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生物碱类化合物抗菌活性研究进展
李 杨1 ,2 ,左国营1
①
(11 昆明总医院 天然药物研究中心 ,云南 昆明 650032 ; 21 昆明医学院 ,云南 昆明 650031)
摘 要 :生物碱作为一类重要的天然产物 ,其数量众多 ,结构类型复杂。大多数生物碱具有各种显著的生理活性 ,
其中一些生物碱的抗菌活性也逐渐被发现。在抗生素被广泛使用 ,耐药菌日趋增加的今天 ,生物碱在抗菌方面的
作用受到了广泛关注。国内外学者不但对天然生物碱产物进行了抗菌研究 ,而且在此基础上对天然生物碱进行了
构效关系研究以及结构修饰 ,旨在增强生物碱类化合物的抗菌活性。以生物碱类化合物的化学结构为基础 ,对近
10 年来国内外报道的生物碱类化合物抗菌活性进行简要综述 ,以期为从多样性的生物资源中分离和筛选具有抗菌
活性的生物碱先导化合物 ,并根据抗菌机制和构效关系的研究 ,对其进行结构修饰和优化以及为抗菌新药尤其是
抗耐药菌新药的研发提供参考。
关键词 :生物碱 ;抗菌活性 ;构效关系
中图分类号 :R284111 文献标识码 :A 文章编号 :0253 - 2670 (2010) 06 - 1006 - 09
·6001· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 6 期 2010 年 6 月
①收稿日期 :2009212202
基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (NSFC30472147) ;云南省后备人才基金资助项目 (2008P Y001)
作者简介 :李 杨 (1983 —) ,女 (纳西族) ,云南省昆明市人 ,在读硕士 ,主要从事天然产物抗菌活性研究工作。
E2mail :liyang1227 @126. com3 通讯作者 左国营 Tel : (0871) 4774941 Fax : (0871) 5414186 E2mail :zuoguoying @263. net
Advances in studies on antimicrobial activities of alkaloids
L I Yang1 ,2 , ZUO Guo2ying1
(11 Research Center for Natural Medicines , Kunming General Hospital , Kunming 650032 , China ;
21 Kunming Medical College , Kunming 650031 , China)
Key words : alkaloid ; antimicrobial activity ; quantitative st ructure2activity relationship
生物碱广泛存在于植物、动物、微生物等生物有机体内 ,
其数量多、结构类型复杂多样 ,是最重要的天然产物之一。
根据生物碱不同的化学结构类型 ,可分为异喹啉类、喹啉类、
吲哚类、哌啶类、萜类、甾体类、肽类生物碱等。大多数生物
碱具有不同的、显著的生理活性 (包括药理活性、生态学效应
等) 。值得注意的是 ,随着对生物碱化学和生物学研究的深
入 ,越来越多的具有抑菌、杀菌活性的生物碱类化合物被发
现。在抗生素被广泛使用 ,耐药细菌增多的今天 ,开发研制
新的抗菌药物已成为全世界关注的问题 [1 ] ,而生物碱在抗菌
方面的作用 ,也引起了各国学者的重视。本文就近 10 年来
生物碱类化合物的抗菌活性进行概述。
1 异喹啉类生物碱
中药毛莨科植物黄连 Coptis chinensis Franch1 中的抗
菌消炎的物质基础主要是其中所含的小檗碱 (1) 、药根碱
(2) 、黄连碱 (3)和巴马汀 (4) ,这 4 个异喹啉类生物碱都具有
广谱的抗菌活性 ,特别是对金黄色葡萄球菌 S tap hy lococcus
aureus 和耐药金黄色葡萄球菌 (MRSA) 具有较好的抑制作
用 ,其 MIC 值在 125~500μg/ mL [2 ] 。
从防己科天仙藤属植物天仙藤 Fibraurea recisa Pierre
的藤茎中分离得到的 20 多种异喹啉类生物碱均具有广谱的
抗深部真菌活性 ,对从临床分离得到的白色念珠菌 Candi da
