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螃蟹甲内生真菌Chaetosphaeronema sp.的化学成分研究



全 文 :中国医药生物技术 2014 年 12 月第 9 卷第 6 期 Chin Med Biotechnol, December 2014, Vol. 9, No. 6 453
DOI:10.3969/cmba.j.issn.1673-713X.2014.06.007 ·论著·
螃蟹甲内生真菌 Chaetosphaeronema sp. 的
化学成分研究

温欣,张大为,郭顺星,王春兰

【摘要】
目的 研究一株来源于藏药螃蟹甲内生真菌 PHY-24 的化
学成分。
方法 采用麦麸培养基,对内生真菌 PHY-24 进行放大培
养,通过硅胶柱色谱、MCI 柱色谱、ODS 柱色谱、Sephadex
LH-20 柱色谱、高效液相色谱等对其发酵液中的化学成分
进行分离纯化,利用 NMR、MS 等波谱方法进行化学成分
的结构鉴定,并测定这些成分抗 HIV-1 整合酶链转移反应
活性。
结果 从内生真菌 PHY-24 发酵液的乙酸乙酯提取部分
分离并鉴定了 4 个化合物,分别是:integrastatin B(1)、
2- 乙酰基 -3,5- 二羟基 - 苯乙酸( 2 )、 curvulin ( 3 )、
O-methylcurvulinic acid(4)。其中化合物(1)和(2)具有
抗 HIV-1 整合酶链转移反应活性,其 IC50 分别为 6.22 和
75.1 μmol/L。
结论 4 个化合物均为从此属真菌中首次分得,其中化合物
(1)、(2)具有抗 HIV-1 整合酶链转移反应活性。化合物
(2)的活性为首次报道。
【关键词】 内生真菌; 化学成分; 螃蟹甲
www.cmbp.net.cn 中国医药生物技术, 2014, 9(6):453-456

内生真菌是指那些在其生活史中某一段时期
生活在植物组织内,对植物组织没有引起明显病害
症状的真菌,包括在其生活史中的某一阶段营表生
的腐生真菌和对宿主暂时没有伤害的潜伏性病原
真菌和菌根菌[1]。尽管内生真菌广泛存在于自然
界中,但很长时间内没有被重视。直到 1993 年,
美国科学家 St ier le 等 [ 2 ]从红豆杉的内生真菌
Taxomyces andreanae 中分离得到了具有抗癌活性
的紫杉醇,内生真菌代谢产物的重要性才逐渐被发
掘。因存在于宿主植物内,内生真菌可以产生与宿
主植物相同或相近的代谢产物,有时也能产生新
的天然产物,成为天然产物的又一大资源库[2-3],
而且内生真菌具有易培养、培养条件可控、产量
较高的特点。国内外已有大量文献报道了从植物
内生真菌中分离得到多种活性化合物[4]。本科室
从螃蟹甲中分离并鉴定了内生真菌 PHY-24
(Chaetosphaeronema sp.),并测定其发酵产物具有
良好的抗 HIV-1 整合酶链转移反应活性[5]。基于上
述背景,本研究对其发酵产物化学成分进行研究。

1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 菌株 螃蟹甲内生真菌 Chaetosphaeronema
sp. 菌株由中国医学科学院药用植物研究所生物中
心分离保藏,由本科室张大为鉴定。
1.1.2 仪器 Varian unity 600 型核磁共振仪为美
国 Varian 公司产品;AGZAB 2F 型质谱仪为英国
VG 公司产品;Waters 600 高效液相色谱仪、
XBridge C18 分析型色谱柱(4.6 mm × 150 mm,
5 μm)、XBridge C18 制备色谱柱(18 mm × 150 mm,
4 μm)为美国 Waters 公司产品;Phenomenex
Synergi Hydro-RP C18 分析型色谱柱(4.6 mm ×
250 mm,5 μm)、Phenemonex Hydro 制备色谱柱
(21.20 mm × 250 mm,4 μm)为美国 Phenomenex
公司产品;Pump Manager C-615 中压色谱柱为瑞士
Buchi 公司产品。
1.1.3 试剂 分析纯石油醚、乙酸乙酯、二氯甲
烷、甲醇、丙酮购自北京化工厂;色谱纯甲醇购自
美国 Burdick & Jackson 公司;薄层色谱硅胶板
GF254、柱色谱硅胶 H、300 ~ 400 目硅胶、200 ~
300 目硅胶均购自青岛海洋化工厂;Sephadex
LH-20 购自美国 Pharmacia 公司;核磁试剂
(CDCl3、CD3OD、氘代试剂作为内标)购自美国
Sigma 公司。
1.2 方法
1.2.1 放大发酵 按照每升麦麸培养基含 30 g
麦麸、20 g 葡萄糖、1.5 g MgSO4·7H2O、3 g KH2PO4

