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植物在进化过程中形成了很多抗病防御机制,其中一种是通过生成具有拮抗微生物活性的次生代谢物质来选择性的抑制病原微生物。因此,可以直接从植物中分离出高效且对宿主毒性小的抗病毒成分用于防治素有“植物癌症”之称的植物病毒病。臭椿(Ailanthusaltissima(Mill.)Swingle)是苦木科(Simaroubaceae)臭椿属(Ailanthus)中一种生长快速的药用植物,其果实为翅果,具有通经、止痢、止血和抗菌等功效。前期研究结果表明臭椿果实提取物对烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)有很好的抑制作用,且尚未见对臭椿果实化学成分的抗病毒活性进行系统研究的报道。本文较为系统地对臭椿果实的化学成分及其抗TMV增殖活性进行研究,现将主要研究结果归纳如下。1)从臭椿果实甲醇提取物的氯仿萃取相提取物和正丁醇萃取相提取物中分离鉴定了 80个单体化合物,包括苦木素及其糖苷类化合物 21 个(1-21):chuglycoside A(1)、chuglycoside B(2)、chuglycoside C(3)、chuglycoside D(4)、chuglycoside E(5)、chuglycoside F(6)、shinjuglycoside A(7)、chuglycoside G(8)、chuglycoside H(9)、chuglycoside I(10)、shinjuglycoside B(11)、chaparrinone(12)、glaucarubolone(13)、ailanthinone(14)、glaucarubinone(15)、ailanthone(16)、△13(18)-dehydroglaucarubolone(17)、dehydroailanthinone(18)、chuglycoside J(19)、chuglycoside K(20)、shinjuglycoside C(21);木脂素及其糖苷类化合物14个(22-35):(+)-异落叶松脂素(22)、(+)-异落叶松脂素3a-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(23)、burselignan(24)、densispicoside(25)、开环异落叶松脂素(26)、erythro-guaiacylglycerol-β-0-4’-coniferyl ether(27)、7R,8R-苏氏-4,7,9,9,-四羟基-3,3’-二甲氧基-8-0-4’-新木脂素(28)、dihydrodehydrodiconiferyl alcohol(29)、curcasinlignanB(30)、(+)-松脂素(31)、(+)-(1R,2S,5R,6S)-2,6-di(4’-hydroxyphenyl)-3,7-dioxabicyclo[3.3.0]octane(32)、(-)-落叶松脂素(33)、tetrahydro-2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-4-[(4-hydroxyphenyl)methyl]-3-furanm-ethanol(34)、thero-2,3-bis-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3-methoxy-propanol(35);N-苯基丙酸酰胺及其糖苷类化合物3个(36-38):2-羟基-N-[(2-O-β-D-吡喃葡萄糖基)苯基]丙酸酰胺(36)、2-羟基-N-[(2-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→6)-β-D-吡喃葡萄糖基)苯基]丙酸酰胺(37)、2-羟基-N-(2-羟基苯基)丙酸酰胺(38);哌啶衍生物1个(39):2β-竣基-哌啶-4β-乙酸甲酯(39);酚类及酚苷类化合物14个(40-53):4-hydroxyphenyl-1-O-[6-(hydrogen 3-hydroxy-3-methylpentanedioate)]-β-D-glucopyranoside(40)、熊果苷(41)、β-D-吡喃葡萄糖基-(1—>6)-熊果苷(42)、氢醌(43)、2-(4-羟基苯基)-1,3-丙二醇(44)、4-甲氧基苯乙酸(45)、4-羟基苯甲酸(46)、原儿茶酸(47)、香草酸(48)、没食子酸(49)、没食子酸甲酯(50)、1-O-没食子酰基-β-D-葡萄糖苷(51)、3,4,8,9,10-五羟基二苯并[b,d]吡喃-6-酮(52)、柯里拉京(53);黄酮及其糖苷类化合物10个(54-63):紫云英苷(54)、山奈酚3-0-芸香糖苷(55)、山奈酚3-O-(2"-O-没食子酰基)-芸香糖苷(56)、槲皮素(57)、异槲皮苷(58)、槲皮苷(59)、槲皮素3-O-(2”-O-没食子酰基)-β-D-吡喃葡萄糖苷(60)、槲皮素3-0-(6”-O-没食子酰基)-β-D-吡喃葡萄糖苷(61)、芦丁(62)、槲皮素3-O-(2"-O-没食子酰基)-芸香糖苷(63);香豆素类化合物 