌提供了獨(dú)特的生長(zhǎng)環(huán)境，然而尚未有對(duì)其內(nèi)生真菌次生代謝產(chǎn)物的報(bào)道。本研究針對(duì)新鮮馬錢葉片進(jìn)行內(nèi)生真菌分離，獲得一株突臍蠕孢屬真菌。國(guó)內(nèi)外研究者從該屬真菌的次生代謝產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了一系列具有抗菌活性的聚酮及生物堿類化合物[7-8]。本研究對(duì)該株真菌的次生代謝產(chǎn)物進(jìn)行了系統(tǒng)研究，從其95%乙醇提取物中分離鑒定了6個(gè)聚酮類化合物（圖1），分別鑒定為exserone A（1）、(3,4)-4,8-二羥基-3-[()-2-羥基戊基]-6,7-二甲氧基異色滿-1-酮（(3,4)-4,8-dihydroxy-3-[()-2-hydroxypentyl]- 6,7-dimetho-xyisochroman-1-one，2）、(＋)-monocerin（3）、11-hydroxymonocerin（4）、5-丁基-6-(羥甲基)-4-甲氧基-2-吡喃酮[5-butyl-6-(hydroxymethyl)-4- methoxy-2-pyran-2-one，5] 和setophapyrone B（6）。其中化合物1為新化合物，命名為突蠕孢酮。

圖1 化合物1～6的結(jié)構(gòu)

1 儀器與材料

安捷倫6205 Q-TOF高分辨質(zhì)譜儀；Nicolet 5700 FT-IR紅外光譜儀；Rudolph Autopol V旋光儀；JASCO J-810圓二色譜儀；安捷倫DD2-500或布魯克 AVⅢHD-600及700核磁共振光譜儀；安捷倫HP1100型高效液相色譜儀；島津LC-6AD 制備液相，SPD-20A紫外檢測(cè)器；OSB-2200型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（日本EYELA公司）；Sartorious GL124-1SCN型萬(wàn)分之一電子分析天平（北京賽多利斯儀器有限公司）；YMC-Pack ODS-A型（250 mm×10 mm，5μm）半制備柱；大賽璐 CHIRAPAK AD-H型（250 mm×10 mm，5μm）半制備柱；硅膠（200～300目）、硅膠GF254預(yù)制板（青島海洋化工集團(tuán)公司）；色譜甲醇、色譜乙腈（Mreda公司）；姜黃素（上海麥克林生化科技股份有限公司，批號(hào)c12811019）；其他試劑若無(wú)特別說(shuō)明的均購(gòu)于北京通廣精細(xì)化工公司，級(jí)別為分析純。

2 方法

2.1 菌種來(lái)源

新鮮的馬錢葉片采自廣西省，葉片經(jīng)廣西中醫(yī)藥大學(xué)韋松基教授鑒定為馬錢科植物馬錢L.，樣品標(biāo)本（S2506）現(xiàn)保存于北京協(xié)和學(xué)院藥物研究所植物標(biāo)本室。

菌株12-1-2是從馬錢L.健康葉片中分離獲得的一株內(nèi)生真菌。根據(jù)形態(tài)學(xué)特征以及ITS序列同源對(duì)比鑒定該菌株為突臍蠕孢屬真菌。該菌株現(xiàn)保存于中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院、北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物研究所劉云寶課題組。

