（有机化学专业论文）长棘海星及其共生真菌basidiomycete+sp代谢产物的研究.pdf

中山大学硕士学位论文 论文题目：长棘海星及其共生真菌b a s i d i o m y c e t es p 代谢产物的研究 专业：有机化学 作者：李淑青 指导教师：李厚金副教授 摘要 长棘海星( a c a n t h a s t e rp l a n c i ) ，属棘皮动物门( e c h i n o d e r m a t a ) 海星纲 ( a s t e r o i d e a ) 。长棘海星是热带和亚热带海域珊瑚的最重要捕食者。长棘海星含有 大量结构独特和显著生理活性的代谢物，其中包括：甾醇，脂肪酸，葸醌，生物 碱，皂苷，糖类，多肽，蛋白类等。现代药理研究表明长棘海星具有抗癌、抗病 毒、抗菌、溶血、抗心脑血管、降压、抗炎等药理活性，具有广阔的开发前景。 有研究发现，长棘海星体表有丰富的微生物( 真菌、细菌和放线菌等) ，且有 可能是潜在的抗生素的生产者。在我国，至今尚无人开展长棘海星及其共附生微 生物的化学成分研究。 本论文第一章综述长棘海星和海洋共附生真菌的代谢产物和生物活性研究， 共引用化合物9 0 个。 第二章，系统地研究长棘海星的化学成分，实验按照化合物的不同极性分三 部分展开：低极性组分、中等极性组分和大极性组分。对长棘海星低极性组分主 要开展脂肪酸分析。采用g c m s 来分析了脂肪酸的组分和含量。经研究发现： 游离脂肪酸中有c 1 4 - - - c 2 0 的长链饱和与不饱和脂肪酸，其中二十碳的q 3 和q 6 多价不饱和脂肪酸含量高，如：8 ，1 1 ，1 4 - 二十碳三烯酸，5 ，8 ，1 1 ，1 4 ，1 7 一二十碳五 烯酸甲酯，5 ，8 ，1 1 ，1 4 - 二十碳四烯酸甲酯含量高。据报道不饱和脂肪酸5 , 8 ，1 1 ，1 4 - 二十碳四烯酸也有诱发长棘海星捕食反应的作用。我们推测5 ，8 ，1 1 ，1 4 - - - 十碳四 烯酸是长棘海星体内主要的必需不饱和脂肪酸，长棘海星体内可能无法合成它， 所以必须不断地捕食含有该不饱和脂肪酸的珊瑚。这是国内外首次对长棘海星体 内总脂肪酸成分分析。第二部分中等极性组分，主要为长棘海星乙酸乙酯萃取浓 缩物。经柱层析，重结晶等方法分离得到一系列甾醇，用1 dn m rm s 等方法 中山大学硕士学位论文 测定了化合物结构。分离得到6 个化合物，已鉴定出结构有3 个化合物的结构， 分别为：柳珊瑚7 一烯一3 醇( 2 一1 ) ，胆甾5 ( 6 ) 一烯- 3 一醇( 2 - 2 ) ，鲨肝醇( 2 - 3 ) 。第三部分 大极性组分，这部分主要化学成分是皂甙和神经酰胺类化合物等，这些化合物结 构复杂，属于水溶性，有很好的生物活性。 论文第三章是长棘海星共生真菌b a s i d i o m y c e t es p 代谢产物的研究工作。在 实验室培养了真菌2 0 0 l ，生长5 0 天后收菌，得到培养液提取物和菌体提取物。 从菌体提取物中分离得到一系列三萜化合物，经1 d 2 dn m r , m s ，i r 等方法鉴 定，分别为：3 羟基羊毛甾醇8 ，2 4 - - - 烯2 1 酸( 3 - - 1 ) ，1 羰基3 羟基羊毛甾醇8 ，2 4 二烯- 2 1 酸( 3 2 ) ，1 ，3 二羟基羊毛甾醇8 ，2 4 - - 烯2 1 酸( 3 - 3 ) ，麦角甾醇( 3 4 ) ，过 氧化麦角甾醇( 3 5 ) 。其中化合物3 2 为新化合物。很多三萜化合物有强的生理活 性，可以用于药物研发。例如化合物3 1 具有酶抑制剂、抗微生物、抗真菌、抗 炎等生物活性。这些化合物结构比较新颖，并且产量很高( 培养发酵2 0 0 l ，所得 固体大概为2 0 0 9 ) ，可以从事大规模发酵生产，有潜在的应用价值。从培养液中 分离得到4 个化合物，分别为：g f 1 ( 3 - 6 ) ，环( 苯丙酪) 二肽( 孓7 ) ，环( 苯丙丙) 二肽( 3 8 ) ，鲨肝醇的衍生物( 3 9 ) 。其中化合物3 6 是首次从自然界中发现的化合 物，该化合物为罕见的绿色固体，在紫外下具有很强烈的荧光。 关键词：长棘海星，共生真菌，担子菌，代谢产物 中山大学硕士学位论文 t i t l e ：t h em e t a b o l i t e so f a c a n t h a s t e rp l a n c ia n ds y m b i o t i cf u n g u s b a s i d o m y c e t es p m a o r ：o r g a n i cc h e m i s t r y a u t h o r ：s h u q i n gl i s u p e r v i s o r ：a s s o c i a t ep r o f h o u j i nl i a b s t r a c t i nt h et r o p i c a la n ds u b t r o p i c a lo c e a n , t h es t a r f i s ha c a n t h a s t e rp l a n c iw a s n o t o r