albicans、光滑念珠菌 Candi da glabrata、克鲁斯念珠菌 Can2
di da k rusei 、近平滑念珠菌 Candi da parapsi losis 和新型隐
球菌 Cry ptococcus neof ormans 5 种真菌菌株有着不同程度
的抑制作用 ,其中包括耐药菌株。从中得到的新阿扑菲类生
物碱 fibrecisine (5)具有较强的抗菌活性 ,其 MIC 值为 80~
320μg/ mL ;小檗碱 (1)对白色念珠菌有较强抑菌作用 ,MIC
值为 40~160μg/ mL ,对光滑念珠菌、克鲁斯念珠菌的抑菌
作用比白色念珠菌稍强 ,MIC 值为 20~40μg/ mL [3 ] 。
从伊朗草药罂粟科海罂粟属植物尖裂海罂粟 Glauci um
ox y lobum Boiss et Buhse 中得到 4 个生物碱 :荷包牡丹碱
(6) 、海罂粟碱 (7) 、前鸦片碱 (8) 和α2别隐品碱 (9) 。该 4 个
生物碱对石膏样小孢子菌 M icros porum gy pseum 、大小孢子
菌 Micros porum canis、须毛癣菌 T richop hy ton mentag ro2
phytes 以及絮状麦皮癣菌 Epi dermop hy ton f loccosum 有不
同程度的抑菌效果 [4 ] 。
从常用来治疗胃肠道疾病的罂粟科血根草属植物美洲血
根草 S anguinaria canadensis L1 和毛茛科金印草属植物白毛
茛 Hy drastis canadensis L1 中提取分离得到的异喹啉类生物
碱白根碱 (10) 、白屈菜赤碱 (11) 、前鸦片碱 (8) 、小檗碱 (1) 和
β2黄连碱 (12) ,在体外对幽门螺杆菌 Helicobacter pylori 表现
出抑制作用 ,所测得的 MIC值为 12. 5~100. 0μg/ mL [5 ] 。
从睡莲科莲属水生植物莲 N el umbo nuci f era Gaertn1
中得到的阿朴芬型生物碱 ( R)2阿朴雷因 (13) 具有抗白色念
珠菌的活性 ,其 IC50和 MIC 值分别为 4. 5 和 10μg/ mL [6 ] 。
从芸 香科 花椒 属 植 物 Zanthox y l um tet ras perm um
Wight & Arn. 中分离得到的 2 个新苯并菲类生物碱 82
acetonylidihydronitidine (14) 和 82acetonyldihydroavicine (15)
对金黄色葡萄球菌表现出明显的抑制作用 ,其 MIC 值分别
为 1. 56 和 3. 12μg/ mL ,最小杀菌浓度 (MBC) 值分别为 25
和 12. 5μg/ mL 。同时生物碱 14 还对真菌支孢样支孢霉
Clados pori um clados porioi des 表现出很强的抗菌活性 [7 ] 。
从罂粟科白屈菜属植物白屈菜 Cheli doni um maj us
Linn1 中分离得到的苯并菲啶类生物碱 82hydroxyldihydro2
sanguinarine (16) 和 82hydroxydihydrochelerythrine (17) 表现
出较强的抗菌活性。在体外抑菌试验中 ,生物碱 16 和 17 对
临床分离得到的 20 株耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (MRSA)
菌株的 MIC 值分别为 0. 49~7. 81 和 0. 98~15. 63μg/ mL ,
MBC 值分别为 1. 95~31. 25 和 7. 81~62. 50μg/ mL [8 ] 。另
外 ,生物碱 16 和 17 对白色念珠菌 A TCC 90028 的 MIC 值
分别为 0. 5 和 1μg/ mL ,最小杀真菌浓度 ( MFC) 为 1 和 2
μg/ mL ,而氟康唑的 MIC 值为 0. 5μg/ mL ,MFC 值为 2μg/
mL 。同时 ,对于从临床分离得到的耐氟康唑的白色念珠菌
菌珠 ,生物碱 16 和 17 的 MIC 值分别为 19. 2 和 22. 4μg/
mL ,MFC 值为 25. 6 和 28. 8 μg/ mL ,显示了优于氟康唑
(MIC 和 MFC 值都大于 64μg/ mL) 的抗菌效果。此外 ,16
对近平滑念珠菌、热带念珠菌 Candi da t ropicalis、克鲁斯念
