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中国南海总状蕨藻的脂肪酸类化学成分和生物活性研究



全 文 :第32卷第6期
2013年12月
中 国 海 洋 药 物
CHINESE JOURNAL OF MARINE DRUGS
Vol.32 No.6
December,2013
中国南海总状蕨藻的脂肪酸类化学成分
和生物活性研究△

刘定权1,李佳2,章海燕2,冯美堂1,杨慧1,杨鹏1,林昆1,
郭跃伟2,毛水春1,3*
(1.南昌大学药学院,江西 南昌330006;2.中国科学院上海药物研究所新药研究国家重点实验室,上海201203;
3.南昌大学转化医学研究院,江西 南昌330006)
摘 要:目的 分离鉴定中国南海总状蕨藻(Caulerpa racemosa)中的脂肪酸类化学成分,供药理活性筛选。方
法 综合利用各种柱层析方法分离纯化化合物并利用光谱学方法解析化合物结构;采用 MTT法对所有化合
物进行神经细胞损伤保护作用评价;采用酶标法对所有化合物进行蛋白酪氨酸磷酸酯酶抑制活性评价。结果
从中分离得到12个脂肪酸及衍生物,分别鉴定为棕榈酸(1)、硬脂酸、(2)、十八烷二酯二乙酯、(3)、正二十三
烷酸甘油酯(4)、(8E)-heptadec-8-en-7-one(5)、(8Z,11Z)-heptadeca-8,11-dienoic acid(6)、ethyl linolenoate
(7)、(4Z,7Z,10Z,13Z)-ethyl hexadeca-4,7,10,13-tetraenoate(8)、β-dimorphecolic acid(9)、α-dimorphecolic
acid(10)、(9R,10E,12Z)-9-hydroxyoctadeca-10,12-dienoic acid(11)、(9R,10E)-9-hydroxyoctadec-10-enoic
acid(12)。结论 化合物5为新天然产物;化合物3~12为首次从总状蕨藻中分离得到,其中6和7首次发现
于蕨藻属海藻中,3,4和8~12均为首次从海洋生物中分离得到;化合物2和5在10μmol/L浓度时对SH-
SY5Y神经母细胞瘤细胞损伤显示了不同强度的保护作用;化合物1,2,5,11和12对蛋白酪氨酸磷酸酯酶
1B均显示了明显的抑制活性。
关键词:总状蕨藻;脂肪酸;神经细胞损伤保护;PTP1B抑制活性
中图分类号:R931   文献标志码:A   文章编号:1002-3461(2013)06-013-08
  海藻是一类生长于海洋中的低等隐花植物。
海藻种类繁多,世界海洋中的藻类可分为红藻门、
绿藻门、褐藻门、蓝藻门、甲藻门等10个门,约
30 000余种。自1960年代以来,从海藻中发现了
萜类、烯炔类、含氮化合物、聚醚类及大环内酯等
一系列类型多样的次级代谢产物[1-2]。这些化学
成分不但结构新颖,而且许多化合物还显示了抗
肿瘤、抗病毒、降血糖以及抑制各种生物酶等多方
面的生物活性。因此,海藻是海洋生物中具有显
著生物活性化合物的重要来源之一。
总状蕨藻Caulerpa racemosa(Forsskl)J.