2.2 提取和分離

將菌種轉(zhuǎn)接至PDA培養(yǎng)基中，28 ℃下培養(yǎng)5 d，再將其接種于PDB培養(yǎng)基中于28 ℃下培養(yǎng)、7 d作為種子液。將其轉(zhuǎn)接于1 L的三角燒瓶中（每瓶中含100 g大米、100 mL水；高壓蒸汽滅菌15 min，共3瓶），置于室溫下培養(yǎng)30 d。室溫下用3倍量95%乙醇對(duì)發(fā)酵好的菌絲體超聲提取3次，每次30 min，濾過(guò)后進(jìn)行減壓濃縮，回收溶劑至無(wú)醇味，共得到20.1 g浸膏。將所得浸膏用5倍量水分散，經(jīng)醋酸乙酯反復(fù)萃取3次，得到醋酸乙酯部位粗膏3.7 g。采用硅膠色譜柱對(duì)醋酸乙酯部位樣品進(jìn)行分離，以二氯甲烷-甲醇（200∶1、150∶1、100∶1、75∶1、50∶1、25∶1、15∶1、10∶1、5∶1、2∶1、1∶1、0∶1）作為洗脫劑進(jìn)行梯度洗脫得12個(gè)流分（每個(gè)洗脫體積1000 mL），以薄層色譜進(jìn)行檢識(shí)，合并流分得到8個(gè)不同極性組分（Fr. 1～8）。Fr. 6（930.3 mg）經(jīng)制備液相色譜（C18半制備柱，流動(dòng)相45%乙腈-55%水）純化，得到化合物1（R＝17.6 min，1.5 mg）和2（R＝30.5 min，643.3 mg）。Fr. 7（140.8 mg）經(jīng)制備液相色譜（C18半制備柱，流動(dòng)相30%乙腈-70%水）分離，得到化合物3（R＝21.2，4.2 mg）。Fr. 8（180.6 mg）經(jīng)制備液相色譜（C18半制備柱，流動(dòng)相20%乙腈-80%水）分離，得到化合物4（R＝53.4 min，1.3 mg）、5（R＝64.3 min，5.4 mg）和6（R＝74.4 min，10.4 mg）。

2.3 體外抗炎活性測(cè)試

根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道方法[9]進(jìn)行體外抗炎活性測(cè)試，首先細(xì)胞按2×105/孔接種于96孔板中，每孔100 μL，貼壁4 h后，加入50 μL的10 μmol/L的目標(biāo)化合物（對(duì)照孔或模型孔中加入等體積的培養(yǎng)基）孵育2 h，再加入50 μL終質(zhì)量濃度為10 g/L的脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導(dǎo)（對(duì)照孔中加入等體積培養(yǎng)基）24 h，Griess法測(cè)定上清中NO2?的含量，用以反映NO水平。姜黃素（終濃度為200 μmol/L）作為陽(yáng)性對(duì)照藥物。

3 結(jié)果

3.1 結(jié)構(gòu)鑒定

表1 化合物1的1H- 及13C-NMR數(shù)據(jù)(700/175 MHz Methanol-d4)

根據(jù)高分辨質(zhì)譜，確定化合物1的分子式為C16H20O7，含有7個(gè)不飽和度?；衔?的IR譜顯示化合物1的結(jié)構(gòu)中存在羥基（3 362.3 cm?1）、羰基（1 715.1 cm?1）和苯環(huán)（1 668.6 cm?1）。1H-NMR和13C-NMR數(shù)據(jù)顯示化合物1含有1個(gè)酮羰基，1個(gè)酯羰基，6個(gè)芳香碳，2個(gè)連氧次甲基，3個(gè)亞甲基，2個(gè)甲氧基，1個(gè)甲基（表1）；1H-NMR數(shù)據(jù)H6.71 (1H, s) 和13C-NMR數(shù)據(jù)C137.6, 104.5, 160.3, 139.0, 156.8, 102.9 表明化合物1中存在1個(gè)五取代的苯環(huán)；結(jié)合13C-NMR和HSQC譜分析可知，碳譜中共有16個(gè)碳信號(hào)，包括1組五取代苯碳信號(hào)C160.3 (C-6), 156.8 (C-8), 139.0 (C-7), 137.6 (C-4a), 104.5 (C-5), 102.9 (C-8a)；1個(gè)酯碳基碳信號(hào)C170.4 (C-1)；1個(gè)羰基碳信號(hào)C209.5 (C-10)；1個(gè)甲基碳信號(hào)C14.0 (C-13)；3個(gè)亞甲基碳信號(hào)C43.7 (C-9), 46.1 (C-11), 18.0 (C-12)；2個(gè)次甲基碳信號(hào)C79.4 (C-3), 66.6 (C-4)。結(jié)合上述數(shù)據(jù)推斷該化合物為monocerin[11]類衍生物；由1H-1H COSY和HSQC圖譜可推斷結(jié)構(gòu)中含有α（H2-11/H2-12/H3-13）和β（H-4/H-3/H2-9）2個(gè)自旋系統(tǒng)（圖2）；由H-3與C-1/C-4/C-4a以及H-5與C-1的HMBC相關(guān)信號(hào)推測(cè)結(jié)構(gòu)中的吡喃酮環(huán)和苯環(huán)通過(guò)C-4a和C-8a駢合。根據(jù)已鑒定的2個(gè)自旋系統(tǒng)α和β，以及H2-9、H2-11、H2-12和C-10的HMBC信號(hào)，確定了C-9/C-3的結(jié)構(gòu)片段；通過(guò)H2-9和C-3、C-4的HMBC信號(hào)，確定C-9/C-13片段通過(guò)C-3與吡喃酮環(huán)連接；通過(guò)6-OCH3和C-6、7-OCH3和C-7的HMBC信號(hào)與6-OCH3和H-5的NOE效應(yīng)分別確定了2個(gè)甲氧基的連接位置（圖3）。因此，化合物1的平面結(jié)構(gòu)鑒定為4,8-dihydroxy-6,7-dimethoxy-3-(2-oxopentyl) isochroman-1-one。通過(guò)H-3和H-4的偶合常數(shù)（= 2.2 Hz）可以確定H-3和H-4的相對(duì)構(gòu)型為[10]?；衔?的絕對(duì)構(gòu)型通過(guò)計(jì)算ECD確定，將化合物1的其中一種構(gòu)型(3,4) 的計(jì)算ECD譜圖與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的CD譜圖相比對(duì)，兩者具有一致的Cotton效應(yīng)（圖4）。因此，化合物1的結(jié)構(gòu)確定為 (3,4)-4,8-二羥基-6,7-二甲氧基-3-(2-氧代戊基) 異色滿-1-酮，命名為突蠕孢酮。