珠菌、光滑念珠菌以及念珠菌属的 Candi da neof ormans 也
表现出中等抗菌活性 [9 ] 。
在非洲的刚果 ,人们常用的防己科崖藤属植物柔毛崖藤
A lbertisia vi l losa ( Exell) Forman 的根皮来治疗很多传染性
疾病 ,从该植物中得到的双苄基异喹啉类生物碱轮环藤碱
(18)具有广谱的抗菌活性。体外抑菌试验结果显示 ,其对枯
草芽孢杆菌 B aci l l us subti l us、白喉杆菌 Corny nebacteri um
di p htheriae、肺炎克雷伯菌 Klebsiel la pneumoniae、铜绿假
单胞菌 Pseudomonas aeruginosa、伤寒沙门菌 S almonel la
t y p hi 以及化脓链球菌 S t reptococcus p yogenes 6 种细菌有不
同程度的抑制效果。同时对癣菌属的 T richophyton longi 2
f ormis 、白色念珠菌、A s pergi l l us f lavis、M icros perum canis、
镰孢霉属的 Fusanum solani var1 l ycopersici2tomato 等真菌
也具有抗菌活性 [10 ] 。
从防己科植物 Epinet rum vi l losum ( Exell) Troupin 根
部中分离得到的双苄基异喹啉类生物碱 cocsoline (19) 表现
出显著的广谱抗菌活性。其对 4 种志贺菌 ———宋氏志贺菌
·7001·中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 6 期 2010 年 6 月
S hi gel la sonnei 、痢疾志贺菌 S hi g el la d ysenteriae、弗氏志
贺菌 S hi gel la f lex neri 以及鲍氏志贺菌 S hi gel la boy dii 的
MIC 值为 31. 25~125μg/ mL , MBC 值为 62. 50~125μg/
mL ;对空肠弯曲杆菌 Cam p y lobacter jej uni 、结肠弯曲杆菌
Cam p y lobacter coli 、副溶血性弧菌 V ibrio parahaemol y tic2
us、鼠伤寒沙门菌 S almonel la t y p him uri um 、大肠埃希菌
Escherichia coli 的 MIC 值分别为 15. 62、31. 25、125、15. 62、
31. 25μg/ mL 。另外 ,cocsoline 还对真菌白色念珠菌具有抑
制作用 ,MIC 值为 61. 25μg/ mL [11 ] 。
不少学者通过对异喹啉类生物碱进行结构修饰 ,得到了
具有较强抗菌活性的新结构化合物。Park 等 [12 ]通过对小檗
碱和 92去甲小檗碱的化学修饰 ,在 C213 位上引入不同的芳
香基团 ,得到一系列新的衍生物 ,具有更好的亲脂性 ,增加了
对细胞膜的渗透性 ,从而显著提高了抗真菌活性。132(42
tertbutyl benzyl ) berberine ( 20 ) 和 132( 42isopropyl benzyl )
berberine (21) 对白色念珠菌的 MIC 值为 4μg/ mL ,而小檗
碱的 MIC 为 128μg/ mL 。Tiwari 等 [13 ]合成了一系列新的芳
香取代基四氢异喹啉衍生物 ,对革兰氏阳性菌和阴性菌都表
现出明显的抗菌活性 ,12aryl26 ,72dimethoxy21 ,2 ,3 ,42tet ra2
hydroisoquinoline 系列衍生物 (22~24) 对金黄色葡萄球菌、
表皮葡萄球菌 S tap hy lococcus epi dermi dis、大肠埃希菌和铜
绿假单胞菌有较强的抗菌活性 ,其 MIC 值为 3. 5~20μg/
mL 。以结构简单的异喹啉生物碱和苄基异喹啉生物碱为基
础 ,设计合成出的多种衍生物表现出不同的抗菌活性 [14 ] 。
其中的 O , N2t ribenzyl212propyl23 ,42dihydroisoquinoline (25)
对包括金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、肠炎杆菌 S almo2