Agardh系绿藻门 (Chlorophyta)绿藻纲 (Chlo-
rophyceae)管藻目(Siphonales)蕨藻科(Cauler-
paceae)蕨藻属(Caulerpa)海洋植物,主要分布于
热带和亚热带海域,生长在潮间带以下的岩石、珊
瑚礁上或者中、低潮带的沙地上。在中国海域也
有广泛分布,主要集中于福建东山、台湾、海南、西
沙、广东沿海[3]。目前国内外对总状蕨藻的化学
成分研究较少[4-8]。为了开发中国海洋生物资源,
从中寻找具有生物活性或药用前景的海洋天然产
物,作者对采自中国广东湛江南海的总状蕨藻的
化学成分进行了系统研究。经反复硅胶和Sepha-
dex LH-20凝胶柱层析,从其95%乙醇提取物的
石油醚萃取部位中分离得到12个脂肪酸及其衍
生物,经波谱数据与文献对照,已知化合物的结构
分别鉴定为棕榈酸(1)[9]、硬脂酸(2)[9]、十八烷二
* △基金项目:国家自然科学基金 (21362024,21162016,81001397,20862013);江西省青年科学家培养对象计划(20133BCB23004);
江西省自然科学基金 (2010GQY0217,20114BAB205034);江西省教育厅课题(GJJ12028);教育部留学回国人员科研
启动基金资助
 作者简介:刘定权 (1986-),男,硕士研究生。E-mail:ldq8651@163.com
*通讯作者:毛水春,男,副教授。Tel:86-791-86818101,Fax:86-791-86361839,E-mail:maoshuichun@ncu.edu.cn
  收稿日期:2013-09-16
DOI:10.13400/j.cnki.cjmd.2013.06.006
14  中 国 海 洋 药 物 32卷
酸二乙酯(3)[10]、1-正二十三烷酸甘油酯(4)[11]、
(8E)-heptadec-8-en-7-one(5)[12]、(8Z,11Z)-hep-
tadeca-8,11-dienoic acid(6)[13]、ethyl linolenoate
(7)[14]、(4Z,7Z,10Z,13Z)-ethyl hexadeca-4,7,
10,13-tetraenoate(8)[15]、b-dimorphecolic acid
(9)[16]、a-dimorphecolic acid(10)[16]、(9R,10E,
12Z )-9-hydroxyoctadeca-10, 12-dienoic  acid
(11)[17]和 (9R,10E)-9-hydroxyoctadec-10-enoic
acid(12)[18]。其中,化合物5为新天然产物;化合
物3~12为首次从总状蕨藻中分离得到,化合物6
和7首次发现于蕨藻属海藻中,此外化合物3,4
和8~12均为首次从海洋生物中分离得到。在缺
氧缺糖(OGD)、β淀粉样肽(Aβ25-35)和 H2O2诱
导的SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞损伤模型上,化
合物2在OGD模型上具有中等强度的保护作用,
其保护作用在10μmol/L浓度时为9.87%,而化
合物5在Aβ25-35模型上具有弱的保护作用,其
保护作用在10μmol/L浓度时为6.28%;在蛋白
酪氨酸磷酸酯酶 (PTP1B)模型上,化合物1、2、5、
11和12均具有明显的抑制活性,其IC50值分别
为5.39±0.55,14.78±1.85,47.40±3.57,40.34±
3.28和35.23±2.65μmol/L。
图1 化合物1~12的结构式
Fig.1 The structures of compounds 1~12
1 实验部分
1.1 仪器试剂
核磁共振由Bruker DRX-400MHz型核磁共
振仪测定 [1 H NMR位移值以氘代溶剂中残存的
CHCl3(δ7.26)为内标;13C NMR位移值以CDCl3
(δ77.0)为内标]。质谱用Finnigan-MAT-95型
质谱仪(测定 EI-MS)和 Q-TOF Micro LC-MS-
MS质谱仪(测定ESI-MS)测定。Sephadex LH-
20凝胶由 Amersham Pharmacia Biotech生产。
柱层析硅胶由青岛海洋化工分厂生产。TLC预制
板 (F254)由烟台江友硅胶开发有限公司提供。各
种试剂均为分析纯。
1.2 生物材料
实验样品于2010年6月采自中国广东湛江
南海海域水下0.5~1m处,阴干储藏。种属由中
国海洋大学罗艳博士鉴定为总状蕨藻(Caulerpa
racemosa)。样品标本 (No.MP01-03)保存在南
昌大学药学院天然药物化学实验室。
1.3 提取与分离
海藻样品采集后,阴干并粉碎(干质量5.0kg),
放于渗漉桶中用95%乙醇室温浸泡提取3次,每
次72h,提取液合并后减压浓缩得粗浸膏(350g)。
粗浸膏混悬于蒸馏水中,依次用等体积的石油醚、
乙酸乙酯及正丁醇分别萃取3次,有机相萃取液