圖2 化合物1的主要1H-1H COSY和HMBC相關(guān)信號(hào)

圖3 化合物1的主要ROESY相關(guān)信號(hào)

圖4 化合物1的實(shí)驗(yàn)ECD譜圖及其計(jì)算ECD譜圖

化合物2：無(wú)色油狀物。[α]20 D?8.62（0.25，CH3OH）。HR-ESI-MS327.143 6 [M＋H]+（計(jì)算值C16H23O7，327.143 8）。1H-NMR (600 MHz, CDCl3): 11.05 (1H, s, 8-OH), 6.56 (1H, s, H-5), 4.73 (1H, ddd,= 8.0, 5.4, 2.2 Hz, H-3), 4.65 (1H, m, H-4), 3.97 (1H, m, H-10), 3.93 (3H, s, 6-OCH3), 3.87 (3H, s, 7-OCH3), 3.13 (1H, d,= 6.0 Hz, 4-OH), 2.59 (1H, d,= 2.3 Hz, 10-OH), 2.16 (1H, ddd,= 14.6, 8.3, 1.9 Hz, H-9β), 1.86 (m, 1H, H-9α), 1.54 (2H, m, H-11), 1.47 (1H, m, H-12β), 1.39 (1H, dddd,= 15.7, 10.5, 7.3, 5.2 Hz, H-12α), 0.95 (3H, t,= 7.1 Hz, H-13)；13C-NMR (150 MHz, CDCl3): 169.0 (C, C-1), 158.9 (C, C-8), 156.1(C, C-6), 136.8 (C, C-7), 136.6 (C, C-4a), 102.9 (CH, C-5), 102.0 (C, C-8a), 79.6 (CH, C-3), 67.8 (CH, C-10), 67.0 (CH, C-4), 60.9 (CH3, 7-OCH3), 56.4 (CH3, 6-OCH3), 40.6 (CH2, C-9), 37.7 (CH2, C-11), 18.8 (CH2, C-12), 14.1 (CH3, C-13)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道數(shù)據(jù)基本一致[10]，確定化合物2為(3,4)-4,8-dihydroxy-3-[()-2-hydroxypentyl]- 6,7-dimethoxyisochroman-1-one。