nel la enteriti dis、大肠埃希菌以及白色念珠菌在内的 5 种菌
的 MIC 值为 3. 9~15. 6μg/ mL ,小于与之对照的硫酸卡那
霉素 MIC 值 3. 9~62. 5μg/ mL ,显示了较强的抗菌活性。
研究显示 ,异喹啉生物碱的抗真菌活性与其氮原子的存
在状态有关。对于简单型、苄基异喹啉生物碱氮原子的烷基
化 ,C26、C27 位烷氧基是增加活性的重要因素 ;C21 位连接的
烷烃链的延长也可起到增效作用 [15 ] 。具抗菌活性的异喹啉
类生物碱见图 1。
图 1 异喹啉类生物碱
Fig. 1 Isoquinoline alkaloids
2 喹啉类生物碱
从梧桐科蛇婆子属植物 W altheria douradinha St Hil1 中得到一个独特的喹啉酮生物碱 waltherione A ,经过初步抗菌活性筛选 ,其甲基化衍生物 (26) 对革兰阳性菌金黄色葡萄
·8001· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 6 期 2010 年 6 月
球菌、表皮葡萄球菌、藤黄微球菌 M icrococcus l uteus 以及革
兰阴性菌肺炎克氏杆菌 Klebsiela pneumoniae、锡图巴尔沙
门菌 S almonel la setubal 、大肠埃希菌表现出中等的抗菌活
性 [16 ] 。结构式见图 2。
图 2 Waltherione A的甲基化衍生物
Fig. 2 Methylated derivation of waltherione A
3 吲哚类生物碱
吲哚喹啉类生物碱色胺酮 (27) 具有明显的体内外抗幽
门螺杆菌作用 ,在体外抑菌试验中 ,10μg/ mL 的剂量可以完
全抑制菌落的生长。此外 ,给感染螺杆菌的蒙古沙鼠每天 2
次 ig 色胺酮 ,连续 10 d ,当剂量为 5. 0 mg/ 只时 ,可以明显抑
制沙鼠胃内的菌数 [17 ] 。
从摩洛哥海洋被囊生物 Cy nthia savi gny i 乙醚粗提物
中分离得到新的生物碱 cynthichlorine (28) 对两种番茄致病
性真菌灰葡萄孢霉菌 B ot ry tis cinerea 和黑白轮枝孢菌 V er2
tici l l i um albo at rum 以 及 3 种细 胞放 射形 土 壤 杆 菌
A g robacteri um radiobacter、大肠埃希菌和铜绿假单胞菌表
现出抗菌活性 [18 ] 。
在合成的一系列抗微生物剂中 ,12(42methoxy212methyl2
1 H2indol252yl)232phenylpropenone (29) 具有广谱抗菌活性 ,
对细菌和真菌都有较强的抑制作用 [19 ] 。其中对粪链球菌
S t reptococcus f aecalis、肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌、铜绿假
单胞菌和金黄色葡萄球菌的 MIC 值为 25~50μg/ mL ;对白
色念珠菌、新型隐球菌、申克孢子丝菌 S porothri x schenckii 、
须毛癣菌和近平滑念珠菌的 MIC 值为 6. 25~25μg/ mL 。72
Methyl222phenyl27 H2pryano [2 ,32e]indol242one (30) 对白色念
珠菌、新型隐球菌、申克孢子丝菌、须毛癣菌和近平滑念珠菌
的 MIC 值为 12. 5~25μg/ mL ,与水黄皮素的抗菌活性相当。
从海洋生物海绵 S pongosorites sp1 中分离得到双吲哚
类生物碱 ( R)26′2debromohamacanthin B (31) 和 spongotine B
(32)对多种从临床分离到的耐药菌株具有抑制作用 [20 ] 。菌
株包括酿脓链球菌、金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、铜绿假单
胞菌、奥克西托克雷白杆菌 Klebsiel la ox y toca 等 ,31 和 32
对以上菌株的 MIC 值分别为 6. 3~25. 0 和 25. 0μg/ mL 。
从担子菌类 A s porpi um cary ae (Schw1 ) Teix1 & Rog1
中分离得到的吲哚类生物碱 N2(1 ,12二甲基222丙烯基)2吲
哚232羧酸甲酯 (33) 和 N2(2 ,32二羟基21 ,12二甲基丙基)2吲