减压浓缩分别得到油状的石油醚浸膏38g、乙酸
乙酯浸膏160g及正丁醇浸膏120g。石油醚浸膏
经硅胶(200~300目)柱层析,以石油醚/丙酮梯度
洗脱(丙酮0~50%),合并后得7个组分(Fr.I~
VII)。将其中的II、III和VI 3个组分分别进一步
经反复的硅胶(400~600目,石油醚/丙酮)和
Sephadex LH-20凝胶 [石油醚/二氯甲烷/甲醇
(2∶1∶1)]柱层析,最后经C18 HPLC(甲醇/水,
乙腈/水)纯化,得到化合物1(4.8mg),2(4.2mg),
3(2.4mg),4(2.9mg),5(5.0mg),6(3.0mg),7
(1.7mg),8(1.2mg),9(1.1mg),10(3.0mg),11
(7.2mg)和12(2.7mg)。
2 结构鉴定
化合物1:无色油状物。由EI-MS谱中 m/z
256[M]+峰及一系列相差14个单位碎片离子峰
簇,结合1 H-NMR谱数据,提示化合物1为饱和脂
肪酸,其分子式为 C16 H32O2。1 H NMR (400
MHz,CDCl3)δ:2.34(2H,t,J=7.2Hz,H-2),
1.63(2H,m,H-3),1.25(24H,overlapping,
H-4~H-15),0.88(3H,t,J=6.4Hz,Me-
16)。EI-MS m/z (%):256 [M]+ (45),227
(6),213(25),157(14),73(78),55(100)。以
上波谱数据经与文献[9]对照,鉴定化合物1为棕
榈酸(palmitic acid)。
化合物2:无色油状物。其1 H NMR谱与1完
全相同,提示化合物2也为饱和脂肪酸。由EI-MS
谱中m/z284[M]+峰知其分子式为C18H36O2,表
6期 刘定权,等:中国南海总状蕨藻的脂肪酸类化学成分和生物活性研究 15 
明2分子中比1多1个亚甲基。1 H NMR (400
MHz,CDCl3)δ:2.34(2H,t,J=7.2Hz,H-2),
1.62(2H,m,H-3),1.26(28H,overlapping,
H-4~H-17),0.87(3H,t,J=6.4Hz,Me-
18)。EI-MS m/z(%):284[M]+(4),239(6),
213(18),157 (10),97 (54),69 (100),55
(98)。以上波谱数据经与文献[9]对照,鉴定化合
物2为硬脂酸(stearic acid)。
化合物3:无色油状物。由ESI-MS谱中准分
子离子峰m/z369[M -H]-推算其分子式为C22
H42O4。1 H NMR 谱中显示有1个乙氧基信号
δ4.11(4H,q,J=6.8Hz,OCH2CH3)和1.25
(6H,t,J=6.8 Hz,OCH2CH3),考虑到1 H
NMR谱中质子信号的积分以及未显示脂肪酸末
端甲基信号,表明化合物3为结构完全对称的饱
和脂肪二酸二乙酯。1 H NMR(400MHz,CDCl3)
δ:4.11(4H,q,J=6.8Hz,OCH2CH3),2.27
(4H,t,J=7.2Hz,H-2,H-17),1.60(4H,
m,H-3,H-16),1.26(24H,overlapping,H-4
~H-15),1.25 (6H,t,J=6.8 Hz,OCH2
CH3)。ESI-MS m/z:369[M -H]-。以上波谱
数据经与文献[10]对照,鉴定化合物3为十八烷
二酸二乙酯diethyl octadecanedioate。
化合物4:无色油状物。其ESI-MS谱显示的
准分子离子峰m/z 429[M + H]+,推断出的分
子式为C26H52O4。1 H 和13 C NMR谱中显示了甘
油的特征性信号 [δH4.20(1H,dd,J=11.6,
4.4Hz,H-1a),4.14(1H,dd,J=11.6,6.0
Hz,H-1b),3.92(1H,m,H-2),3.69(1H,
dd,J=11.2,3.6Hz,H-3a),3.59(1H,dd,J
=11.2,5.6Hz,H-3b);δC70.2(d,C-2),65.1
(t,C-1)和63.3(t,C-3)],提示化合物4为脂肪
酸甘油酯。1 H NMR (400MHz,CDCl3)δ:4.20
(1H,dd,J=11.6,4.4Hz,H-1a),4.14(1H,
dd,J=11.6,6.0Hz,H-1b),3.92(1H,m,H-
2),3.69(1H,dd,J=11.2,3.6Hz,H-3a),
3.59(1H,dd,J=11.2,5.6Hz,H-3b),2.34
(2H,t,J=7.6Hz,H-2(),1.62(2H,m,H-3'),
1.25(38H,overlapping,H-4'~H-22(),0.87
(3H,t,J=6.4Hz,Me-23')。13 C NMR (100
MHz,CDCl3)δ:174.4(s,C-1'),70.2(d,C-2),
65.1(t,C-1),63.3(t,C-3),34.1(t,C-2'),
31.9(t,C-21'),29.7~29.4(each t,C-6'~19'),
