云南大学丁中涛/蔡乐团队在植物内生真菌次生代谢产物研究中取得新进展

导读

植物内生真菌是一种与植物密切共生的微生物，它们生活在植物根际或内部组织中，并与植物形成一种共生关系。植物内生真菌因其独特的生存环境和与宿主协同进化，使其具有独特的次生代谢体系，能够产生具有多种生物活性和结构新颖的次级代谢产物，有望从中发现疗效更高、副作用更小的生物活性分子或药物先导化合物。

最近，云南大学化学科学与工程学院丁中涛、蔡乐团队与大理大学王家鹏博士合作，从一株狗牙根平脐蠕孢 (B. cynodontis DJWT-01) 发酵物中分离得到10个新颖的含有2-(tetrahydro-2H-pyran-2-yl)propan-2-ol 单元的倍半萜bipodonines A-J（图1）。通过光谱分析、单晶X射线衍射分析、电子圆二色谱（ECD）计算、衍生化反应和DP4+计算确定了新化合物的结构。该类天然倍半萜化合物尚属首次发现，该研究拓展了倍半萜家族的种类和数量。

图1：狗牙根平脐蠕孢菌株分离鉴定的化合物

化合物1和2分别为 含有γ-和δ-内酯环的三环杂萜。作者通过对化合物11的氧化降解实验表明，具有内酯环的化合物1和2可能是聚酮倍半萜类化合物11或其在C7单元的衍生物经生物氧化降解形成（图2）。同时也对bipodonines C-J可能的生源途径进行了探讨。

图2：Cochlioquinone A (11) 氧化降解生成 bipodonine A (1)

活性研究结果表明化合物5、7和11具有一定的促进免疫增强作用。化合物1对腐皮镰孢菌 (F. solaniI, WSS-01)，黑曲霉 (A. niger, WSS-04) 和尖孢镰刀菌 (F. oxysporum,WSS-06) 表现出不同程度的抑菌活性；化合物11对腐皮镰孢菌 (F. solaniI, WSS-01) 和尖孢镰刀菌 (F. oxysporum,WSS-06) 的抑制活性良好。此外，化合物11对小鼠体内巨噬细胞RAW 264.7具有良好的NO抑制活性。该研究成果以“Bipodonines A–J, a new class of natural sesquiterpenes with a 2-(tetrahydro-2H-pyran-2-yl)propan-2-ol system from the fungus Bipolaris cynodontis DJWT-01”（https://doi.org/10.1039/d3qo00235g）为题发表在Organic Chemistry Frontiers上，其中bipodonine A (1）被天然产物著名期刊Natural Product Reports收录为热点化合物。云南大学博士研究生舒燕为该论文第一作者。

与此同时，丁中涛教授和杨亚滨教授从山药内生真菌白黄小脆柄菇（Psathyrella candolleana）的宿主山药液体及半固体发酵物中分离鉴定了7个新的guanacastane型二萜（图3）。其中psayamin (1）为具有全新5/7/6/6/6/6/7/5 八元环骨架的二萜二聚体。Psathins A−C (4−6）是在山药液体培养基中分离得到的具有5/7/6三元环的二萜，而具有5/6/7/6和6/7/6氧环骨架的二萜psathins D−E (7−8）以及具有5/7/5/6碳环骨架的二萜psathin F (9）是从山药半固体培养基发酵物中分离得到。通过核磁，质谱，光谱分析、单晶X射线衍射分析、电子圆二色谱（ECD）计算确定了新化合物的结构。目前，psayamin (1）和psathins D−E (7−8）骨架类型的guanacastane型二萜尚属首次发现，研究拓展了该类型二萜的种类和数量。

图3：从白黄小脆柄菇（Psathyrella candolleana）山药培养基中分离得到的化合物

体外抗肿瘤活性显示化合物psayamin (1）对五株肿瘤细胞HL-60、A549、SMMC-7721、MCF-7以及SW480具有显著的细胞毒活性，IC50 值为 10.87 ± 0.24−15.96 ± 0.30 μM。而其他二萜和二聚体化合物2则未表现出细胞毒活性，由此说明新生成的两个6元环可能是其具有细胞毒活性的结构域。细胞凋亡实验结果表明psayamin (1）在10, 20 μM浓度下对HL-60具有显著的诱导细胞凋亡的活性。该研究成果以“Antibiotic Guanacastane Diterpenoids with Two New Skeletons from Psathyrella candolleana Uncovered by Semisolid and Liquid Media”（https://doi.org/10.1021/acs.jafc.2c08176）为题发表在Journal of Agricultural and Food Chemistry上，其中psayamin (1）被天然产物著名期刊Natural Product Reports收录为热点化合物。云南大学博士研究生赵统德为该论文第一作者。

以上工作获得了国家自然科学基金、云南省科技厅-云南大学“双一流”建设联合专项、云南省创新团队以及云南特色植物筛选与研发服务CXO平台建设项目的资助。

来源：云南大学