i o u sf o rd e s t r o y i n gc o r a l a c c o r d i n gt ot h er e f e r e n c e s ，af e wk i n d so f c o m p o u n d s w e r ei s o l a t e da n di d e n t i f i e d 舶mt h es t a r f i s ha c a n t h a s t e rp l a n c i ，s u c ha ss t e r o l , f a t t y a c i d ，s a p o n i na n ds oo i lt h em o d e r np h a r m a c o l o g i c a lb i o a s s a y so ft h ee x t r a c to f a c a n t h a s t e rp l a n c is h o w e dt h eb i o a c t i v i t i e so fc y t o t o x i c , a n t i c a n c e r , h e m o l y s i s , a n t i i n f l a m m a t o r ya n ds oo n i tw a sr e p o r t e dt h a tt h es t a r f i s hh a dr i c hm i c r o o r g a n i s m s o nt h es u r f a c eo fb o d y , s u c ha sf u n g i , b a c t e r i a , a n da c t i n o m y c e t e s , m o r e o v e r , i tm i g h t b et h e p o t e n t i a lr i c hs o u i o 。o fa n t i b i o t i c s 。w h e r e au n t i ln o w , t h ec h e m i c a l i n v e s t i g a t i o no f a c a n t h a s t e rp l a n c ia n dt h ea s s o c i a t e dm i c r o o r g a n i s m si nt h es o u t h c h i n as e ah a sn o tb e e nc o n d u c t e d t h ef i r s tc h a p t e ro ft h i st h e s i ss u m m a r i z e dt h ec o m p o u n d sw h i c hw e r es e p a r a t e d f r o md c a n t h a s t e rp l a n c ic o l l e c t e df r o mo t h e ro c e a na r e a r e c e n t l y , t h er e s e a r c h e so f m a r i n ea s s o c i a t e df u n g id r e wm u c ha t t e n t i o n w ea l s og a v eab r i e fr e v i e w0 1 1t h e f u n g a lm e t a b o l i t e sw i t hn o v e ls t r u c t u r e so rp o t e n tb i o a c t i v i t i e s , 9 0c o m p o u n d sw e r e c i t e dt o t a l l y i ns e c o n dc h a p t e r , w er e p o r t e dt h ec h e m i c a ls t u d yo fa c a n t h a s t e rp l a n c i t h e e x p e r i m e n ti sc o m p o s e do f t h r e ep a r t sa c c o r d i n gt ot h ep o l a r i t yo ft h ec o m p o u n d s ，i e 1 0 w , m e d i u ma n dh i 曲p o l a r i t y f i r s t ，w es t u d i e dt h ec h e m i c a lc o n s t i t u e n ta n dc o n t e n t o ff a t t ya c i d sf r o mt h ew h o l eb o d yo fa c a n t h a s t e rp l a n c i b a s e do nt h eg c m s a n a l y s i so fp e t r o l e u me t h e re x t r a c to ft h ea c a n t h a s t e rp l a