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Advances in studies on mansonones

曼宋酮类化合物的研究进展



全 文 :·944· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第6期2008年6月
曼宋酮类化合物的研究进展
黄世亮,简华培,王星元,黄志纾,古练权
(中山大学药学院,广东广州 510080)
摘要:曼宋酮类化合物(mansonones)主要是从梧桐科植物的心材及榆科无毛榆的心材提取分离得到的一类具有
醌类结构(大部分邻醌或其前体)的化合物,该类化合物结构较为新颖,具有抗菌、抗微生物、抗氧化、抗肿瘤及抗病
毒等多种生理活性,以及一定的致敏作用。综述了近年来曼宋酮类化合物的种类及其生物活性的研究概况。
关键词:曼宋酮;醌类;梧桐科;榆科
中图分类号:R282.71 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2008)06—0944一03
Advancesinstudiesonmansonones
HUANGShi—liang,JIANHua—pei,WANGXing—yuan,HUANGZhi—shu,GULian—quan
(SchoolfPharmaceuticalSciences,SunYat—senU iversity,Guangzhou510080,China)
Keywords:mansonones;quinones;Sterculiaceae;Ulmaceae
曼宋酮类化合物(mansonones)是一类具有醌类结构或
其前体的天然产物,主要是从梧桐科植物曼宋梧桐Mansonia
altissimaA.Chev及榆科无毛榆UlmusglabraHuds.的心
材中提取分离得到,其作为植物抗毒素(phytoalexin),是植
物本身用于对抗外来细菌或真菌感染而自体产生并逐渐积
累的一类物质。可用于荷兰榆树病(theDutchelmdisease
fungus)的治疗,该植物病曾使欧洲和北美的大片榆树枯萎
死亡。该类化合物结构新颖,某些化合物具有天然产物中较
为罕见的氧杂苯并吡喃(oxaphenalene)的结构。据研究,该
类化合物具有抗菌、抗微生物、抗氧化、抗肿瘤及抗病毒等多
种生理活性,但具有一定的致敏作用。本文就曼宋酮类化合
物的种类及其生物活性进行综述。
1 曼宋酮类化合物的种类
曼宋酮类化合物自1965年至今,已发现近20种(图1),它
们多数具有邻醌结构或为醌类前体,是植物中的色素成分。曼
宋酮类化合物最早由Bettolo等[1]研究西非梧酮科植物
Mansoniaaltissima树木心材中的刺激性成分时分离得到,被
命名为曼宋酮A、B、C、D、E和F。随后,在1966年,Tanaka等[2]
又从Mansoniaaltissima心材中分离得到曼宋酮G和H,并证实
了Bettolo提出的曼宋酮A~F的结构。同样在Mansonia
altissima心材中,】967年Shimada等[3’分离得到曼宋酮1,并
于1969年分离得到曼宋酮L。紧接着,曼宋酮类化合物先后在
无毛榆H]、榉树Zelkovaserrata(Thunb.)Makino[5J、榔榆
UlmusparvifoliaJacq.[“、桐棉Thespesiapopulnea(L.)
Soland.exCorr.[“、春榆UlmusdavidianaPlanch.var.
