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科研進(jìn)展
昆明植物所在帚狀香茶菜新穎二萜二聚體研究中取得新進(jìn)展 文章來源:植物化學(xué)與西部植物資源持續(xù)利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2021-08-10 | 作者:李行任 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 結(jié)構(gòu)新穎的天然產(chǎn)物一直以來都在藥物發(fā)現(xiàn)中扮演著重要角色。但其在自然界中的含量通常比較低,存在著復(fù)雜結(jié)構(gòu)及其構(gòu)型難以確定和無法開展深入的生物活性研究的瓶頸問題。因此,如何利用合成手段,簡潔、高效、大量地獲得目標(biāo)的新穎活性天然產(chǎn)物,是近年來天然產(chǎn)物化學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究內(nèi)容之一。 二萜二聚體,因其結(jié)構(gòu)新穎復(fù)雜以及具有多樣的生物活性,引起了化學(xué)合成和藥理研究的極大關(guān)注。香茶菜屬植物已被證明是二萜類化合物的寶庫,已有超過1200余個(gè)二萜及其二聚體被報(bào)道,其中二聚體以對映-貝殼杉型為主。中國科學(xué)院昆明植物研究所重要類群植物化學(xué)及功能研究團(tuán)隊(duì)普諾·白瑪?shù)ぴ鲅芯拷M一直致力于香茶菜屬植物中新穎二萜的研究,以及基于萜類先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新藥物研發(fā)。 近十年來,研究組重點(diǎn)對香茶菜屬形態(tài)特異種——帚狀香茶菜(Isodon scoparius)開展了系統(tǒng)性的研究,取得了系列創(chuàng)新性研究成果。近期,又從該種植物中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)具有新穎6/6/10/6和6/6/6/6/6骨架的對映-克羅烷型二萜二聚體scospirosins A和B(分別具有罕見的spirochroman和spirolactone結(jié)構(gòu)片段),后者對T淋巴細(xì)胞具有選擇性免疫抑制活性(IC50 = 1.42 μM,SI > 70.62)。這也是首次從香茶菜屬植物中發(fā)現(xiàn)該類型二聚體。由于無法獲得scospirosins A和B的理想晶型,導(dǎo)致難以通過X-射線單晶衍射分析方法來確證其絕對構(gòu)型;且由于化合物scospirosin B具有較好的選擇性免疫抑制活性,需要更多樣品開展更為深入的生物活性研究。 為解決以上難題,研究組對scospirosins A和B開展了無保護(hù)的仿生合成研究,以該植物中高含量二萜isoscoparin P為手性原料,應(yīng)用了三種綠色合成方法:a)通過neat hetero-Diels-Alder reaction獲得單一非對映異構(gòu)的二聚體,b)以sensitized photooxygenation氧化開環(huán)制備十元環(huán)大環(huán)內(nèi)酯,c)以electrochemical oxidation直接進(jìn)行烯丙位C-H氧化制備不飽和酮,最終分別以13%和15%的總產(chǎn)率,共計(jì)6步反應(yīng),完成了二聚體scospirosins A和B的克級合成(圖1)。以上研究工作,不僅解決了該類復(fù)雜螺環(huán)二聚體結(jié)構(gòu)確證的難題,同時(shí)為免疫抑制活性先導(dǎo)化合物的挖掘奠定了堅(jiān)實(shí)的研究基礎(chǔ)。 近日,相關(guān)研究成果以“Spiro ent-Clerodane Dimers: Discovery and Green Approaches for a Scalable Biomimetic Synthesis”為題,在Organic Letters以Supplementary Cover Article形式(圖2)發(fā)表(2021, 23, 5647–5651.)。李行任博士為第一作者,普諾·白瑪?shù)ぴ鲅芯繂T為通訊作者。 該研究工作得到了科技部第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項(xiàng)目(2019QZKK0502)、NSFC-云南聯(lián)合基金項(xiàng)目(U2002221)、國家自然科學(xué)基金(81673329和81874298)、中科院“西部之光”、中科院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(Pema-Tenzin Puno)和云南省杰出青年科學(xué)基金(2019FJ002)等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。
圖1 新穎對映-克羅烷二萜二聚體scospirosins A和B的發(fā)現(xiàn)和仿生合成 圖2 文章封面 (責(zé)任編輯:李雪)
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