n c i ，as e r i e so fc 1 4 - c 2 0 1 1 i 中山大学硕士学位论文 s a t u r a t e da n du n s a t u r a t e df a t t ya c i d sw e r ei d e n t i f i e di nf i e ef a t t ya c i d s p r o l i f i co m e g a 3a n d o m e g a 6 p o l y u n s a t u r a t e df a t t y a c i d sw e r e c o m p o s e d o f 5 , 8 ，11 ，1 4 - e i c o s a t e t r a e n o i ca c i dm e t h y le s t e r ( m a j o r ) ，8 ，11 ，1 4 - e i c o s a t r i e n o i ca c i da n d 5 , 8 ，1 1 ，1 4 ，1 7 e i c o s a p e n t a e n o i c a c i d m e t h y le s t e r 5 , 8 ，1 1 ，1 4 - e i c o s a t e t r a e n o i ca c i d ， w h i c hw a sp r e v i o u s l yf o u n da sf e e d i n ga t t r a c t a n t ，i st h ep r i m a r ye s s e n t i a lf a t t ya c i do f t h es t a r f i s ha c a n t h a s t e rp l a n c i w ep o s t u l a t et h a te i c o s a t e t r a e n o i ca c i dc a n tb e c o n s t r u c t e dw i t h i nt h eb o d yo ft h es t a r f i s ha c a n t h a s t e rp l a n c if i o mo t h e rc o m p o n e n t s b ya n yk n o w nb i o s y n t h e t i cp a t h w a y s ，t h e r e f o r em u s tb eo b t a i n e d 丘d mt h ed i e t s e c o n d ，t h ee t h y la c e t a t ee x t r a c to ft h ea c a n t h a s t e rp l a n c iw a sd e a l tw i t hs i l i c ag e l c h r o m a t o g r a p h yb yu s i n gs e v e r a lk i n d so fs o l v e n ts y s t e m sa n dr e c r y s t a l l i z i n g s i x c o m p o u n d sw e r ep u r i f i e da n dt h es t r u c t u r e so f t h r e ec o m p o u n d sw e r ei d e n t i f i e d t h e y w e r eg o r g o s t - 7 一e n - 3 - o l ( 2 - 1 ) ，c h o l e s t a n - 5 ( 6 ) 一e n - 3 e l ( 2 2 ) ，b a t y la l c o h o l ( 2 3 ) t h 耐， t h ec o m p o n e n t so fh i g h p o l a r i t yw e r et e n t a t i v e l yi d e n t i f i e di n c l u d i n gs a p o n i n , c e r a m i d e sa n dc e r e b r o s i d e s ，e t c t h e s ec o m p o u n d sh a v ec o m p l e xs t r u c t u r e sa n d p o s s e s sr e m a r k a b l eb i o l o g i c a la c t i v i t y i nt h et h i r dc h a p t e r , w er e p o r t e dt h em e t a b o l i t e so fb a s i d i o m y c e t es p c o l l e c t e d f r o mt h eb o d yo fa c a n t h a s t e r p l a n c i b a s i d i o m y c e t es p w a sc u l t u r e d2 0 0l i nt o t a l u n d e rl a b o