哚232羧酸甲酯 (34)对植物致病真菌分支孢子菌属的 Clados2
pori um cucumerinum 具有抗菌活性 [21 ] 。
从桑科榕属植物水筒木 Ficus f ist ulosa Reinw1 ex
Blume 中分离得到的菲并吲哚啶类生物碱 ( - )213aα2antofine
(35)对烟曲霉菌 A s pergi l l us f umi gatus 和白色念珠菌有抗
菌活性 [22 ] 。具抗菌活性的吲哚类生物碱见图 3。
图 3 吲哚类生物碱
Fig. 3 Indole alkaloids
4 哌啶类生物碱
从海洋生物海绵 A renosclera brasi l iensis 中分离得到的
4 个新的四环烷基哌啶类生物碱 haliclonacyclamine E (36) 、
arenosclerins A (37) 、arenosclerins B (38) 和 arenosclerins C
(39)在体外抗菌活性试验中对金黄色葡萄球菌 A TCC 6538
(MIC 值为 25~112μg/ mL) 、MRSA ( MIC 值为 5~100μg/
mL)以及铜绿假单胞菌表现出显著的抗菌活性。生物碱 38
和 39 对铜绿假单胞菌的 MIC 值分别为 5 和 50μg/ mL ,其抗
菌活性强于 36 和 37 的 200 和 400μg/ mL [23 ] 。具抗菌活性
的哌啶类生物碱见图 4。
5 萜类生物碱
从毛茛科翠雀属植物裸露翠雀花 Del phinium denudatum
·9001·中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 6 期 2010 年 6 月
Wall1 的根部得到的新二萜类生物碱 82acetylheterophyllisine
(40) 、vilmorrianone (41) 和 panicutine (42) 具有抗致病真菌作
用。3 个生物碱对波氏阿利什霉 A llescheria boy dii、絮状麦皮
癣菌、黑曲霉菌 As pergillus ni ger 和糙皮侧耳 Pleurotus ost rea2
tus 4 种真菌的 MIC 值范围分别为 100~250、100~225、75~
200μg/ mL [24 ] 。具抗菌活性的萜类生物碱见图 5。
图 4 哌啶类生物碱
Fig. 4 Piperidine alkalods
图 5 萜类生物碱
Fig. 5 Terpenoid alkaloids
6 甾体类生物碱
从百合科藜芦属植物大理藜芦 V erat rum taliense
Loes1f1 中分离得到的新甾体生物碱 neoverataline A、B (43、
44)对疫霉 Phytop hthora ca pisis 和禾谷丝核菌有中等抑制
作用。狭叶藜芦碱 B (45) 、stenophylline B232O2β2D2glucopyr2
anoside ( 46 ) 、veramiline232O2β2D2glucopyranoside ( 47 ) 、
veramitaline (48) 、蒜藜芦碱 (49) 、jervine232O2β2D2glucopyra2
no2side (50)对疫霉显示出较强的抑菌性 ,MIC 值在 80~160
μg/ mL 。生物碱 45~47 对丝核菌属的 R hizoctonia cerealis
的 MIC 值分别为 160、120、120μg/ mL [25 ] 。
从土耳其的黄杨科黄杨属植物 B ux us longi f olia Boiss1
的叶子中分离得到 4 个新的甾体生物碱 cyclovirobuxeine F
(51) 、N2benzoyl2O2acetylbuxalongifoline ( 52 ) 、buxasamarine
(53) 和 cyclobuxamidine (54) 。生物碱 51~53 对伤寒沙门
菌 ,弗氏志贺菌和铜绿假单胞菌有抗菌活性 ,54 对伤寒沙门
菌和大肠埃希菌有抗菌活性 [26 ] 。另外一个发现于锦熟黄杨
B ux us sem pervi rens L1 中的 16α2hydroxy2N a2benzoylbuxa2
dine (55)在质量浓度为 200μg/ mL 时对奇异变形杆菌 Pro2
teus mi rabi l is、伤寒沙门菌、弗氏志贺菌、普通变形菌 Proteus