29.3(t,C-20'),29.2(t,C-5'),29.1(t,C-4'),
24.9(t,C-3'),22.7(t,C-22'),14.1(q,C-23')。
ESI-MS m/z:429[M + H]+。以上波谱数据经
与文献[11]对照,鉴定化合物4为正二十三烷酸
甘油酯(glycerin monotricosanate)。
化合物5:无色油状物。由EI-MS谱中m/z
252[M]+峰知其分子式为C17H32O。1 H NMR谱
中显示有2个烯质子信号δ6.82(1H,dt,J=
16.0,6.8Hz,H-9)和6.08(1H,d,J=16.0
Hz,H-8),据其偶合常数(J)16.0Hz可知为反式
双键质子,结合13C NMR谱中显示有3个sp2杂化
碳信号δ201.1(s,C-7),147.4(d,C-9)和130.3
(d,C-8),可推断分子中含有1个α,β-反式不饱和
酮。而由EI-MS中碎片离子峰信号m/z 181和
139可确定上述不饱和共轭系统始于长链烃的
ω-7。1 H NMR (400MHz,CDCl3)δ:6.82(1H,
dt,J=16.0,6.8Hz,H-9),6.08(1H,d,J=
16.0Hz,H-8),2.52(2H,t,J=7.6Hz,H-
6),2.20(2H,m,H-10),1.59(2H,m,H-5),
1.45(2H,m,H-11),1.28(16H,overlapping,
H-2~H-4,H-12~H-16),0.87(6H,t,J=6.4
Hz,Me-1,Me-17)。13C NMR(100MHz,CDCl3)
δ:201.1(s,C-7),147.4(d,C-9),130.3(d,C-
8),40.1(t,C-6),32.4(t,C-10),31.8(each
t,C-3,C-15),29.4~29.2(each t,C-11~C-
14),28.1(t,C-4),24.4(t,C-5),22.6(each
t,C-2,C-16),14.1(each q,C-1,C-17)。EI-
MS m/z (%):252 [M]+ (12),223 (6),195
(10),181(66),167(95),139(100),69(87),
55(96)。以上波谱数据经与文献[12]对照,鉴定
化合物5为 (8E)-heptadec-8-en-7-one。
化合物6:无色油状物。其EI-MS谱显示分
子离子峰 m/z 266[M]+,可知分子式为C17H30
O2。1 H NMR谱中显示有'个多重峰烯质子信号
δ5.35(4H,m,H-8,H-9,H-11,H-12)和1个
多重峰亚甲基质子信号δ2.77(2H,m,H-10),
表明化合物6分子中含有1个1,4–二烯系统。
而根据EI-MS中2个碎片离子峰信号m/z195和
137,提示该系统始于长链脂肪酸的ω-6。1 H NMR
(400MHz,CDCl3)δ:5.35(4H,m,H-8,H-9,
H-11,H-12),2.77(2H,m,H-10),2.34(2H,
16  中 国 海 洋 药 物 32卷
t,J=7.2Hz,H-2),2.04(4H,m,H-7,H-
13),1.62(2H,m,H-3),1.25(12H,overlap-
ping,H-4~H-6,H-14~H-16),0.87(3H,t,J
=6.8 Hz,Me-17)。EI-MS m/z (%):266
[M]+(28),239(6),213(18),195(46),157
(10),137(23),97(54),55(100)。以上波谱数
据经与文献[13]对照,鉴定化合物6为 (8Z,11Z)-
heptadeca-8,11-dienoic acid。
化合物7:无色油状物。由EI-MS谱中m/z
306[M]+峰知其分子式为C20H34O2。1 H NMR谱
显示有1个乙氧基信号δ4.12(2H,q,J=7.2Hz,
OCH2CH3)和1.25(3H,t,J=7.2Hz,OCH2
CH3)。此外,1 H NMR谱还显示有1个多重峰烯
质子信号δ5.35(6H,m,H-9,H-10,H-12,H-
13,H-15,H-16)和1个亚甲基多重峰质子信号
δ2.80(4H,m,H-11,H-14),提示化合物7分子
中含有1个1,4,7–三烯系统。由末端甲基信号
特征性的化学位移值δ0.97(3H,t,J=6.8Hz,
Me-18),表明该系统始于脂肪酸的ω-3。1 H NMR
(400MHz,CDCl3)δ:5.35(6H,m,H-9,H-10,
H-12,H-13,H-15,H-16),4.12(2H,q,J=
7.2Hz,OCH2CH3),2.80 (4H,m,H-11,
H-14),2.29(2H,t,J=7.2Hz,H-2),2.06
(4H,m,H-8,H-17),1.63 (2H,m,H-3),
1.26(8H,overlapping,H-4~H-7),1.25(3H,
t,J=7.2Hz,OCH2CH3),0.97(3H,t,J=
