基于1H核磁共振（NMR）技术从Bipolaris maydis中分离出ophiobolins化合物及其生物活性研究

《Phytochemistry》：1H NMR-guided isolation of ophiobolins from Bipolaris maydis and their bioactivities

本研究从南方锈斑病菌Bipolaris maydis中通过1H NMR引导的分离方法鉴定出17种新型甾体三萜类化合物ophiobolinoids A–Q，其中ophiobolinoid C表现出微弱抑制NO生成的抗炎活性。

　　

沈勇|张晓天|李琴|于梦茹|李永辉|万罗生|孙星|陈春梅|张永辉|朱虎城

中国湖北省武汉市华中科技大学同济医学院药学院天然药物化学与资源评价重点实验室，邮编430030

摘要

蛇胆菌素类化合物具有特征性的¹H NMR共振信号，这些信号与其他从Bipolaris maydis中分离出的代谢物明显不同，本研究利用¹H NMR技术对其进行分离鉴定。最终从Bipolaris maydis中分离出了17种未报道过的蛇胆菌素类化合物（ophiobolinoids A–Q，编号1–17）。其中蛇胆菌素类化合物A–C含有一个连接C-3和C-21的独特氧桥。其结构通过综合光谱分析、DP4+计算、ECD计算和X射线衍射分析得以确定。具体而言，蛇胆菌素类化合物C对LPS诱导的RAW264.7细胞中的NO生成具有弱抑制作用。

引言

萜类化合物作为最大且种类最丰富的生物活性次级代谢物，在临床研究中得到广泛应用（Ge等人，2022；Hussain等人，2023；Yang等人，2020）。著名的抗疟疾药物青蒿素、抗癌药物紫杉醇和抗菌药物夫西地酸均属于天然萜类产物（Galindo-Solís和Fernández，2022；Uzma等人，2018）。因此，萜类化合物被认为是开发新型治疗药物的重要且具有前景的来源。

蛇胆菌素类是一类含有5/8/5三环或5/8/5/5四环结构的萜类化合物，可从中型链格孢（Bipolaris）、曲霉菌（Aspergillus）和Ulocladium属真菌中分离得到（Liu等人，2019a；Shen等人，2020；Shen等人，2025；Wang等人，2023；Cai等人，2019；Choi等人，2019；Ding等人，2020；Zhu等人，2018；Wang等人，2013）。三环骨架和烯烃侧链上的多种环化和氧化反应产生了结构多样的蛇胆菌素类化合物（Liu等人，2019b；Shen等人，2024）。尽管目前已鉴定出大量萜类化合物，但蛇胆菌素类及其类似物仅占其中的一小部分，尽管已分离出140多种成员，它们仍表现出多种生物活性（Au等人，2000；Shen等人，2024；Zheng等人，2024b）。早期研究认为蛇胆菌素类是病原真菌的主要代谢产物，这些真菌通过引起叶片出现褐斑病害来危害农作物（Au等人，2000；Masi等人，2019；Tian等人，2017）。随后，研究人员发现蛇胆菌素类具有抗菌（Li等人，1995；Shen等人，2020）、杀线虫（Tsipouras等人，1996）、细胞毒性（Zhang等人，2012）、抗流感（Wang等人，2016）和抗炎作用（Cai等人，2019；Ding等人，2020）等多种生物活性。

初步的结构-活性关系（SAR）分析表明，蛇胆菌素类中的C5或C21羰基对其植物毒性、细胞毒性和抗炎作用至关重要（Bladt等人，2013；Ding等人，2020；Tao等人，2020）。然而，需要进一步的研究来验证这一结论。因此，为了快速鉴定和分离蛇胆菌素类，本研究采用¹H NMR技术对导致南方玉米叶枯病的病原菌Bipolaris maydis进行了分离鉴定，最终发现了17种蛇胆菌素类化合物，并对其细胞毒性和抗炎作用进行了评估。

结果与讨论

蛇胆菌素的分子量通常在338至432 Da之间，至少含有三个甲基，这些甲基在¹H NMR谱中表现出特征性信号：C-20位置有两个单峰甲基（δ_H 1.22–1.36）和C-22位置有一个双峰甲基（δ_H 0.69–1.02；³J_H-23/H-15 = 6.5–6.8 Hz）。此外，C-21和C-25位置容易发生氧化，常形成羟甲基、醛基或羧基官能团。C-18和C-19位置也常常发生氧化反应。

结论

通过基于蛇胆菌素类特征性¹H NMR信号和分子量的方法，利用¹H NMR和LC-MS技术对B. maydis的EtOAc粗提物中的三个组分（Frs.1–3）进行了分析。这一策略使得从第三个组分中分离出了17种未报道过的蛇胆菌素类化合物。其中，只有蛇胆菌素类化合物C对LPS诱导的RAW264.7细胞中的NO生成表现出弱抑制作用。结构鉴定显示，大多数分离出的化合物

一般实验方法

光学旋转角使用PerkinElmer 341偏振仪（PerkinElmer Inc., Fremont, California, USA）进行测量。红外光谱使用Vertex 70 FT-IR光谱仪（Bruker, Karlsruhe, Germany）记录。紫外光谱使用Lambda 35仪器（PerkinElmer Inc.）测量。ECD光谱使用JASCO-810 ECD光谱仪获得。晶体X射线衍射数据使用Cu Kα射线在XtaLAB PRO MM007HF仪器上测量。熔点使用Micro熔点仪测定。

作者贡献声明

张晓天：撰写初稿、数据分析、数据整理。沈勇：撰写初稿、资金筹集、数据分析。陈春梅：撰写、审稿与编辑、项目管理、资金筹集。孙星：方法学研究、资金筹集。朱虎城：撰写、审稿与编辑、项目管理、资金筹集。张永辉：撰写、审稿与编辑、项目管理、资金筹集。于梦茹：方法学研究、实验设计。李琴：

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

数据获取

数据可应要求提供。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（编号82373755）、国家重点研发计划（编号2021YFA0910500）、国家自然科学基金（编号U22A20380、82173706）、中央高校基本科研业务费（编号2024BRA018）、华中科技大学基本科研业务费（编号2025JYCXJJ066）以及河北省手性医药技术创新中心的财政支持。