vul garis、大肠埃希菌等细菌以及黑葡萄穗霉 S tachybot rys
at ra、大小孢子菌、絮状麦皮癣菌等真菌都有抑制作用 [27 ] 。
具抗菌活性的甾体类生物碱见图 6。
7 肽类生物碱
从深水海绵 Microscleroderma sp1 中得到的新环肽类生物碱
microsclerodermins F~I(56~59)对白色念珠菌有抑制作用[28] 。
Watanabe 等 [29 ]发现从牛肝菌科香菇 T y lopi l us sp1 分
离得到的天然二肽产物 N2γ2glutamyl boletine (60) 对海洋细
菌 R hodos pi ri l l um salex i gens SCRC 113 具有中等强度的抗
菌活性。
从鼠李科植物 Condalia bux i f olia Reissek 的树皮中分
离得到的环肽类生物碱 condaline A (61) 和 scutianine B (62)
对金黄色葡萄球菌、葡萄球菌 S tap hy lococcus ef i dermi dis、
藤黄微球菌、肺炎克雷伯菌、锡图巴尔沙门菌、大肠埃希菌表
现出抗菌活性 [30 ] 。具有抗菌活性的肽类生物碱见图 7。
8 喹酮类生物碱
从紫草科植物东北鹤虱 L ap pula echinata Gilib1 中分
离出一个新喹酮类生物碱 ,经鉴定为 82甲氧基242喹酮222羧
酸 (63 ,图 8) ,并以纸片琼脂扩散法进行了抗菌活性测定 ,结
果表明其对铜绿假单胞菌、肠致病性大肠埃希菌、肺炎克雷
伯菌以及表皮葡萄球菌具有抗菌活性 [31 ] 。
9 咪唑类生物碱
从埃及红海海绵 Leucetta cf chagosensis 中分离得到的咪
唑类生物碱 naamidines A、B、G(64~66) 和 naamine D (67) ,对
新型隐球菌具有较强的抑制作用 ,其 MIC 值在 6. 25~
12. 5μg/ mL [32 ] 。具有抗菌活性的咪唑类生物碱见图 9。
10 氮丙啶类生物碱
氮丙啶类生物碱 azicemicins A、B (68、69 ,图 10) 是从
A m ycolatopsis sul phurea Lechevalier et al1 以及 A m ycola2
topsis sp1 (MJ1262N F4)中分离出来 ,在体外抗菌测试中 ,对
革兰氏阳性菌和分枝杆菌具有不同程度的抑制作用 ,其中对
藤黄微球菌 PCI 1001 的 MIC 值分别为 12. 5 和 1. 56μg/
mL ,对大肠埃希菌 N IHJ 的 MIC 值分别为 50 和 25μg/ mL ,
对牛棒状杆菌 Cory nebacteri um bovis 1810 的 MIC 值分别为
25 和 6. 25 μg/ mL ,对牝牛分枝杆菌 M ycobacteria vaccae
A TCC 15483 的 MIC 值分别为 50 和 6. 25μg/ mL 。另外 ,69
对 MRSA 也有抑制作用 ,其 MIC 值为 100μg/ mL [33 ] 。
11 咔啉类生物碱
从百合科葱属植物南欧葱 A ll i um neapoli tanum 中得到
的 canthin262one (70) 和 82hydroxy2canthin262one (71) 对分枝
·0101· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 6 期 2010 年 6 月
图 6 甾体类生物碱
Fig. 6 Tetrahydroisoquinoline alkaloid
图 7 肽类生物碱
Fig. 7 Cyclopeptide alkaloids
杆菌的 MIC值为 8~32μg/ mL ,对金黄色葡萄球菌的多重耐
药菌和 MRSA 的 MIC值为 8~64μg/ mL [34 ] 。另外 ,canthin262
one(70)还具有广谱的抗真菌活性[35 ] 。结构式见图 11。
12 其他生物碱
从海洋海绵 Monanchora ungui f era 中得到的胍类生物
碱 mirabilin B (72)对新型隐球菌具有抑制作用 ,其 IC50值为
7. 0μg/ mL [36 ] 。
Lindsay 等 [37 ]在对 ascididemin (73) 及其一系列衍生物