r a t o r yc o n d i t i o n s t h ec u l t u r eb r o t ha n dt h em y c e l i aw e r eg a t h e r e da n d e x t r a c t e d ，r e s p e c t i v e l y a st h er e s u l t s ，as e r i e so ft r i t e r p e n o i d sw e r eo b t a i n e d 丘d mt h e c u l t u r eb r o t he x t r a c t b ya n a l y s i so ft h e1d 2 dn m r , m sa n di r , w ei d e n t i f i e da s e r i e so ft h em e t a b o l i t e sn a m e da s3 - h y d r o x y - l a n o s t a - 8 ，2 4 - d i e n - 21 - o i ea c i d ( 3 一1 ) ， 1 - c a r b o n y l - 3 - h y d r o x y - l a n o s t a - 8 ，2 4 - d i e n - 21 o i ca c i d ( 3 - 2 ) ，1 , 3 - d i h y d r o x y - l a n o s t a - 8 ，2 4 - d i e n - 21 一o i ea c i d ( 3 3 ) ，e r g o s t e r o l ( 3 - 4 ) ，e r g o s t e r o lp e r o x i d e ( 3 5 ) 3 - 2i san e w c o m p o u n d a sr e p o r t e d ，t h et r i t e r p e n o i d sw i t ht h es a m ec a r b o ns k e l t o nh a dv a r i o u s p o t e n t a c t i v i t i e sa n dc o u l db eu s e da sl e a d c o m p o u n d si nd r u gr e s e a r c ha n d d e v e l o p m e n t ，f o re x a m p l et h ec o m p o u n d3 - 1s h o w e dt h eb i o a c t i v i t i e so fa n t i b i o t i c s ， a n t i f u n g i ，a n t i i n f l a m m a t o r ya n ds oo n t h i sf u n g u ss h o w e dr a t h e rh i g hp r o d u c t a b i l i t y ( a na p p r o x i m a t et o t a lo f2 0 0gm y c e l i ae x t r a c tf r o m2 0 0 lc u l t u r e ) t h i si n d i c a t e dt h e f e a s i b i l i t y o fl a r g e s c a l ef e r m e n t i o nf o rt h e p r o d u c t i o no ft r i t e r p e n o i d s f o u r c o m p o u n d s ，g f 一1 ( 3 - 6 ) ，c y l o ( p h e - t y r ) ( 3 - 7 ) ，c y l o ( p h e - p h e ) ( 3 - 8 ) ，d e r i v a t i v eo fb a t y l 中山大学硕士学位论文 a l c o h o l ( 3 - 9 ) ，w e l ep u r i f i e df r o mt h ec u l t u r eb r o t he x t r a c t i tw a s t h ef i r s tt i m et o o b t a i nc o m p o u n d s3 - 6f r o mt h en a t u r a ls o u r c e ，w h i c hi sar a r eg r e e ns o l i da n dh a s i n t e n s i t yf l u o r e s c e n c ei nt h eu l t r a v i o l e tl i g h t k e y w o r d s ：a c a n t h a s t e r p l a n c i ，s y m b i o t i cf u n g u s ，b a s i d i o m y c e t es p ，m e t a b o l i t e v 论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 寸啊忍 乐 ， 参 扣 名 月 签 0 者 u l 馑 年 文 何 论 易 位 期 学 日 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆、院系资料室被查阅，有权将学位论文的内容编入 有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论文。 