6.8Hz,Me-18)。EI-MS m/z (%):306[M]+
(4),290(7),277(15),261(68),171(11),
135(24),125(26),81(70),55(100)。以上波
谱数据经与文献[14]对照,鉴定化合物7为ethyl
linolenoate。
化合物8:无色油状物。由EI-MS谱中m/z
276[M]+峰知其分子式为C18H28O2。与化合物7
相同,8的1 H NMR谱中显示有1个乙氧基、1个
多重峰烯质子和1个多重峰亚甲基质子的信号,
说明8同为不饱和脂肪酸乙酯。与7的1 H NMR
相比较,发现8的烯质子多重峰和亚甲基质子多
重峰积分比7均多2个氢,提示化合物8分子中
含有1个1,4,7,10–四烯系统。同理,根据末端
甲基质子化学位移δ0.97(3H,t,J=6.8Hz,
Me-18),可 确 定 该 系 统 始 于 脂 肪 酸 的 ω-3。
1 H NMR(400MHz,CDCl3)δ:5.38(8H,m,H-
4,H-5,H-7,H-8,H-10,H-11,H-13,H-14),
4.12(2H,q,J=7.2 Hz,OCH2CH3),2.83
(2H,m,H-6,H-9,H-12),2.30(2H,t,J=
7.2Hz,H-2),2.12(2H,m,H-3),2.07(2H,
m,H-15),1.25 (3H,t,J=7.2Hz,OCH2
CH3),0.97(3H,t,J=6.8Hz,Me-16)。EI-
MS m/z (%):276 [M]+ (9),250 (4),195
(11),149(20),71(65),57(100)。以上波谱数
据经与文献[15]对照,鉴定化合物8为(4Z,7Z,
10Z,13Z)-ethyl hexadeca-4,7,10,13-tetraenoate。
化合物9:无色油状物,[α]20D +15.2°(c 0.12,
MeOH){lit.[16][α]25D +15.1°(c 0.8,MeOH);
lit.[19][α]25D +15.4°(c 5.0,MeOH)}。其EI-MS
谱显示m/z 296[M]+峰,可知分子式为C18H32
O3。1 H NMR谱中显示有4个烯质子信号δ6.16
(1H,dd,J=15.6,7.0Hz,H-11),6.02(1H,
dd,J=15.6,7.0Hz,H-12),5.70(1H,dd,J
=15.6,7.0Hz,H-13),5.56(1H,dd,J=
15.6,7.0Hz,H-10)和1个羟基取代次甲基质子
信号δ4.10(1H,q,J=6.4Hz,H-9),根据这些
质子信号的偶合常数和化学位移值,可推断分子
中含有1个烯丙位羟基取代的反式共轭双键系
统。由 EI-MS中的主要碎片离子峰信号 m/z
153[18],提示该系统始于脂肪链的ω-6。经与文献
[16,19]报道的比旋光度值比较,可确定分子中手
性碳原子C-9的构型为S。1 H NMR (400MHz,
CDCl3)δ:6.16(1H,dd,J=15.2,10.8Hz,H-
11),6.02(1H,dd,J=15.2,10.8Hz,H-12),
5.70(1H,dd,J=15.2,7.6Hz,H-13),5.56
(1H,dd,J=15.2,7.2Hz,H-10),4.10(1H,
q,J=6.4Hz,H-9),2.34(2H,t,J=7.2Hz,
H-2),2.07(2H,m,H-14),1.62(2H,m,H-
3),1.29~1.26(16H,overlapping,H-4~H-8,
H-15~H-17),0.87(3H,t,J=6.8Hz,Me-
18)。EI-MS m/z (%):296 [M]+ (6),278
(35),171(75),153(73),141(62),83(76),
55(100)。以上波谱数据经与文献[16]对照,鉴定
化合物9为β-dimorphecolic acid。
化合物10:无色油状物,[α]20D +13.5°(c 0.26,
MeOH){lit.[16][α]25D +11.4°(c 0.4,MeOH)}。由
EI-MS谱可知其分子式为C18H32O3,与化合物9完
全相同。化合物10的1 H NMR谱与化合物9极
6期 刘定权,等:中国南海总状蕨藻的脂肪酸类化学成分和生物活性研究 17 
为类似,只是4个烯质子信号的化学位移有明显
的位移(ΔH-10=-0.12,ΔH-11=+0.33,ΔH-12=
-0.03,ΔH-13=-0.33),说明二者的结构差异仅
在于双键的构型不同。化合物10的烯质子偶合
常数表明分子中 Δ12双键为顺式构型,而Δ10双键
为反式构型。经与化合物9和文献[16]报道的比
旋光度值对比,可确定化合物10 C-9的构型与9
相同,为S构型。1 H NMR (400MHz,CDCl3)δ:
6.49(1H,dd,J=15.2,11.8Hz,H-11),5.99
(1H,dd,J=11.8,10.8Hz,H-12),5.67(1H,