japonica(Rehd.)Nakai[8]等的心材,以及黄槿Hibiscus
tiliaceusL.[9]、韩国黑榆UlmusdavidianaPlanch.[”]、日本的
琉球马兜铃Aristolochialiuk uensisHatusima[11]的根部或茎部
被提取分离得到。2002年,Tiew等El2,131在Mansoniagagei
Drumm的心材中发现了新的曼宋酮类化合物曼宋酮N、O、P、
Q,2003年分离得到曼宋酮R和S。已报道的天然曼宋酮类化合
物结构见图1。
2曼宋酮类化合物的活性研究
2.1植物抗毒素:榆枯萎病菌榆树长喙壳Ceratocystisulmi
和Ophiostomaulmi均可引起荷兰榆树病,这种病曾使欧洲
和北美的大片榆树死亡。Overeem等[1钉用薄层色谱对比被
榆枯萎病菌感染的荷兰或比利时榆树与健康榆树提取液时,
发现染病榆树有3个新点,将其分离测试,其中两个点具有
抗真菌活性,经结构鉴定,证明为曼宋酮E和F;从390种接
种了C.ulmi的荷兰榆树中同样检测到了曼宋酮E和F。但
这些并不能证明曼宋酮E和F是抵抗荷兰榆树病的原因。
Elgersma等¨引用黄萎病病菌感染荷兰榆树,同样发现了曼
宋酮E和F的富集。Dumas小组rⅢ在被C.ulmi感染的美洲
榆中分离出曼宋酮A、C、D、E、F和G。而这些化合物在健康
美洲榆中量极少,在其后续研究中发现,曼宋酮A对致病、非
致病的C.ulmi病菌线性生长均有抑制作用,而6种曼宋酮
的混合物对致病性菌种的抑制力较弱,对非致病菌种有很好
的抑制活性。为了研究曼宋酮E、F与抗荷兰榆树病的关系,
Duchesne等[17“盯用致病性与非致病性Ophiostomaulm 病菌
接种到美洲榆幼苗中,每周检测曼宋酮类化合物的量,发现
曼宋酮E、F是主要的富集成分,分别占曼宋酮类化合物总量
的32.4%和40%,但是被致病与非致病病菌感染的伤口均在
收稿日期:2007。11一06
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30701050);广东省自然科学基金资助项目(7301303)I广东省医学科学技术研究基金资助项目
(B2007033);中山大学青年教师科研启动基金资助项目(1131098)
作者简介:黄世亮(1973一),男,中山大学药学院讲师.博士,主要从事药物化学、天然药物化学及生物有机方面的研究工作。
Tel/Fax:(020)39332679E—mail:lsshsl@mail.sysu.edu.cn
万方数据
中草焉 ChineseTraditionalandHerbDrugs第39卷第6期2008年6月·945·
泄淋H然然蜉搏
曼宋酮A 曼宋酮B 曼来酮c 曼朱酮D 曼来酮E 曼宋酮F
H。然H婷辫H辩、椁够\
曼朱酮G 曼宋酮H 曼宋酮I 曼宋酮L 曼宋酮M 曼宋酮N
秽H咏H秽*H
OH
HH种I-PrWI--Pr
圈】 已报道的天然曼宋酮类化合物
Fig.1Mansononesreportedfromnaturalplants
差不多的时间内愈合,证明曼宋酮类化合物的富集对于荷兰 宋酮E的作用效果最强(ICs00.9~2.2pmol/L)。曼宋酮E(8
榆树病的免疫并没有直接的关系。Yang小组‘”3从细胞水平tamol/L)对)k体正常细胞(如人外周血单核细胞)几乎无细胞
上对这个问题进行了解释,Ophiostomaulmi病菌的真菌培养
滤液中。细胞质、细胞壁均含有刺激物可促使曼宋酮作为植
物抗毒索在感染榆树伤口中富集,但源于非致病细胞Q311
的刺激物比源于致病细胞MH75的刺激物能更快地引起富
集效应。进一步研究发现,糖蛋白与这种刺激作用有关。一种
相对分子质量为2.1×104的糖蛋白被证明是榆树愈合组织
中诱导曼宋酮产生的刺激物。
2.2抗微生物活性:曼宋酮类化合物具有很强的抗菌活性,
尤其是针对革兰氏阳性菌有突出的作用。Shin等【20]研究从
春榆中分离得到的曼宋酮F对8种革兰氏阳性菌及29种革
兰氏阴性菌的抗菌活性,结果表明其对8种革兰氏阳性菌有
很好的抑制活性,MIC在0.2~1.56pg/mL,但对试验的革
兰氏阴性菌几乎无活性。值得注意的是,曼宋酮F对19种耐
甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)有很好的抗菌活性。其
M1C为0.39~3.13pg/mL,可与万古霉素(MIC为0.39~
1.56pg/mL)相媲美。
Tiew等[2L1报道了从Mansoniagagei心材中分离得到的
11种化合物包括曼宋酮C、E、G、H、N、O、P对真菌及埃及伊