导师签名：考黔 日期：咋舌月8e t 敲 了 铡 日 _ i ： 艿 名 月 签 乡 者 f 雠 年 文 竹 敝 洲 位 期 学 日 知识产权保护声明 本人郑重声明：我所提交答辩的学位论文，是本人在导师指导下 完成的成果，该成果属于中山大学化学与化学工程学院，受国家知识 产权法保护。在学期间与毕业后以任何形式公开发表论文或申请专 利，均需由导师作为通讯联系人，未经导师的书面许可，本人不得以 任何方式，以任何其它单位作全部和局部署名公布学位论文成果。本 人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 戤吨硪剔程各瓣 醐1 铋耶日 日期川叫鹏日 中山大学硕士学位论文 第一章前言 在众多海洋生物中，海洋微生物次级代谢研究已成为目前药学、化学及生物 等多个领域关注的热点，其原因在于近年来不断从中发现得到了大量的结构新 颖、活性独特的次级代谢产物。过去8 0 年中，人们从微生物中分离到多种结构 类型的化合物，如萜类、甾类化合物、生物碱、多肽、大环内酯等。这些天然有 机物很多具有生物活性的，有些是抗肿瘤或抗菌活性，为药物研发提供了丰富的 先导化合物。因此，人们对从海洋微生物中找到新的特效药物寄予极大的希望【l j 。 自从美国1 9 6 7 年提出“向海洋要药 的口号开始，“蓝色药物引起了各国的重 视，短短几十年便有1 0 0 0 0 多种新型结构的化合物被发现，其中2 0 0 多种已申请 了专利【2 】o 目前，国内外寻找海洋药物的研究对象主要是海藻和海洋动物，据报道，到 目前为止已成功地分离到几千多种具有生物活性的海洋天然产物，但由于其含量 较低，生物量有限，分离提取的生产成本较高，使得许多研究成果的应用推广受 到一定的限制。因此，目前人们把注意力转向海洋微生物的培养与发酵技术以及 其代谢产物的研究上。同时海洋微生物的特点是繁殖快、易培养等，可以结合现 代发酵工程技术，使之工业化生产、降低海洋药物的生产成本。因此，从海洋微 生物中筛选生物活性物质具有广阔的开发应用前景 3 , 4 1 。 微生物在海洋中的分布非常广泛，在极端的环境中都有微生物存在。它们有 的自由生活在海水中，有的存在于一些海底沉淀物或海泥的表面，还有一部分与 海洋动植物处于共生、共栖、寄生或附生的关系，此类微生物称为共附生微生物。 海洋微生物与海洋动植物共附生是一个非常普遍的现象 5 】。 近年，国外对海洋生物次级代谢产物及其生态学作了探讨性研究，结果发现， 某些活性物质实际上可能是由与其共附生的微生物产生的，例如从海绵共附生微 生物中发现许多与其宿主相同或相关的结构新颖、活性独特的次级代谢产物。因 此，对共附生微生物活性次级代谢产物的研究成为国内外研究者的热点。研究发 现，许多微生物与其宿主附生是具有种属特异性的。如浅海乌贼e u p r y m n a 中山大学硕士学位论文 s c o l o p e s 与发光细菌h b r i o f i s c h e r i ，苔藓虫b u g u l an e r i t i n a 和e n d o b u g u l as e r t u l a ， 这些共生体之间可能存在着特异的识别信号【6 】。 此外，还有些研究表明从海洋动植物中获得的结构独特的活性代谢产物，如 河豚毒素、海葵毒素等，其真正来源是与之共附生的海洋微生物，因此从海洋大 型生物的体表或内脏中分离、筛选海洋微生物药物成为新药开发的重要来源。这 已引起人们地重视并展开深入的研究，已经取得大量研究成果。河豚毒素 t e t r o d o t o x i n 是由鱼内脏中的单孢菌属细菌产生，通过细菌培养得到河豚毒素； 海参毒素i s t a m y c i n s 由海泥中的链霉菌& t e n j i m a r i e n s i s 产生，海葵毒素a p a 、 a p b 及石房蛤毒素s a x i t o x i n 等也都是由相应的海洋微生物产生。从 a p o g o n e n d e k a t a e n i a 鱼内脏中分离到脂肽f e l l u t a m i d e sa 和b ，具细胞毒性并能 刺激神经生长因子，从佛罗里达水母体内分离到一种海洋细菌可产生新抗生素 s a l i n a r n i d ea 、b ，从海洋双贝壳m y t i l u sc o c c u s 上分离的丝状真菌青霉得到代 谢产物c o r u s c o l ，而螃蟹c h i n o e c e t e so p i l i o 上分离到真菌p h o m as p 可产生 p h o r n a c t i n s ，虾卵共生菌中可分离出有明显抗真菌作用的抗生素i s t a t i n 。所有研 究成果表明这是开发新型海洋微生物药物的重要来源。 