陈赞鸿1,2 朱静琳1,2 林灵茵1,2 郭思雨1 黄美荧1,2 徐文艳1,2 黄洪波1,2 陶移文1,2*
1 广州医科大学药学院
2 广东省分子靶标与临床药理学重点实验室
红树林生活在恶劣的环境中，例如高温高盐低氧、浸水的土壤、潮汐运动、强风和海浪等，这为真菌、细菌和其他微生物提供了独特的栖息地。红树林来源真菌因其独特的生存环境而产生出结构新颖、活性显著的次级代谢物，并对多种抗炎药、新颖抗生素、抗真菌药和抗癌药等先导化合物的发现做出了重要贡献。烟曲霉(Aspergillus fumigatus)是一种腐生性营养真菌，主要栖息于土壤中，是侵袭性曲霉病最常见致病菌，其孢子和一些代谢成分容易通过空气传播引起人类肺部疾病感染，如真菌过敏性哮喘、变态反应性支气管肺曲菌病和侵袭性肺曲霉菌病等。烟曲霉菌属分布在世界各地，生存适应度高、繁殖能力强、代谢产物多样。据文献报道，2006年至2016年从烟曲霉中分离到220多种具有良好活性的次生代谢产物，主要的代谢产物有聚酮类化合物、二酮哌嗪类衍生物、生物碱类、烟曲霉素类和喹啉类衍生物等。其中，二聚萘并吡喃酮类化合物对多种致病菌具有中等抑菌活性，对多种癌细胞均表现出一定的抑制活性，同时还具有致突变、抗氧化与相关酶的抑制等活性。本课题组前期研究表明，来自海南省东寨港自然保护区红树林植物无瓣海桑内生真菌Aspergillus fumigatus SAS10大米发酵培养代谢产物丰富。前期研究从该菌株获得了5个吡喃酮类化合物和2个酯类化合物。本文在前期工作基础上，继续深入研究其大米发酵代谢产物的化学成分和抗菌活性，以期发现结构独特、抗菌活性显著的先导化合物。
本课题组研究了红树林内生真菌Aspergillus fumigatus SAS10次生代谢物的化学成分，利用各种分离纯化和鉴定技术，从发酵液中提取分离得到7个二聚萘并吡喃酮类化合物和1个萘并吡喃酮角形单体，所有化合物均为首次报道的南海红树林内生真菌烟曲霉次生代谢产物，为二聚萘并吡喃酮类化合物的获取提供了新来源。根据化合物的结构及相关研究，我们推测它们的生源合成途径是醋酸-丙二酸途径(见图2)。7分子的乙酰辅酶A经过一系列反应可以得到线型萘并吡喃酮母核(如化合物8和11)和角型萘并吡喃酮母核(如化合物9和10)，然后在Gip1相关酶作用下，将萘并吡喃酮单体羟基上的一个电子移除，形成结合氧自由基，再经过共轭系统中电子重排导致单体上的碳活化，两个碳活化单体通过自身或者互相偶联，从而生成二聚体1～7。
据文献报道，该类化合物在抗菌和抗肿瘤等方面都表现出较好的活性。化合物1和4对人胰腺癌细胞PANC-1、乳腺癌细胞MDA-MB-231、人结肠癌细胞Caco-2和卵巢癌细胞SK-OV-3均表现出一定的抑制活性，其中1对PANC-1细胞表现出强细胞毒性，其IC50值为8.25±2.20μM; 2、6和8的抗细菌(枯草芽孢杆菌、大肠埃希氏菌和荧光杆菌)以及抗真菌(红锥菌和白色念珠菌)活性较好，其中2对枯草芽孢杆菌、荧光杆菌的MIC均为1.9μg/mL(阳性对照均为青霉素:0.78μg/mL)，6对荧光杆菌和红色毛癣菌的MIC均为7.8μg/mL(阳性对照分别为青霉素:0.78μg/mL和酮康唑:3.9μg/mL); 1、4、6和7对白色念珠菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均表现出弱的抑菌作用(前者阳性对照为两性霉素B，后两者阳性对照为氨苄青霉素钠) 。我们的抗菌活性表明，化合物1～8对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和两种耐甲氧西林金黄色葡萄球菌具有不同程度的抑制活性，其中化合物6对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA N315)的IC50为32.42μg/mL。另外，二聚萘并吡喃酮体对金黄色葡萄球菌(S. aureus ATCC 29213)和两种耐甲氧西林葡萄球菌(MRSA N315和MRSA NCTC 10442)的抑制活性普遍比线型萘并吡喃酮单体的抑菌活性强，不同构型(线型和角型)的二聚萘并吡喃酮类化合物的抑菌活性也存在一定的差异，后续我们将深入研究二聚萘并吡喃酮类化合物的抗菌构效关系，为该类新型抗菌剂的开发奠定基础。该研究成果发表在《天然产物研究与开发》2022年第6期，欢迎引用(点击左下方“阅读原文”可查看全文)。
引用格式：陈赞鸿,朱静琳,林灵茵,等.红树林内生真菌Aspergillus fumigatus SAS10二聚萘并吡喃酮类代谢产物研究[J].天然产物研究与开发,2022,34:967-974. Chen ZH,Zhu JL,Lin LY,et al.Dimeric naphthopyrones produced by a mangrove endophytic fungus Aspergillus fumigatus SAS10[J].Nat Prod Res Dev,2022,34:967-974.
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