dd,J=15.2,8.4Hz,H-13),5.44(1H,dd,
J=10.8,8.0Hz,H-10),4.17(1H,q,J=6.4
Hz,H-9),2.34 (2H,t,J=7.2Hz,H-2),
2.17(2H,m,H-14),2.07(2H,m,H-8),1.65
(2H,m,H-3),1.30~1.26(16H,overlapping,
H-4~H-8,H-15~H-17),0.88(3H,t,J=6.4
Hz,Me-18)。EI-MS m/z(%):296[M]+(6),
278(22),171 (42),153 (92),141 (63),83
(49),69(89),55(100)。以上波谱数据经与文
献[16]对照,鉴定化合物10为α-dimorphecolic
acid。
化合物11:无色油状物,[α]20D-3.5°(c 1.20,
MeOH)。由EI-MS谱可知化合物11的分子式与
9和10相同,为C18H32O3。化合物11的1 H NMR
谱与10几乎完全相同,但有意思的是,两者的比
旋光度不同,这显然是由于两者分子中唯一的手
性中心C-9的构型不同所致。通过与文献[18]报
道的同类型化合物的比旋光度比较,可以确定C-9
的绝对构型为 R 构型。1 H NMR (400 MHz,
CDCl3)δ:6.49(1H,dd,J=15.2,11.2Hz,H-
11),5.97(1H,dd,J=11.2,10.8Hz,H-12),
5.66(1H,dd,J=15.2,6.8Hz,H-13),5.48
(1H,dd,J=10.8,7.8Hz,H-10),4.15(1H,
q,J=6.4Hz,H-9),2.35(2H,t,J=5.4Hz,
H-2),2.18(2H,m,H-14),2.04(2H,m,H-
8),1.63(2H,m,H-3),1.31~1.25(16H,o-
verlapping,H-4~ H-8,H-15~ H-17),0.88
(3H,t,J=6.4 Hz,Me-18)。13 C NMR (100
MHz,CDCl3)δ:179.1(s,C-1),135.6(d,C-
10),133.1(d,C-13),127.6(d,C-12),125.9
(d,C-11),72.9(d,C-9),37.2(t,C-8),33.9
(t,C-2),31.4(C-16),29.3~28.6(each t,C-4
~C-6,C-15),27.7(t,C-14),25.3(t,C-7),
24.6(t,C-3),22.5(t,C-17),14.0(q,C-18)。
EI-MS m/z(%):296[M]+(20),278(18),171
(41),153(93),141(69),83(45),69(70),55
(100)。以上波谱数据经与文献[17]对照,鉴定化
合物11为(9R,10E,12Z)-9-hydroxyoctadeca-10,
12-dienoic acid。
化合物12:无色油状物,[α]20D-4.2°(c 0.46,
MeOH)。由EI-MS谱中m/z 298[M]+峰知其
分子式为C18H34O3,表明化合物12分子比9~11
多2个氢。与之相对应的,化合物12的1 H NMR
谱中烯质子比9~11少2个,仅显示2个反式双
键质子信号δ5.61(1H,dt,J=15.6,6.8Hz,
H-11)和5.43(1H,dd,J=15.6,7.2Hz,H-
10)。这些数据表明化合物12与9~11分子结构
的区别在于9~11中的Δ12双键被还原。通过与
文献[18]报道的同类型化合物的比旋光度比较,
作者推断化合物12的C-9位的羟基取代方式与
化合物11相同,为R构型。1 H NMR(400MHz,
CDCl3)δ:5.61(1H,dt,J=15.6,6.8Hz,H-
11),5.43(1H,dd,J=15.6,7.2Hz,H-10),
4.03(1H,m,H-9),2.34(2H,t,J=7.2Hz,
H-2),2.01(2H,m,H-12),0.87(3H,t,J=
6.8Hz,Me-18)。EI-MS m/z (%):298[M]+
(8),280(6),213(7),181(23),155(58),109
(57),57(100)。以上波谱数据经与文献[18]对
照,鉴定化合物12为(9R,10E)-9-hydroxyocta-
dec-10-enoic acid。
3 生物活性测试
SH-SY5Y神经细胞损伤保护药理活性筛
选[20]:采用 MTT法,以SH-SY5Y神经母细胞瘤
细胞为细胞株,在缺氧缺糖(OGD)、β淀粉样肽
(Aβ25-35)和 H2O2诱导的细胞损伤模型下,分别测
试在1μmol/L或10μmol/L浓度时化合物1~12
对SH-SY5Y细胞损伤的保护作用。结果发现,化
合物2在OGD模型上具有中等强度的保护作用,
其保护作用在10μmol/L浓度时为9.87%,而化
合物5在Aβ25-35模型上具有微弱的保护作用,其保