3 个(64-66):altissimacoumarin H(64)、七叶内酯(65)、东莨菪内酯(66);苯丙素及其糖苷类化合物9个(67-75):4-羟基苯基-1-O-[6-O-(#)-阿魏酰基-β-D-吡喃葡萄糖基]-(1→6)-β-D-吡喃葡萄糖苷(67)、绿原酸甲酯(68)、5-O-咖啡酰基奎宁酸丁酯(69)、紫丁香苷(70)、对香豆酸(71)、咖啡酸(72)、3-羟基-1-(4-羟基苯基)-1-丙酮(73)、ω-hydroxypropioguaiacone(74)、苏氏-1-(4-羟基苯基)-l-甲氧基-2,3-丙二醇(75);降倍半萜及其糖苷类化合物 3 个(76-78):(3S,5R,6R,7E,9S)-β,5,6,9-tetrahydroxy-7-megastigmene(76)、3β-吡喃葡萄糖氧基-β-紫罗兰酮(77)、corchoionoside(78);单蔽糖苷类化合物 1 个(79):betulalbusideA(79);甾醇糖苷类化合物1个(80):胡萝卜苷(80)。其中,17个化合物(1-6、8-10、19-20、36-37、39-40、64、67)是新化合物,32 个化合物(13-14、18、24-26、28、31-35、41、43-45、47、51、55-56、60、63、68-70、73、75-79)首次从该植物中分离得到。2)对分离到的80个单体化合物进行抗TMV增殖生物活性测定,结果表明苦木素苷元(IC500.19-10.38 μM)和苦木素糖苷(IC50)18.37-137.74 μM)对TMV增殖有显著的抑制作用,且它们的活性均明显优于对照药剂宁南霉素(IC50 183.31 μM)和利巴韦林(IC50255.19 μM)。尤其是苦木素ailanthone(16)和chaparrinone(12)抑制效果特别显著,IC5Q值分别为0.19 μ和0.93 μM。苦木素类化合物抗TMV增殖活性的构效分析表明:i)C-2位糖基化,活性减弱;抗TMV活性大小顺序:苦木素苷元>苦木素单糖苷>苦木素双糖苷。ii)C-12位羰基化,活性减弱。iii)C-13和C-21位脱氢形成环外双键,活性增强。iv)C-15位羟基化,活性减弱;羟基被酯化后,活性增强。v)C-3和C-4位双键氢化,C-8和C-11位没有环氧桥结构,活性减弱。除苦木素类化合物外,一些木脂素类和酚类化合物如:7R,8R-苏氏-4,7,9,9’-四羟基-3,3’-二甲氧基-8-0-4’-新木脂素(28),dihydrodehydrodiconiferylalcohol(29),熊果苷(41),4-甲氧基苯乙酸(45)和柯里拉京(53)等对TMV增殖的半抑制浓度IC50值分别为:287.70、367.80、488.19、266.03 和 452.21 μM,这些化合物也具有明显的抗病毒活性。3)Western blot法测定了抗病毒活性很好的3个苦木素类化合物ailanthone(16)、chaparrinone(12)和 glaucarubinone(15)对 TMV外壳蛋白(coat protein,CP)在普通烟(Nicotiana tabacum cv.K326)叶片中表达的抑制效果,结果表明这3个苦木素对烟草叶片中TMV CP的表达有强烈的抑制作用,其抑制程度与化合物浓度呈正相关,在浓度分别为0.625、2.5和20 μM时即可明显抑制烟草叶片中TMV CP的表达。4)以绿色荧光蛋白GFP基因为报告基因,通过农杆菌浸润法测定了 80个化合物中抗病毒活性最好的化合物ailanthone对本氏烟(Nicotianabenthamiana)植株内TMV增殖和扩散的抑制作用,结果表明ailanthone对本氏烟植株内的TMV增殖和扩散均有很好的抑制效果,其抑制作用程度随化合物浓度的增大而升高,当其浓度至0.625μM时即可明显抑制本氏烟叶片中TMV的增殖。综上所述,本文从臭椿果实中分离鉴定到80个化合物,其中17个为新化合物,32个为首次从臭椿中分离到的化合物,获得了系列抗病毒活性好的化合物,明确了苦木素类化合物是臭椿果实中抗TMV增殖的主要活性成分,分析了苦木素类化合物抗TMV活性的构效关系,为臭椿这种植物材料的进一步开发利用及安全高效新型植物源抗病毒剂的研制提供理论依据。