化合物3：無(wú)色油狀物。[α]20 D＋43.25（0.25, MeOH）。HR-ESI-MS309.132 2 [M＋H]+（計(jì)算值C16H21O6，309.133 2）。1H-NMR (500 MHz, CD3OD): 6.75 (1H, s, H-5), 5.05 (1H, m, H-3), 4.60 (1H, d,= 2.9 Hz, H-4), 4.10 (1H, ddt,= 8.7, 7.2, 5.6 Hz, H-10), 3.92 (3H, s, 6-OCH3), 3.79 (3H, s, 7-OCH3), 2.62 (1H, ddd,= 14.6, 8.7, 6.0 Hz, H-9β), 2.01 (1H, ddd,= 14.4, 5.6, 1.0 Hz, H-9α), 1.55 (2H, m, H-11), 1.35 (2H, m, H-12), 0.89 (3H, t,= 7.3 Hz, H-13)；13C-NMR (125 MHz, CD3OD): 169.5 (C, C-1), 160.2 (C, C-6), 156.9 (C, C-8), 138.1 (C, C-7), 133.4 (C, C-4a), 106.1 (CH, C-5), 103.0 (C, C-8a), 83.1 (CH, C-3), 79.8 (CH, C-10), 75.7 (CH, C-4), 61.0 (CH3, 7-OCH3), 56.9 (CH3, 6-OCH3), 40.0 (CH2, C-9), 39.5 (CH2, C-11), 20.2 (CH2, C-12), 14.3 (CH3, C-13)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)基本一致[11]，確定化合物3為(＋)-monocerin。

化合物4：無(wú)色油狀物。[α]20 D＋26.45（0.05，CH3OH）。HR-ESI-MS/325.128 1 [M＋H]+（計(jì)算值C16H21O7，325.128 1）。1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 11.31 (1H, s, 8-OH), 6.62 (1H, s, H-5), 5.12 (1H, ddd,= 6.0, 3.3, 1.7 Hz, H-3), 4.62 (1H, d,= 3.3 Hz, H-4), 4.10 (1H, m, H-10), 3.98 (3H, s, 6-OCH3), 3.93 (3H, s, 7-OCH3), 3.74 (1H, dq,= 8.0, 4.0 Hz, H-11), 2.52 (2H, m, H-9), 1.80 (1H, d,= 3.5 Hz, 11-OH), 1.55 (1H, m, H-12β), 1.45 (1H, ddq,= 14.5, 8.6, 7.4 Hz, H-12α), 1.01 (3H, t,= 7.4 Hz, H-13)；13C-NMR (125 MHz, CDCl3): 167.6 (C, C-1), 158.8 (C, C-6), 156.3 (C, C-8), 137.4 (C, C-7), 130.6 (C, C-4a), 104.3 (CH, C-5), 102.1 (C, C-8a), 81.5 (CH, C-3), 80.7 (CH, C-10), 74.6 (CH, C-4), 73.0 (CH, C-11), 60.8 (CH3, 7-OCH3), 56.3 (CH3, 6-OCH3), 33.8 (CH2, C-9), 26.0 (CH2, C-12), 10.1 (CH3, C-13)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)基本一致[12]，確定化合物4為exserolide E。

化合物5：棕色無(wú)定形粉末。HR-ESI-MS/213.112 1 [M＋H]+（計(jì)算值C11H17O4，213.112 1）。1H-NMR (600 MHz, CD3OD): 5.63 (1H, s, H-3), 4.37 (2H, d,= 1.2 Hz, H-11), 3.88 (3H, s, 4-OCH3), 2.43 (2H, dd,= 8.6, 6.9 Hz, H-7), 1.42 (2H, m, H-8), 1.35 (2H, m, H-9), 0.92 (3H, t,= 7.3 Hz, H-10)；13C- NMR (150 MHz, CD3OD): 173.0 (C, C-4), 166.9 (C, C-2), 160.0 (C, C-6), 115.1 (C, C-5), 89.9 (CH, C-3), 59.2 (CH2, C-11), 57.3 (CH3, 4-OCH3), 33.3 (CH2, C-8), 24.2 (CH2, C-7), 23.6 (CH2, C-9), 14.2 (CH3, C-10)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)基本一致[13]，確定化合物5為5-butyl-6-(hydroxymethyl)-4-methoxy-2- pyran-2-one。