1 1 长棘海星的研究现状 长棘海星( a c a n t h a s t e rp l a n c o ，属棘皮动物门( e c h i n o d e r m a t a ) 海星纲 ( a s t e r o i d e a ) 。棘皮动物是海洋里常见的、大型无脊椎动物，是研究海洋药物的良 好材料，现已知15 0 0 多种。我国沿海海域有1 0 0 多种。长棘海星广泛分布于太 平洋一印度洋的热带、亚热带珊瑚礁环境。长棘海星全身还长满毒刺，其体内毒 素对人和其它海洋生物均有毒害作用。现代药理学研究表明，其毒素提取物能对 哺乳动物、鱼、昆虫、以及其它类型的生物产生致命性的毒害；对肿瘤细胞和病 毒有抑制活性；能阻断哺乳动物神经肌肉的传递，能引起肝的严重退化【7 8 】；具 有抗炎、止痛作用；对不同生物来源的红血球能产生溶血作用；有降低血压、引 起血小板和白血球减少的功效：能引起小鼠子宫收缩和增加血管的渗透性，引起 小鼠肝微粒体谷胱甘肽s 转移酶和细胞色素p 4 5 0 酶活力的降低【9 1 。在海底世界， 长棘海星分泌的化合物还能够引起海蜗牛、海葵、和其它海洋生物的逃避反应 【i o 】。 2 中山大学硕士学位论文 长牌海星以珊瑚虫为食，在国际上被公认为是破坏珊瑚礁的“首席杀手”。 据估计，一个海星每年至少要吃掉6 平方米的珊瑚。长棘海星爆发的后果是严重 的、长期的。珊瑚在遭受长林海星破坏后，其生态恢复时间也在延长，而且很难 恢复到爆发前的情况l 。我国南海有丰富的珊瑚礁资源，长棘海星的分布也非 常广泛，每年均要定期开展长棘海星的人工捕捞以保护珊瑚礁免遭太规模的破 坏。 在上个世纪7 0 年代，国际上就陆陆续续地开展了长棘海星的化学成分研究， 迄今为止，各国研究人员已相继从长棘海星体内获得了十几类化学物厩其中包 括皂苷、甾醇、蒽醌、生物碱、脂类、多糖、多肽、神经酰胺、神经鞘糖脂，蛋 白质类等物质，药理研究表明主要生物活性表现在抗肿瘤、抗心血管病、抗菌、 抗病毒、抗放射、抗衰老、止血、镇痛和消炎等方面。 r 长棘海星1 1 1 1 长棘海星的化学成分 ( k 韩海星吞噬珊瑚) ( 1 ) 脂肪酸 日本科学家t c r u y a 等【1 ”发现几种不饱和脂肪酸对长棘海星具有诱捕作用。 海胆t o x o p n e u s t e sp i l e o l u s 的内脏可以产生了引诱长棘海星的物质。利用简单的 生物测定系统，证实了将分离花生四烯酸和小亚麻酸作为喂养可引诱捕获长棘海 星。而其他不饱和脂肪酸，如二十碳五烯酸，二十二碳六烯酸和亚油酸则没诱捕 作用，表明长棘海星通过脂肪酸寻找珊瑚的。在过去的研究，也通过两种脂肪酸 中山大学硕士学位论文 来诱捕另外一珊瑚杀手d r u p e l l ac d 聊“1 3 】。这既种不饱和脂肪酸从长棘海星提取 液石油醚层得到的，具有重要的应用价值。 ( 2 ) 皂甙 海星皂苷一词原来通称从海星中获得的所有毒性甾体皂苷，后来逐渐用来 专指具有9 ( 1 1 ) 3 d ，6 q 一二羟基甾体母核，并在3 位硫酸化、6 位糖基化的一类特 定的大分子化合物。长棘海星中也含有大量的皂甙，1 9 9 0 年a u r i a 等【1 4 】从长棘 海星中分离得到两个新皂甙( 1 ) 。1 9 8 6 年t a k u r a 等【1 5 】从长棘海星中分离得到四个 新皂甙从长棘海星分离得到分别命名为：a c a n t h a g l y c o s i d eb ( 2 ) ，c ( 3 ) ，d 和f 。 海星的皂苷主要分为糖苷和甾醇类化合物：糖苷是长棘海星中很重要的一大类化 合物。其中发现的主要是甾体糖苷。另一类是甾醇，甾醇是生物膜的重要成分， 也是某些激素的前体。长棘海星是多羟基甾醇最丰富的源泉，多羟基甾醇主要以 硫酸酯钠盐、糖甙或游离的形式存在，个别以磷酸缀合物的形式存在，它们往往 都具有显著的生理活性。长棘海星也分离得到许多甾醇，这些甾醇具有多样的生 物活性，如抗菌，抗肿瘤等。均有文献报道从长棘海星中分离得到。1 9 7 6 年f l e m i n g 等发现了一种甾体糖苷( 4 ) 。s h e i k h 等也得到一甾体糖苷【1 7 1 。1 9 8 5 年p i z z a 等 分离得到一甾醇。1 9 8 0 年s a t o 等从长棘海星中分离得到一甾醇( 5 ) 【1 9 1 。1 9 8 5 年w a k u n a g a 等【2 0 】也分离结构新颖具有生物活性的甾醇( 6 ) 。 4 h l 2 ：m e o h z , c h m e 2 ) 中山大学硕士学位论文 h ( 5 ) _ ：m e ( 3 ) 神经鞘糖脂 有些神经酰胺也连接有糖基，以脑苷脂( c e r e b r o s i d e s ) 的形式存在。长棘海星 含有大量的神经鞘糖脂。1 9 8 0 年，k o m o n 等报道从长棘海星中得到脑苷脂混合 物，经酸催化的甲醇解得到4 个洳羟基脂肪酸 t e t r a c o s a n o a t e ( 主要) ，t r i c o s a n o a t e ， d o c o s a n o a t e 和n o n a d e c a n o a t e 的甲酯化产物【2 l 】。