Pimprinethine：一种具有生物活性的吲哚-噁唑类生物碱，源自来自拉达克地区（Leh-Ladakh）的Streptomyces netropsis IICTRSP-174菌株，具有潜在的治疗作用

《Bioresource Technology Reports》：Pimprinethine: A bioactive indole–oxazole alkaloid with therapeutic potential from Streptomyces netropsis IICTRSP-174 of Leh-Ladakh origin

从印度勒赫-拉达克温泉土壤中分离出链霉菌Streptomyces netropsis IICTRSP-174，通过乙醚提取物UPLC-QTOF-MS分析鉴定出13种印第安碱-吲哚生物碱，成功分离并表征新型化合物pimprinethine，证实其具有抗结核（MIC 50 μg/mL）、抗癌（IC50 27 μM）、免疫调节（IL-6 32 pg/mL；TNF-α 76 pg/mL）及抗糖尿病活性（抑制α-葡萄糖苷酶75%）。

　　

Somarowthu Tejaswi | R.S. Prakasham | C. Chandrasekar | Bandi Siva | B. Uma Rajeswari | N. Narendra Kumar | Ravinder Reddy Patlolla | Balaji Rathod | K. SaiTeja | V. Sravanthi | Mihir Ranjan Padhan | Poonam Kumari | Linga Banoth | K. Suresh Babu | B. Sridhar | H.M.S. Sampath Kumar | Nishant Jain | M. Mohana Krishna Reddy

印度海得拉巴CSIR-印度化学技术研究所天然产物与药物化学中心，邮编500 007

摘要

适应寒冷环境的微生物因其独特的结构和功能适应性而备受关注，它们是新型生物活性化合物的潜在来源。喜马拉雅地区，尤其是列城-拉达克地区，被认为是微生物生物多样性的热点区域。在本研究中，从列城-拉达克的土壤中分离出了Streptomyces netropsis IICTRSP-174菌株。通过乙酸乙酯提取并利用UPLC-QTOF-MS进行分析后，发现了13种pimprinine-indole类生物碱。其中，pimprinethine [5-ethyl-(1H-indol)-3yloxazole]被成功分离出来，并通过多种光谱技术阐明了其结构。pimprinethine表现出广泛的生物活性，包括对Mycobacterium smegmatis的抗菌活性（MIC：50 μg/mL）、对前列腺癌细胞系的细胞毒性（IC??：27 μM）、免疫调节作用（IL-6：32 pg/mL；TNF-α：76 pg/mL），以及显著的抗糖尿病潜力（抑制α-葡萄糖苷酶活性75%）。这些发现凸显了pimprinethine作为治疗传染性和非传染性疾病的多功能候选药物的潜力。

引言

微生物群落的次级代谢产物具有多样的骨架结构、复杂的分子结构和较高的分子刚性。这些次级代谢产物具有多种功能，如抗生素作用（Tintore等人，2019年）、抗炎作用（Waltenberger等人，2016年）、心血管疾病治疗作用（Mohan和Rajamanickam，2018年；Elmallah等人，2020年），并且与合成化合物相比具有更好的疗效和安全性（Lachance等人，2012年）。几十年来，人们已经证明放线菌——尤其是Streptomyces属（Sarkar和Suthindhiran，2022年）是新型生物活性化合物（包括治疗药物）的丰富来源。通过进化性的代谢适应，它们不断推动新化合物的合成（Mander和Liu，2010年）。然而，发现新型生物活性物质的频率取决于采样地点的选择，这些地点需要能够获取可培养和不可培养的微生物（Sarkar和Suthindhiran，2022年）。因此，研究重点转向了诸如i-chip这样的分离技术，该技术被广泛用于高通量原位培养，以从新的、未被探索的生态位和极端环境中分离不可培养的微生物（Lewis等人，2021年；Wright，2019年；Nichols等人，2010年），例如雨林（Wu等人，2018年）、海洋海绵（Anteneh等人，2022年）和红树林（Fatimah等人，2022年），旨在探索有效的次级代谢产物生物分子。 < />Streptomyces netropsis IITCRSP-174被选为进一步分析其生物活性代谢产物的对象。然而，目前尚无关于S. netropsis产生抗微生物代谢产物的报道。对该粗提物的无细胞乙酸乙酯提取物进行代谢谱分析后，通过UPLC-Q-TOF-MS鉴定了13种pimprinine-indole类生物碱（1?13）。其中一种吲哚噁唑衍生物pimprinethine通过X射线晶体学确定了其结构，并证实了其抗菌、免疫增强、抗癌和抗糖尿病活性。

化学试剂和材料

淀粉、酪蛋白、蛋白胨、酵母提取物和琼脂购自HiMedia Laboratories（印度金奈）。溶剂、链霉素、阿卡波糖、多柔比星、乙腈、甲酸和甲醇则购自Sigma Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）。

土壤样本采集

土壤样本采集自印度列城-拉达克的Chumthang温泉，采集前已获得LAHDC首席执行官办公室的许可（许可编号：Direct 6224144322806958，日期：2021年8月13日）。

结果与讨论

长期以来，放线菌一直被视为创新治疗药物的宝库（Bentley等人，2002年；Copeland等人，2009年）。然而，它们在极端环境中的存在仍然很大程度上未被探索，这些环境通常具有极端的地理条件，如极低或极高的温度、稀少的降雨量和年降水量。列城-拉达克位于印度跨喜马拉雅地区，是一个海拔2700至6100米的寒冷沙漠。

结论

通过使用i-chip微生物学方法，从列城-拉达克的土壤样本中分离出一种放线菌Streptomyces netropsis IICTRSP-174。通过对粗提物的乙酸乙酯提取物进行UPLC-QTOF-MS化学分析，并与LOTUS（naturaL prOducTs occUrrences databaSe）天然产物数据库进行比较分析，鉴定出一系列pimprinine-indole类生物碱，这表明该菌株具有合成天然产物的潜力。

作者贡献声明

Somarowthu Tejaswi：撰写原始草稿、方法论设计、实验研究。 R.S. Prakasham：撰写、审稿与编辑、概念构思。 C. Chandrasekar：方法论设计。 Bandi Siva：验证、方法论设计、数据分析。 B. Uma Rajeswari：方法论设计。 N. Narendra Kumar：数据分析。 Ravinder Reddy Patlolla：方法论设计。 Balaji Rathod：方法论设计。 K. SaiTeja：方法论设计。 V. Sravanthi：方法论设计。 Mihir Ranjan Padhan：方法论设计。 Poonam Kumari：方法论设计、数据可视化。 Linga Banoth：

资助

本研究得到了新德里科学和工业研究委员会（CSIR）的资助，资助项目编号为21(1102)/20/EMR-II，资助日期为2020年10月10日。

未引用的参考文献

Abdelmoteleb, 2020 Ling等人，2015

利益冲突声明

作者声明以下财务利益或个人关系可能构成潜在的利益冲突：Linga Banoth表示获得了CSIR-印度化学技术研究所的财务支持。如果还有其他作者，他们声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

作者感谢CSIR-印度化学技术研究所的所长。其中一位作者RS Prakasham（项目负责人）和Uma Rajeswari Batchu感谢CSIR-HRDG在新德里提供的财务支持（形式为Emeritus项目）。手稿的通信编号为ICTR/Pubs./2023/065。