的化学结构和生理活性研究中 ,发现 ascididemin 对大肠埃
希菌、枯草杆菌和白色念珠菌有不同程度的抑菌作用 , 其衍
·1101·中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 6 期 2010 年 6 月
图 8 82甲氧基242喹酮222羧酸
Fig. 8 82Methoxy242quinolone222caboxylic acid
图 9 咪唑类生物碱
Fig. 9 Imidazole alkaloids
图 10 Azicemicins A、B结构式
Fig. 10 Structures of azicemicins A and B
图 11 咔啉类生物碱
Fig. 11 Carboline alkaloids
生物 52acetoxymethylascididemin (74) 和 62methylascididemin
(75)也对白色念珠菌表现出一定的抑制作用。
从喀麦隆传统草药胡椒科胡椒属植物伞花胡椒 Pi per
umbel l atum L1 中分离得到的 piperumbellactams D (76) 和
N2hydroxyaristolam Ⅱ(77)在体外抗真菌筛选中 ,对长梭形
毛癣菌 T ricop hy ton longi f usus、白色念珠菌、黄曲霉菌 A s2
pergi l l us f lavus、大小孢子菌、茄病镰刀菌 Fusari um solani
和光滑念珠菌都有很好的抑菌活性 ,而且这两个生物碱对于
长梭形毛癣菌和黄曲霉菌的抗菌活性强于两性霉素 B [38 ] 。
从蒺藜科骆驼蓬属植物骆驼蓬 Peganum harmala Linn1
中提取到的去氢骆驼蓬碱 (78)对金黄色葡萄球菌、乙型溶血
性链球菌 B eta2hemol y tic st reptococci 、大肠埃希菌、铜绿假单
胞菌、弗氏志贺菌、伤寒沙门菌这 6 种细菌的 MBC 值为
125~250 g/ mL ,对白色念珠菌的 MBC 值为 800μg/ mL 。时
间杀菌试验表明 ,其可以分别在 6 h 和 24 h 内完全杀死 1 ×
106 CFU/ mL 的铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌 [39 ] 。
从提子菌纲 Clitocybe concava 中分离得到的 concavine
(79)对蜡状芽孢杆菌 B aci l l us cereus 和枯草杆菌表现出抗菌
活性 [40 ]结构式见图 12。
图 12 其他类生物碱
Fig. 12 Other alkaloids
13 结语
综述了文献报道的 79 个具有抗菌活性的生物碱 ,尤其
是兼具抗临床耐药菌活性的生物碱类化合物。其中最受关
注、报道最多的是异喹啉生物碱 ,尤其是以传统中药或民间、
民族药用植物中的异喹啉生物碱居多 ,说明从具有应用历史
和背景的药用植物中发现新的具有抗菌活性的生物碱仍然
是选择研究对象的重要依据。
尽管具有抗菌作用的生物碱结构类型多种多样 ,但不同
结构类型的生物碱的抗菌作用是否与含氮单元 (官能团) 相
关 ? 鉴于含氮单元或官能团是非常重要的药效团 ,因此 ,含
氮与否在抗菌活性构效关系研究中非常重要。但迄今尚未
对此科学问题作出明确结论 ,有待进一步研究。
·2101· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 6 期 2010 年 6 月
既然具有抗菌活性生物碱的结构类型多种多样 ,那么不
同结构类型生物碱的作用机制研究非常重要 ,假设这些活性
生物碱本身可作为化学防御物质拮抗植物病原菌 (多为真
菌) ,那么这些化合物针对植物病原菌和临床病原菌的抗菌
活性作用机制之间有何联系 ? 这无疑是重要的科学问题。
探讨植物中抗植物病原菌活性生物碱的作用机制 (可以理解
为植物进化过程中自然选择的一种结果) ,对新的抗菌尤其
是抗耐药菌药物的设计是非常重要和有效的途径。遗憾的
是 ,也许由于多数生物碱在生物体内量较低 ,难以获得 ,该领
域的研究仍处于初期阶段。
生物碱是一类重要的天然产物 ,应用生物碱的历史几乎
与人类文明史一样久远。来源于自然界的生物碱类化合物
资源丰富、抗菌谱广 ,对包括耐药菌在内的菌株抗菌效果良
好。基于生物碱的直接抗菌作用或协同抗菌作用 ,从多样性
的生物资源中分离和筛选具有抗菌活性的生物碱先导化合