两个2 - a m i n o 1 ，3 ，4a l k a n e t r i o l s h e p t a d e c a n e t r i o l ( m a j o rc o m p o n e n t ) 和o c t a d e c a n e t r i 0 1 和甲基糖苷。m i y a m o t o 等 瞄】从长棘海星中分离得到两种新神经节苷脂。从长棘海星分离得到a g 1 ，然后 通过酶的降解，降解分离得到一低聚寡糖和两个神经酰胺。通过光谱和色谱等来 确定化合物的结构。最后鉴定为神经节苷脂，分别命名为：a c a n t h a g a n g l i o s i d e si 和j ( 7 8 ) 。k a w a n o 等把c h c l 3 m e o h 提取物分成不溶于水和溶于水的两部分。 水溶性部分得到a c a n t h a l a c t o s i d ea 和b 2 3 】和5 个新的神经节苷脂 a c a n t h a g a n g l i o s i d e sa o e ( 9 1 3 ) 【2 4 1 。不溶于水的部分得到6 个新的脑苷脂化合物 a c a n t h a c e r e b r o s i d e a - f ( 1 4 1 9 ) 。1 9 9 0 年，s m i m o v a 报道了另外3 个神经节苷脂， 其中主要成分是p g a l a c t o f u r a n o s y l - ( 1 ，4 ) 一a - n - a c e t y l n e u r a m i n o s y l 一( 2 ，3 ) 一1 3 一g a l a c t o p y r a n o s y l ( 1 ，4 ) 一p g l u c o p y r a n o s y l - ( 1 ，1 ) - c e r a m i d ，碱基链含c 1 6 一鞘氨醇【2 5 】。1 9 9 7 年m i y a m o t o 等【2 6 1 从长棘海星a g 2 种分离得到三种神经节苷脂，分别命名为： a c a n t h a g a n g l i o s i d e sf ，g 和h 。两个新甾体糖苷( 2 0 - 2 1 ) 从长棘海星中分离得到的 2 7 , 2 8 1 。1 9 9 0 年k o m o f i 等【2 9 1 从长棘海星分离得到一神经鞘糖脂。脑苷脂化合物有 些具有药理活性，可用于治疗老年痴呆，帕金森疾病和其它神经衰弱性疾病。 中山大学硕士学位论文 o h o 2 ) n m e h n o h 、小： h o 、x ( c h 2 ) m m e 。n ( c h h 2 m m e h _ n o h 俅h o ( 一c h 2 ) p m m e 一 、d ( 9m = 1 7 ( 1 0 m = 1 3 ( 1 1m = 2 1 ( 1 2m = 1 3 ( 1 3 m = 2 1 n = 1 p 2 n = 1 p 2 n = l ，p 2 n = 2 ，p 2 n = 2 。p = 1 ) 7 ) 1 ) 7 ) 1 ) ( 1 4x = c h o h ，n = 2 1 。m = l1 ) ( 1 5x = c h o h ，n - 1 3 ，m = 1 7 ) ( 1 6x = c h ( o h ) ( c h 2 ) 8 c h = c h 。n = 1 3 。m = 7 ) ( 1 7x = c h = c h ( c h 2 ) 4 c h = c h 。n = 1 9 ，m = 6 ) ( 1 8x = c h = c h ( c h 2 ) 4 c h = c h ，n = 2 0 ，m = 6 ) ( 1 9x = c h = c h ( c h 2 ) 4 c h = c h ，n = 2 1 ，m = 6 ) 6 中山大学硕士学位论文 ( z 0 ) c h 2 ) n c h m e 2 ( 2 1 ) ( 4 ) 多糖 多聚糖由单糖聚合成由水提取，再用3 倍体积的9 5 酒精进行醇析，经纯化 聚合成极性大分子，分子量为数万至数百而得。水提取得多数是中性多糖，用弱 碱性水溶液可溶，是构成生命活动的4 大基本物质之一。对于蛋白多糖，生物 聚合物，几乎存在与所有生物体中。可利用酶法提取多糖【3 0 1 。1 9 8 8 年s u 西y a m a 等从长棘海星得到的多聚糖：化合物( 2 2 ) ，结构通过2 d c o s y ，n o e s y 等确认 【3 1 1 。多糖不仅具有抗肿瘤等生物活性还具有保健作用。 ( 5 ) 色素类化合物 长棘海星体内有很多色素类化合物。1 9 6 7 年【3 刁报道在长棘海星发现葸醌类 化合物，均属于1 , 6 ，8 三羟基9 ，1 0 葸醌的衍生物( 2 3 2 4 ) 。1 9 7 6 年t a n a k a 等醐从 长棘海星分离得到类胡萝卜色素。 