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昆明植物所由康定鼠尾草中發(fā)現(xiàn)新穎的松香烷類T-型鈣通道激動(dòng)劑 文章來源:植物化學(xué)與西部植物資源持續(xù)利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2019-07-10 | 作者:許剛 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 從特色藥用植物類群中發(fā)掘結(jié)構(gòu)新穎、活性顯著的化合物是創(chuàng)新藥物研發(fā)的重要源頭。鼠尾草屬(Salvia)植物是全世界應(yīng)用最為廣泛的藥用植物類群之一,其屬名Salvia一詞最早源于拉丁文salvare,寓意治愈;而該屬植物也多具有活血化瘀、活絡(luò)通痹、解毒涼血、消腫止痛、抗菌、安定神經(jīng)、緩解頭痛等多種功效。中國(guó)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)許剛研究組長(zhǎng)期從事鼠尾草屬植物中二萜類化學(xué)成分及其生物活性的研究,先后對(duì)12種鼠尾草屬植物開展了深入研究,并取得了一系列原創(chuàng)性成果,先后在“Org. Lett”, “Chem. Commun.”和“Org. Chem. Front.”等雜志上發(fā)表研究論文20多篇,獲授權(quán)專利多項(xiàng)。 康定鼠尾草(S. prattii)在藏藥中可作為丹參(S. miltiorrhiza)替代品使用,然而其化學(xué)成分及功能卻鮮有報(bào)道。本次研究從康定鼠尾草中發(fā)現(xiàn)了一對(duì)源自常規(guī)松香烷二萜B、C環(huán)裂環(huán)重排而得到的新穎松香烷型順-反互變異構(gòu)體,Salpratlactones A和B。與典型松香烷型二萜的6/6/6骨架不同,這兩個(gè)化合物具有獨(dú)特的6元駢5元環(huán),并通過碳碳雙鍵連接一個(gè)γ-內(nèi)酯環(huán)。一般來說,自然界中的順-反異構(gòu)體基本保持相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)型,只有在加熱等條件下才會(huì)發(fā)生相互轉(zhuǎn)變。有趣的是Salpratlactone A和B在質(zhì)子性溶劑中(如甲醇)可以發(fā)生順-反相互轉(zhuǎn)變,而在惰性溶劑(如氯仿)中則保持穩(wěn)定。這很可能是C-8/9/7的α,β不飽和酮結(jié)構(gòu)片段與質(zhì)子溶劑發(fā)生Michael加成,隨之C-8和C-9位形成可自由旋轉(zhuǎn)的單鍵中間體,從而發(fā)生互變。 與中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所年寅副研究員合作發(fā)現(xiàn),Salpratlactones A和B及其混合物能同等程度增強(qiáng)Cav3.1 T-型鈣通道(TTCC)峰值電流,且Salpratlactones A對(duì)Cav3.1TTCC電流的增強(qiáng)作用在1-100 μM濃度范圍內(nèi)成劑量效應(yīng)關(guān)系,EC50為12.48 μM。TTCC(Cav3.1-3.3)屬于低電壓門控鈣離子通道(Low-Voltage Gated Calcium Channel),是目前疼痛、失神癲癇及帕金森氏病藥物研發(fā)的重要靶點(diǎn)。近期研究表明TTCC激活劑(SAK03和ST101)可以改善艾爾斯海默癥(AD)模型動(dòng)物受損的認(rèn)識(shí)功能。與乙酰膽堿酯酶和NMDA受體抑制劑類藥物作用機(jī)制不同,激活膽堿能神經(jīng)元突觸前T-型鈣通道(Cav3.1和3.3)可以促進(jìn)乙酰膽堿釋放,活化突觸后鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶Ⅱ(CaMKII)并進(jìn)一步誘發(fā)Rpt6磷酸化,加速淀粉樣蛋白-β等錯(cuò)誤折疊蛋白的降解,從而達(dá)到治療AD的效果。此外,TTCC激活劑ST101在與多奈哌齊聯(lián)合使用治療AD的美國(guó)Ⅱ臨床研究中表現(xiàn)出了較好安全性及有效性。因此,激活T-型鈣通道已經(jīng)成為一種治療AD的新策略。值得指出的是,合成激活劑SAK3(比ST101的活性更強(qiáng))在飽和濃度是僅僅增強(qiáng)20%左右的Cav3.1TTCC峰值電流,且不成量效關(guān)系。而Salpratlactone A在10 μM時(shí)可以使Cav3.1TTCC峰值電流增強(qiáng)30%,而在100 μM可以使電流翻倍,說明Salpratlactones A激活Cav3.1TTCC的作用機(jī)理獨(dú)特,值得深入研究。
Salpratlactones A/B與ST10和SAK3的結(jié)構(gòu)及活性對(duì)比 (合成分子ST10和SAK3數(shù)據(jù)參考自:Neuropharmacology. 2017, 117, 1-13.) 綜上所述,Salpratlactone A和B是第一對(duì)松香烷型順-反異構(gòu)體,也是首次報(bào)道的Cav3.1TTCC天然激活劑。此外,與現(xiàn)在僅有的兩個(gè)合成類TTCC激活劑相比,Salpratlactone A和B不僅有不同的結(jié)構(gòu)類型,而且作用機(jī)制完全不同。上述發(fā)現(xiàn)為TTCC激動(dòng)劑提供了新的結(jié)構(gòu)模板,也為鼠尾草屬植物活性成分研究打開了一個(gè)新的方向。以上研究成果以“Salpratlactones A and B: A Pair of cis-trans Tautomeric Abietanes as Cav3.1 T-Type Calcium Channel Agonists from Salvia prattii”為題發(fā)表于Organic Letters雜志(doi.org/10.1021/acs.orglett.9b01527)。中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所夏凡博士和中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所李文艷碩士是本文的共同第一作者。 (責(zé)任編輯:李雪)
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