护作用在10μmol/L浓度时为6.28% [阳性对照
组表没食子儿茶素没食子酸酯 (EGCG)在
10μmol/L浓度时保护作用为16.57%]。
18  中 国 海 洋 药 物 32卷
抗糖尿病药理活性筛选[21]:PTP1B是第一个
被鉴定的蛋白酪氨酸磷酸酯酶(protein tyrosine
phosphatase),通过 PTP1B 剔除的老鼠实验表
明,PTP1B通过对胰岛素受体的脱磷酰化,进而
在调节胰岛素敏感性和脂肪代谢过程中起着非常
重要的作用。因而PTP1B可作为糖尿病的筛选
模型。利用大肠杆菌重组表达蛋白酪氨酸磷酸酯
酶1B(PTP1B),以硝基苯磷酸二钠 (pNPP)为特
异性的底物,同时加入待测化合物,采用酶标法在
405nm处检测pNPP经PTP1B水解得到的游离
产物对硝基苯酚生成量,以抑制百分率为指标,以
齐墩果酸(oleanolic acid)为阳性对照药,观察化合
物对PTP1B的抑制作用。实验结果表明,化合物
1、2、5、11和12对PTP1B均具有明显的抑制活
性,其IC50值分别为5.39±0.55,14.78±1.85,
47.40±3.57,40.34±3.28 和 35.23±
2.65μmol/L,此时阳性对照组齐墩果酸的IC50值
为3.02±0.20μmol/L。
4 结果与讨论
总状蕨藻(Caulerpa.racemosa)在中国南海
海域分布广泛,资源极其丰富,富含结构新颖的次
级代谢产物。作者对总状蕨藻进行了系统的化学
成分研究,从中分离得到12个脂肪酸及衍生物,
分别鉴定为棕榈酸 (1)、硬脂酸 (2)、十八烷二酸
二乙酯 (3)、1-正二十三烷酸甘油酯 (4)、(8E)-
heptadec-8-en-7-one(5)、(8Z,11Z)-heptadeca-8,
11-dienoic acid(6)、ethyl linolenoate(7)、(4Z,
7Z,10Z,13Z)-ethyl hexadeca-4,7,10,13-tet-
raenoate(8)、β-dimorphecolic acid(9)、α-dimor-
phecolic acid (10)、 (9R,10E,12Z)-9-
hydroxyoctadeca-10,12-dienoic acid(11)、(9R,
10E)-9-hydroxyoctadec-10-enoic acid(12)。化合
物5在1993年作为合成产物被报道[12],本文首次
从天然来源样品中发现该结构。生物活性筛选发
现化合物2和5对SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞
损伤显示了不同程度的保护作用,而化合物1,2,
5,11和12对蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B(PTP1B)
显示了明显的抑制活性。目前国内外对总状蕨藻
化学成分的研究报道较少。Mahendran等人于
1979年首次对总状蕨藻进行了化学成分研究,从
中发现了1个结构新颖的神经酰胺类混合物caul-
erpinic[22]。此后国外研究者相继开展该海藻的次
级代谢产物研究,从中分离得到2个新的二吲哚
色素类生物碱、5个罕见的芳香类衍生物以、1个
新倍半萜以及20余个已知的倍半萜、二萜、生物
碱、甾体和脂肪酸类化合物,其中已知的吲哚类生
物碱caulerpin是蕨藻属(Caulerpa)海藻中最为
常见的化学成分,具有促进植物生长、抑制缺氧诱
导因子-1(HIF-1)、抗炎及抗肿瘤等多方面的生物
活性[4-8];而国内仅有暨南大学岑颖洲教授课题组
开展了该海藻的初步化学成分研究,从中发现了
10个已知的脂肪酸、甾醇、神经酰胺及生物碱类化
合物,且未见生物活性报道[23-24]。本文对中国总
状蕨藻的脂肪酸类化合物进行了深入系统的研
究,并对分离得到的脂肪酸及衍生物进行了神经
细胞损伤保护、抗糖尿病等药理活性筛选。上述
研究结果进一步丰富了总状蕨藻的化学及生物学
多样性,也为阐述该海藻的药效物质基础提供了
一定的科学依据。
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20  中 国 海 洋 药 物 32卷
The fatty acids of the green algaCaulerpa racemosa
and their bioactivities
LIU Ding-quan1,LI Jia2,ZHANG,Hai-yan2,FENG Mei-tang1,YANG Hui 1,YANG Peng1,
LIN Kun1,GUO Yue-wei 2,MAO Shui-chun1,3*
(1.School of Pharmacy,Nanchang University,Nanchang330006,China;
2.State key laboratory of Drug Research,Shanghai Institute of Materia Medica,