作者单位:100193 北京,中国医学科学院北京协和医学院药用植物研
究所分析中心
通讯作者:王春兰,Email:wangchunlan2006@163.com
收稿日期:2014-04-17
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的配方制备培养基。从平板 PDA 培养基上挑取
PHY-24 菌块接种到装有 150 ml 麦麸培养基的
250 ml 三角瓶中,采用摇床振荡培养 2 ~ 3 d,摇
床转速控制在 120 r/min,培养温度设定为 25 ℃。
将培养好的 PHY-24 菌种液每瓶转接至装有 2.5 L
麦麸培养基的 5 L 三角瓶中,采用摇床振荡培养
17 ~ 18 d,摇床转速控制在 120 r/min,培养温度设
定为 25 ℃。每一批次的 PHY-24 放大发酵物为
10 L,共得发酵物 30 L。
1.2.2 提取分离 用尼龙布分离 PHY-24 发酵液
和菌丝体。发酵液加入 1 倍体积乙酸乙酯,萃取
浓缩得乙酸乙酯提取物 20 g。取 10 g 提取物采用
硅胶柱色谱纯化,以石油醚:乙酸乙酯(5:1),二
氯甲烷:甲醇(10:1),甲醇进行梯度洗脱,共得
14 流分。Fr8(0.8 g)经 Sephadex LH-20(甲醇)
及制备 HPLC(90% 甲醇-水,流速 8 ml/min)得
化合物 1(31 mg)。另取 10 g 提取物采用 MCI 柱
色谱纯化,以甲醇-水不同比例梯度洗脱,共得 9 流
分。Fr3(0.21 g)析出晶体,经重结晶得化合物 2
(27 mg)。Fr4(0.35 g)经 HPLC 制备(55% 甲
醇-水,流速 10 ml/min)得化合物 3(22 mg)和
化合物 4(34 mg)。
1.2.3 抗 HIV-1 整合酶链转移反应活性测定 参
照 He 等[6]建立的 HIV-1 整合酶链转移反应活性
检测方法。反应在 96 孔透明微孔板中进行。用
1 × 反应缓冲液(25 mmol/L 哌嗪-1,4-二乙磺酸、
10 mmol/L β-巯基乙醇、0.1 g/L BSA、5% 无菌甘油、
20 mmol/L MnCl2)100 μl 洗板一次。加入 5 μl 用
DMSO 配制的待测样品(阳性对照组为 50 mmol/L
的黄芩素,阴性对照组为溶剂 DMSO)至微孔
板中,与整合酶在 2 × 反应缓冲液中 37 ℃ 温育
20 min。加入 1.5 pmol/L 供体 DNA 和 15 pmol/L
靶 DNA 底物,混匀后 37 ℃ 反应 2 h。加入 1.5 μl
链霉亲和素磁珠和 51.5 μl 结合缓冲液[10 mmol/L
Tris-HCl,pH 7.6,2 mol/L NaCl,20 mmol/L EDTA,

0.1%(w/v)吐温 20]彻底振荡混匀,20 ℃ 孵育
15 min,每隔 5 分钟振荡混匀一次。将微孔板置于
板式磁珠收集器静置 90 s,弃上清液。用 100 μl
TBST(含 0.1% Tween 20 的 Tris-HCl 缓冲盐溶
液)洗磁珠 3 次。加入 100 μl 用 TBST 按照
1:5000 稀释的碱性磷酸酶标记的地高辛抗体,振
荡混匀后于 37 ℃ 孵育 30 min。100 μl TBST 洗磁
珠 3 次,将磁珠转移到新的微孔板中。加入 100 μl
显色底物缓冲液(6.7 mmol/L 对硝基苯磷酸二钠、
0.1 mol/L Na2CO3、2 mmol/L MgCl2,pH 9.5),避光
显色 30 min。用酶标仪测定 405 nm 处的吸光值
(A405)。用以下公式计算药物对肿瘤细胞的抑制
率,并通过非线性拟合计算 IC50。
A阴性对照 - A样品 抑制率 =
A阴性对照 - A阳性对照
× 100%

2 结果
2.1 结构鉴定
化合物 1:棕色粉末(TCM),ESI-MS m/z:403
[M+H]+。1H-NMR(CDCl3,600MHz)δ:1.94(3H,
s,H-19),2.20(3H,s,H-18),3.81(3H,s,
H-21),3.82(3H,s,H-22),7.11(1H,s,H-7),
7.21(1H,s,H-13),10.29(1H,s,H-20)。13C-NMR
(CDCl3,600 MHz)δ:25.58(C-19),26.07(C-18),
56.26(C-21),56.48(C-22),77.40(C-10),97.04
(C-2),101.57(C-7),105.41(C-13),120.00(C-8),
120.01(C-3),120.99(C-11),125.62(C-12),139.31
(C-4),139.34(C-16),139.87(C-15),140.59
(C-5),146.97(C-14),147.51(C-6),190.41(C-20),
193.18(C-9)。与文献[7]数据基本一致,故鉴定为
integrastatin B(图 1A)。
化合物 2:白色粉末(MeOH),ESI-MS m/z:211
[M+H]+。1H-NMR(MeOH,600MHz)δ:6.27(1H,
d,J = 2.4,H-8),6.21(1H,d,J = 2.4,H-6),
3.65(2H,s,H-2),2.52(3H,s,H-2)。13C-NMR

