科研进展

华南植物园对桃金娘科复杂间苯三酚类天然产物全合成取得新进展

  

  桃金娘科(Myrtaceae)约有130属、4500-5000种,主要分布于地中海地区、马达加斯加、亚洲的热带和温带地区,澳大利亚、太平洋各岛屿、以及南美洲热带地区。该科植物富含具有特征性四甲基环己烯二酮片段的酰基间苯三酚类天然产物,一直以来是天然药物化学领域的研究热点之一。此外,该类间苯三酚化合物因结构新颖、复杂多样以及广谱的生理活性,近年来已经引起了人们的高度重视。 

  Myrtucommulone J和myrtucommuacetalone都是从桃金娘科植物香桃木(Myrtus communis)中分离到的具有重要生理活性、新颖结构的间苯三酚类天然产物。体外活性评价发现,myrtucommulone J具有显著抗菌活性,它的MIC值低达0.38 μM (0.25 μg/mL);其活性优于临床上最后一道屏障‘万古霉素’4倍,同时对于人体正常细胞具有35倍以上的选择性因子,因而被认为是非常富有应用前景的植物源天然抗生素之一。Myrtucommuacetalone则显示出非常显著的抗肿瘤(T细胞增殖)活性,其IC50值为0.5 μg/mL。它们突出的生物活性以及新颖的结构特征,使得它们成为合成化学、药物化学以及药理学领域广泛关注的靶标分子。 

  华南植物园生态及环境科学研究中心天然产物化学生物学课题组一直致力于桃金娘科植物抗菌活性天然产物的分离、合成、构效关系以及药理机制研究。谭海波助理研究员、刘洪新博士以及本科生霍璐琼等人共同开展研究,于近期在对桃金娘科间苯三酚进行综述时发现,尽管myrtucommulone J和myrtucommuacetalone被报道的结构具有非常明显的差异,但是它们的谱图却具有高度的相似性。通过进一步的谱图分析与结构解析发现,myrtucommulone J的结构因为过于复杂而被错误解析,事实上它应是myrtucommuacetalone的区域异构体。为了修正myrtucommulone J的结构并获得充足的量以进行后续的成药性评价和新药开发研究,课题组受生源合成启发,成功地建立了一条高效的仿生合成策略。基于该合成策略,顺利地实现了myrtucommulone J和myrtucommuacetalone的首次仿生全合成并确证myrtucommulone J的结构。同时还合成了myrtucommulone J和myrtucommuacetalone的非对映异构体epi-myrtucommulone J和epi-myrtucommuacetalone及一系列的结构类似物。该仿生全合成研究的实施为该家属间苯三酚类天然产物的生物合成途径解析提供了清晰的转化过程,也为快速大量地获取该类天然产物以进行后续的构效关系研究和新药开发建立了简洁高效、可靠的合成途径。 

  该项研究已于近日发表在国际学术期刊Organic Letters (2017, ASAP, DOI: 10.1021/acs.orglett.7b02159)上。项目得到国家自然科学基金(No. 81502949)、广东省科技计划(No.2016A010105015)、广东省自然科学基金(No. 2015A030310482;2016A030313149)和中国科学院重大研究计划项目(QYZDB-SSW-SMC018)的资助。 

  文章链接: http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.orglett.7b02159