物 ,对其进行抗菌机制研究以及结构修饰和优化 ,对研发抗
菌新药尤其是抗耐药菌新药具有深远的意义。
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天然抗肿瘤药物研究进展
张 靖1 ,2 ,杨 柳2 ,高文远2
①
(1. 中国医学科学院 北京协和医学院 药物研究所 ,北京 100050 ;2.天津大学
药物科学与技术学院 ,天津 300072)
摘 要 :天然药物在抗肿瘤药物的研究中占有相当大的比例。天然药物除通过抑制增殖或诱导凋亡等直接作用于
肿瘤细胞外 ,还通过免疫调节、抑制转移等间接调节诱导肿瘤细胞死亡。对近几年来广泛研究的天然抗肿瘤药物
按照作用方式进行分类 ,具有直接杀伤作用的天然药物主要介绍 DNA 拓扑异构酶抑制剂、蛋白激酶 C 抑制剂、细
胞周期蛋白依赖激酶抑制剂、端粒酶抑制剂、微管抑制剂、DNA 干扰剂等 ;间接调节作用的天然药物则主要对免疫
调节剂、抑制转移剂进行总结。
关键词 :天然药物 ;抗肿瘤 ;拓扑异构酶 ;免疫调节剂
中图分类号 :R284 文献标识码 :A 文章编号 :0253 - 2670 (2010) 06 - 附 1014 - 07
Advances in studies on natural antitumor drugs
ZHAN G Jing1 ,2 , YAN G Liu2 , GAO Wen2yuan2
(1. Institute of Materia Medica , Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College , Beijing 100050 ,
China ; 2. School of Pharmaceutical Science and Technology , Tianjin University , Tianjin 300072 , China)
Key words : nat ural dugs ; antit umor ; topoisomerase ; immunomodulator
随着生命科学研究的飞速发展 ,人们对肿瘤机制的研究
不断深入 ,肿瘤细胞内信号转导、细胞周期调控、细胞凋亡、
血管生成以及细胞转移、浸润等各种基本过程正在被逐步阐
明 ,许多抗肿瘤药物随之研发 ,其中对天然药物的研究占有
相当大的比例。这些天然药物除通过抑制增殖或诱导凋亡
等直接杀伤外 ,还通过免疫调节、抑制转移等间接调节作用
于肿瘤细胞。本文按照药物的作用方式对近几年来广泛研
究的天然抗肿瘤药物进行总结。
1 直接杀伤作用的天然药物
1. 1 DNA 拓扑异构酶抑制剂 :DNA 拓扑异构酶作为一种
重要核酶 ,在 DNA 复制、转录及染色体解离等方面起着非
常重要的作用。根据其对 DNA 作用方式的不同 ,分为 DNA
拓扑异构酶 Ⅰ和 DNA 拓扑异构酶 Ⅱ,前者作用于 DNA 单
链 ,后者则是 DNA 双链。研究发现 ,肿瘤细胞的拓扑异构
酶活性往往高于正常体细胞。目前 ,DNA 拓扑异构酶抑制
研究较多的是喜树碱 (camptothecine) 和鬼臼毒素 (podo2 phyllotoxin) ,结构见图 1。图 1 DNA拓扑异构酶抑制剂Fig. 1 DNA Topoisomerase inhibitors喜树碱来源于珙桐科植物喜树 Cam ptotheca acuminataDecne. ,是一种喹啉生物碱 ,作用于 DNA 拓扑异构酶 Ⅰ,特异性地抑制 DNA 拓扑异构酶 Ⅰ的活性 ,从而干扰 DNA 的结构和功能 ,使 DNA 链断裂 ,产生积聚 ,以致癌细胞停止分裂而死亡。喜树碱属细胞周期非特异性药物 ,抗癌谱广。20
·4101· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 6 期 2010 年 6 月
①收稿日期 :2010201215
基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (30873378)
作者简介 :张 靖 (1972 —) ,女 ,吉林省长春人 ,助理研究员 ,在读博士 ,主要从事新药科研工作及项目管理。
Tel : (010) 88225160 E2mail :jingzhang. 2009 @yahoo. com. cn3 通讯作者 高文远 E2mail :pharmgao @tju. edu. cn