化合物6：棕色無(wú)定形粉末。[α]20 D＋2.28（0.05，CH3OH）。經(jīng)手性柱色譜分析，確定化合物6為一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體。拆分后，分別測(cè)得旋光值為：9-(+)-setosphapyrone B（5.4 mg）：[α]20 D＋7.2 (0.05, MeOH)；9-(?)-setosphapyrone B（3.9 mg）：[α]20 D?9.6 (0.05, MeOH)。HR-ESI-MS/213.112 0 [M＋H]+（計(jì)算值C11H17O4，213.112 1）。1H-NMR (600 MHz, CD3OD): 5.56 (1H, s, H-3), 3.87 (3H, s, 4-OCH3), 3.70 (1H, ddd,= 7.8, 6.2, 4.6 Hz, H-9), 2.52 (1H, ddd,= 13.9, 10.1, 5.6 Hz, H-7β), 2.40 (1H, ddd,= 13.9, 10.0, 6.4 Hz, H-7α), 2.26 (3H, s, H-11), 1.51 (2H, m, H-8), 1.17 (3H, d,= 6.2 Hz, H-10)；13C-NMR (150 MHz, CD3OD): 173.3 (C, C-4), 167.4 (C, C-2), 159.9 (C, C-6), 113.3 (C, C-5), 88.4 (CH, C-3), 68.0 (CH, C-9), 57.1 (CH3, 4-OCH3), 39.1 (C, C-8), 23.6 (CH3, C-10), 21.6 (CH2, C-7), 17.1 (CH3, C-11)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)比對(duì)基本一致[14]，確定化合物6為setophapyrone B。

3.2 藥理活性

對(duì)上述6個(gè)化合物進(jìn)行體外抗炎活性測(cè)試，顯示化合物3在10 μmol/L的濃度下，對(duì)LPS誘導(dǎo)的RAW 264.7細(xì)胞的NO生成抑制率為66.9%。其余各化合物均無(wú)顯著抑制作用，抑制率均低于5%。

4 討論

近年來(lái)，植物內(nèi)生真菌研究已成為天然產(chǎn)物領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外研究者已從植物內(nèi)生真菌中發(fā)現(xiàn)了一系列活性良好[15-17]、骨架新穎[18-19]的次生代謝產(chǎn)物。本研究綜合利用多種分離技術(shù)從有毒植物馬錢內(nèi)生真菌中分離鑒定了6個(gè)聚酮類化合物，其中1為新化合物?；钚詼y(cè)定結(jié)果表明化合物3具有一定抗炎活性。以上研究結(jié)果在一定程度上豐富了植物內(nèi)生真菌次生代謝產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和活性的多樣性。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Investigation on secondary metabolites of endophytic fungushosted in

YI Cheng, CAO Hai-yan, CHEN Ke-liang, YANG Chen-yu, LIU Yun-bao

State Key Laboratory of Bioactive Substance and Function of Natural Medicines, Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing 100050, China

To study secondary metabolites of endophytic fungushosted ineparation and purification were carried out by various chromatographic separation methods such as silica gel column chromatography and HPLC.The structures of the isolated compounds were identified byHR-ESI-MSNMR,IR, UV, and ECDThe compounds were tested for their anti-inflammatory activity by the Griess method.Six compounds, exserone A (1), (3,4)-4,8-dihydroxy-3-(()-2-hydroxypentyl)-6,7-dimetho-xyisochroman-1-one (2), (＋)-monocerin (3), 11-hydroxymonocerin (4), 5-butyl-6-(hydroxymethyl)-4-methoxy-2-pyran-2-one (5) and setophapyrone B (6), were isolated from the fermentation products of endophytic fungus.Compound 1 is a new polyketide and named exserone A. Compound 3 has potential anti-inflammatory activity.

L; endophytic fungus; secondary metabolites; anti-inflammation; exserone A; (＋)-monocerin; 5-butyl-6-(hydroxymethyl)-4-methoxy-2-pyran-2-one

R284.1

A

0253 - 2670(2023)01 - 0035 - 06

10.7501/j.issn.0253-2670.2023.01.005

2022-10-11

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目（CIFMS-2022-I2M-JB-009）

易 誠(chéng)，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所碩士研究生。E-mail: yicheng@imm.ac.cn

通信作者：劉云寶，博士，研究員，研究方向?yàn)樘厥馍澄⑸镏行路f結(jié)構(gòu)活性分子的發(fā)現(xiàn)及其形成機(jī)制研究。Tel: (010)83162679 E-mail: liuyunbao@imm.ac.cn

[責(zé)任編輯 王文倩]