A B
图 1 化合物 1(A)和 2(B)结构式
Figure 1 The molecular structures of compound 1 (A) and 2 (B)
中国医药生物技术 2014 年 12 月第 9 卷第 6 期 Chin Med Biotechnol, December 2014, Vol. 9, No. 6 455

(MeOH,600MHz)δ:206.15(C-1),175.27(C-1),
161.91(C-7),161.03(C-5),137.94(C-3),120.58
(C-4),l12.03(C-8),102.71(C-6),40.79(C-2),
32.38(C-2)。与文献[8-9]数据基本一致,故鉴定
为 curvulin acid,即 2-乙酰基-3,5-二羟基苯乙酸
(图 1B)。
化合物 3:无色片状结晶(MeOH),ESI-MS
m/z:239[M+H]+。参考文献[9]鉴定为 curvulin。
化合物 4:白色粉末(MeOH 或 DMSO),
ESI-MS m/z:225[M+H]+。与文献[9]数据基本一致,
故鉴定为 O-methylcurvulinic acid。
2.2 HIV-1 整合酶链转移反应抑制剂筛选
采用高通量 ELISA 方法测定了化合物的抗
HIV-1 整合酶链转移反应活性。结果表明,化合物
1、2 具有抗 HIV-1 整合酶链转移反应活性,IC50
分别为 6.22 和 75.1 μmol/L。其余 2 个化合物均
无此活性。

3 讨论
从藏药螃蟹甲内生真菌 PHY-24 发酵产物
乙酸乙酯提取物中分离得到 4 个化合物,均为
Chaetosphaeronema sp. 中首次分得。这 4 个化合
物文献报道仅从微生物中得到[7-12]。到目前为止,
integrastatin B 报道具有抗 HIV-1 整合酶活性,其
IC50 为 2.5 μmol/L[7];curvulin acid 未见任何活性
报道;curvulin、O-methylcurvulinic acid 仅被报道
为植物毒素,可致马齿苋和多刺苋菜黑斑病[10]。
对上述化合物进行抗 HIV-1 整合酶链转移
反应活性筛选,结果显示化合物 1 具有明显的
抗 HIV-1 整合酶链转移反应活性,其 IC50 为
6.22 μmol/L,与文献[7]报道基本一致;化合物 2
的抗 HIV-1 整合酶链转移反应活性较微弱,其
IC50 为 75.1 μmol/L,为本文首次报道。
目前,针对 PHY-24 菌株活性代谢产物的研
究仍在继续,以期发现其他的活性成分。

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Chemical constituents of an endophytic fungus Chaetosphaeronema sp. from Phlomis
younghusbandii Mukerjee
WEN Xin, ZHANG Da-wei, GUO Shun-xing, WANG Chun-lan

【Abstract】
Objective To study the chemical constituents of an endophytic fungus PHY-24 (Chaetosphaeronema sp.) from Tibetan medicinal
plants Phlomis younghusbandii Mukerjee.
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Methods PHY-24 culture was scaled-up using wheat bran medium. The chemical constituents from the fermentation broth of the
strain PHY-24 were isolated and purified by silica gel, MCI, ODS and Sephadex LH-20 column chromatography, and their chemical
structures were identified by analysis of MS and NMR. Bioactivities of the constituents were tested with anti-HIV-1 integrase strand
transfer reaction.
Results Four compounds were separated and identified from the fermentation broth, including integrastatin B, curvulin acid,
curvulin, O-methylcurvulinic acid. Integrastatin B and curvulin acid have anti-HIV-1 activity with IC50 being 6.22 μmol/L and
75.1 μmol/L, respectively.
Conclusion The four compounds were firstly obtained from the Chaetosphaeronema genus, with integrastatin B and curvulin acid
having anti-HIV-1 integrase strand transfer reaction activity. The activity of curvulin acid was firstly reported.
【Key words】 Endophytic fungus; Chemical constituents; Phlomis younghusbandii Mukerjee
Author Affiliation: Analysis Center, Institute of Medicinal Plant Development, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking
Union Medical College, Beijing 100193, China
Corresponding Author: WANG Chun-lan, Email: wangchunlan2006@163.com
www.cmbp.net.cn Chin Med Biotechnol, 2014, 9(6):453-456





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