m e ( h 2 c ) 11 o h n h 2 ( 2 2 ) o 7 ( 2 3r = c h 2 c h 2 c h 3 ) ( 2 4r = c h o h - c h 2 c h 3 ) r ( 2 5r = c h 2 c h o h c h 3 ) ( 2 6r = c h 2 c h 2 c h 2 0 h ) 中山大学硕士学位论文 ( 6 ) 神经酰胺和类蛋白体化合物 类蛋白体是具有独特结构的一簇蛋白质，呈三股螺旋结构，有三条左手螺旋 a 链又相互缠成右手螺旋结构即超螺旋结构。根据它们在体内的分布和功能特 点，可将胶原分为间质胶原、细胞外周胶原、基膜胶原。胶原是细胞外基质的主 要化合物。胶原蛋白广泛地存在于棘皮动物门，海星体壁占总重7 5 左右，蛋白 质含量约为7 ，其中主要为胶原蛋白。长棘海星对人体有害，而对人体有害的 东西就是类蛋白质的物质( 如多肽类化合物) 。 神经酰胺是由长链脂肪酸与鞘胺醇的氨基经脱水而形成的一类酰胺化合物， 是一种免疫调节剂，有抗肿瘤，白血病细胞毒性和抗菌活性。1 9 9 8 年i n a g a k i 等 【3 4 】从长棘海星种分离得到三种结构新颖的神经酰胺。从长棘海星提取液的 c h c l 3 m e o h 分离得到。h i g u c h i 等【3 5 】分离得到能降解糖的化合物n - 月旨肪酸和神 经鞘氨醇片段的化合物2 7 和2 8 。这两个化合物一个为神经酰胺，另外一个为4 羟双氢神经鞘氨醇酰胺。 。k 删e h n ”“一 2 丫民 1 1 2 生物活性 h 塔9 h 删e h n ”一“。 的2 丫r ( 2 7r 1 = ( c h 2 ) y c h m e 2 ，( c h 2 ) y m e 。o r ( c h 2 ) y c h m e e t ) ( 2 8 r 2 = h ：x = 7 - 2 7 ；y = 5 - 1 7 ) ( 1 ) 毒性研究 长棘海星对人和动物有毒，是因为有毒液，该毒液为蛋白类毒物【3 6 1 。2 0 0 4 年s h i o m i 等【3 7 】有两种长棘海星分离出毒物，半致死量为1 4 0 p g k g 。多数海洋毒 素具有独特的化学结构。由于许多高毒性的毒素是以针对生物神经系统或心血管 系统的高特异性作用为基础，因此，这些毒素及其作用机制是发现新神经系统或 心血管系统药物的重要导向化合物和线索，也可作为寻找新农药的基础。现已发 现的海洋毒素其化学结构大致可分为：聚醚类化合物、含氮化合物、溶血糖脂类、 记忆丧失性氨基酸贝毒、脂溶性酚类和含磷化合物。 8 中山大学硕士学位论文 ( 2 ) 溶血活性 郭承华等【3 8 】研究表明从长棘海星的各个组织中提取的皂苷，其溶血指数各 不相同。生殖腺中提取的总皂苷含量虽低，但总溶血指数最高。s h i o m i 等【3 明从 长棘海星毒液中分离得到两种磷酯酶a 2 。分别命名为：a p p l a 2 i 和i i 。通过 酶测试，在卵磷脂存在的条件下它们都具有溶血活性和从卵磷脂与标志不饱和脂 肪酸在s n - 2 的位置释放出荧光脂肪酸。 ( 3 ) 抗癌活性 由于海星的提取物中具有广泛的细胞毒性，长棘海星的抗癌活性研究也十分 活跃，因为长棘海星中有大量皂苷、甾醇，也有生物碱、多糖等。而这些化合物 是抗肿瘤活性化合物的主要来源。其实验结果表明：长棘海星总皂苷不仅对体外 培养的肿瘤细胞有直接的细胞毒作用，明显地抑制肿瘤细胞的生长对肿瘤的治疗 可具有重要的意义。 ( 4 ) 抗炎活性 在海洋棘皮动物中研究最热的皂苷被证明具有很强的抗炎活性，s h i o m i 等 4 0 i 从长棘海星中研究提取的化合物的具有抗炎活性。最近有学者发现长棘海星中的 蛋白多糖也具有很好的抗炎活性。 ( 5 ) 抗病毒活性 长棘海星中获得的几种皂苷，能抑制在雏鸡胚胎中培养的流感病毒增值，海 星皂苷对伪狂犬病毒( s f r v 1 ) 有抑制作用，其中多羟基皂苷效果较强【4 1 1 。构效关 系表明硫酸基团位于a 环或b 环的甾醇活性最好。 ( 6 ) 抗凝血活性 1 9 9 8 年k o y a r r m 等f 4 2 1 从长棘海星分离出一种多肽具有抗凝血活性。这种多肽 抗原延长活化部分凝血激酶时间和凝血激酶原时间。这种多肽的作用在于激活抗 凝血素起作用。这两因素都是通过本身的磷脂钙离子和外在组织磷脂钙离子起抑 制作用。1 9 9 7 生l e a n i y a 等【4 3 】从长棘海星得到p l a n c i i 血a 。这个化合物具有抗凝血 活性。 ( 7 ) 其他活性 抗污活性：虽然没有文献记录，证据表明海星可以抗污的，不被生物附着。 在潮湿干燥的季节在澳大利亚北部昆兰市州几种热带长棘海星没有生物体或细 9 中山大学硕士学位论文 菌附着，而在同样的季节，在其他的7 种海星身上大概附着1 0 4 1 0 5c e l l s c m 2 。 其他比如海藻之类也没抗污生物的活性 4 4 1 。a r i m o t o 等在对长棘海星进行感应和 喂养兴奋剂的实验中发现长棘海星具有抗污物质和抗生物的活性【4 5 1 。 抗衰老活性：o j i l ( a 等【4 6 垣过溶剂分配和色谱从长棘海星中分离得到一新型 有神经生长因子的甾类糖苷，该化合物预防和治疗衰老相关的脑功能障碍的生物 活性的。s p h i n g o g l y c o l i p i d si ( r = c 1 0 2 5