蚊幼虫的杀灭能力,其中曼宋酮C、E对真菌黄瓜黑星病菌、
白色念珠菌均有良好的抑制作用,MIC在0.15~2.5fIg/
mL;同时.曼宋酮C对埃及伊蚊幼虫也具有良好的杀灭活
性,最小致死量为6.25弘g。
2.3抗肿瘤活性:据报道,曼宋酮类化合物中抗肿瘤活性比
较突出的是曼宋酮D、E和F。Leec”]从传统抗肿瘤药物春榆
中提取得到曼宋酮E,通过体内抗肿瘤试验,证实了曼宋酮E
的抗肿瘤活性。Wang等[2钉研究了从白榆中提取得到曼宋酮
E、F对人宫颈癌细胞(HeLa)、人恶性黑素瘤细胞(A375一
S2)、人乳腺癌细胞(MCF一7)、人淋巴瘤组织细胞(U937)的
细胞毒活性,曼宋酮E、F均表现出良好的细胞毒活性且以曼
毒作用,但对4种肿瘤细胞株及人胚胎肺成纤维细胞有超过
40%的抗增殖活性,这说明曼宋酮E的细胞毒作用是有选择
性的。
Johnson等口1]研究了桐棉中的4种天然醌类曼宋酮D、
H。thespone(TP),thespesone(TPE)对有氧孵育的人乳腺癌
细胞MCF一7的细胞毒作用,其活性顺序为曼宋酮D(ICs00.14
/Jmol/L)>TP(IC502.04pmol/L>曼宋酮H、TPE(IC50>10
l_tmol/L)。这些醌类在与细胞色素还原酶NADH共同有氧孵
育的过程中,氧化还原循环产生了oz’和Hzoz,醌类被还原
为半醌。应用循环伏安法研究发现曼宋酮D、TP的氧化还原
循环是可逆的,而曼宋酮H、TPE是不可逆的氧化还原过程,
且它们比曼宋酮D、TP更难还原。这些实验综合说明了这4
种醌类对人乳腺癌细胞MCF一7的细胞毒作用差异的原因。
但在比较曼宋酮D与TP时发现,TP在氧化还原循环中的氧
消耗量大于曼宋酮D,也就是说TP氧化还原循环的速率快,
会产生更多的0z’,应比曼宋酮D有更强的细胞毒作用,这与
实验得到的结果不相符,也就预示了除了氧化还原循环,还
有其他的作用机制参与到药物对细胞的杀灭作用。虽然这两
种化合物只有一个双键的差异,曼宋酮E、F之间也有相似的
构效关系,但曼宋酮E比曼宋酮F有更显著的细胞毒作用。
2.4抗氧化活性:Kim小组阻5]使用硫代巴比妥酸模型对从
黑榆中分离得到的7个曼宋酮化合物A、B、C、E、F、H和I进
行抗脂质过氧化实验,发现多种曼宋酮具有抗氧化活性,其
中以曼宋酮A、E、F的抗氧化性能最强,ICso值分别为0.12、
0.03、0.04pg/mL。Tiew等In3在研究从Mansoniagagei中分
离出的几种醌类化合物的抗微生物和抗氧化活性时发现,只
有曼宋酮N具有较强的自由基清除能力。
2.5 抗HIV活性:Wu等Ezs3研究了台湾木槿Hibiscus
taiwanensisS.Y.Hu中主要组分的生物活性,发现曼宋酮H
万方数据
·946· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第6期2008年6月
可以抑制H9淋巴细胞中HIV病毒的复制。
2.6致敏作用:在早期的研究中,许多苯醌及萘醌类化合物
作为过敏原在能引起皮肤过敏的植物中被分离发现。
Mansoniaaltissima常作为胡桃木的替代品来制作家具,这种
木材也会引起接触性皮炎等过敏反应,Schulz等瞳71以豚鼠作
为试验对象,证明了曼宋酮A是这种木材中的主要过敏原,
其产生敏感反应的最低浓度1~2mmol/L,且曼宋酮A与
B~F均能引起交叉过敏反应。
3结语
曼宋酮类化合物具有广泛的生理活性,尤其是在抗菌、
抗肿瘤方面有良好的活性。这类化合物本身是自然界植物用
来对抗外界感染而产生并积累的植物抗毒素,其中的一些化
合物经过结构改造后,抗MRSA的活性可与万古霉素相媲
美。但曼宋酮类化合物在自然界中量很低,难以大量得到,且
抗菌、抗肿瘤活性还不够理想,因此探究其作用机制和构效
关系,并对其进行结构改造,研究其他可能的药理作用。对从
天然产物中发现新药,尤其是抗肿瘤和抗耐药菌抗生素药物
有重要的意义。
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曼宋酮类化合物的研究进展
作者: 黄世亮, 简华培, 王星元, 黄志纾, 古练权, HUANG Shi-liang, JIAN Hua-pei,
WANG Xing-yuan, HUANG Zhi-shu, GU Lian-quan
作者单位: 中山大学药学院,广东,广州,510080
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2008,39(6)

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