Chinese Academy of Sciences,Shanghai 201203,China;
3.Institute of Translational Medicine,Nanchang University,Nanchang330031,China)
Abstract:Objective To isolate and identify fatty acids of the green alga Caulerpa racemosa(Forsskl)
J.Agardh from the South China Sea and to evaluate their biological activities.Methods Compounds
were isolated by means of various chromatographic techniques including silica gel and Sephadex LH-20
column chromatography and reverse phase HPLC.Their structures were elucidated on the basis of
spectroscopic analysis including 1DNMR,MS,and optical rotation.Al of the isolates were evaluated
for their inhibitory activity against PTP1Bby enzyme-labeled method and neuro-protective activity a-
gainst OGD-,H2O2-,Aβ25-35-caused damage on SH-SY5Ycels by MTT method.Results Twelve
known fatty acids and related derivatives were isolated and identified as palmitic acid(1),stearic acid
(2),diethyl octadecanedioate(3),glycerin monotricosanate(4),(8E)-heptadec-8-en-7-one(5),(8Z,
11Z)-heptadeca-8,11-dienoic acid(6),ethyl linolenoate(7),(4Z,7Z,10Z,13Z)-ethyl hexadeca-4,7,10,
13-tetraenoate (8),β-dimorphecolic acid (9),β-dimorphecolic acid (10),(9R,10E,12Z)-9-
hydroxyoctadeca-10,12-dienoic acid(11),and(9R,10E)-9-hydroxyoctadec-10-enoic acid(12),respec-
tively.Conclusions Compound 5 was first discovered as a natural product.Moreover,except for com-
pounds 1 and 2,this is the first report that described the isolation of al of compounds from Caulerpa
racemosa,of which 3,4,and 8-12 were obtained for the first time from marine organisms and 6 and 7
were first isolated from the genus Caulerpa.Compound 2 moderately attenuated the OGD(oxygen-glu-
cose deprivation)-induced SH-SY5Ycel damage with 9.87%increase in cel viability at the concentra-
tion of 10μM,while 5also showed moderate neuro-protective activity against the Aβ25-35-induced SH-
SY5Ycel damage(6.28%increase at 10μM).Compounds 1,2,5,11,and 12 exhibited potent
PTP1Binhibitory activity with IC50values of 5.39±0.55,14.78±1.85,47.40±3.57,40.34±3.28,
and 35.23±2.65μM,respectively.
Key words:Caulerpa racemosa;fatty acids;neuro-protective activity;PTP1Binhibitory activity