生物活性物质的论文 海鞘中生物活性物质研究进展

海鞘中生物活性物质研究进展陈小闻岭南师范学院生命科学与技术学院，湛江，524048摘 要：在海洋生物中，海鞘是种类较为丰富的背囊动物，是以单体或群体生活的海洋动物。海鞘类在系统分类上占有特殊的位置，并因其含有强特异性生理活性物质，海鞘被视为研究生物学、免疫化学和神经生理学等学科的较为理想的生物之一。我国海鞘资源相当丰富，目前已发现有103种，其中渤海有5种、黄海有21种、东海有24种、南海有53种。今年的研究表明，海鞘含有多种生理活性物质，是除海绵以外人类获取具有显著生理活性物质的重要生物资源。关键词：海鞘；生物碱；环肽；多硫化物Research Progress of Bioactive subsrances from AscidiansChen xiao-wen (Life Science and Technology School, Lingnan Normal University, Zhanjiang, 524048)Abstract:In marine organisms, species ascidian is abundant backpack animal, is single or group living marine animal. Ascidians occupies a special position in the classification system, and it contains strong specific physiological active substances, ascidians is regarded as one of the ideal biological study biology, immunohistochemistry and neurophysiology and other disciplines. Ascidians resources in China is rich, has found 103 species, including 5 species in Bohai, the Yellow Sea 21, China 24, China 53. This study shows that, the ascidian contains many physiologically active substance, is in addition to sponge outside human access to important biological resources has significant physiological active substances.Keywords:sea squirts,alkaloids,cyclic peptides,polysulfide海鞘是接近脊索动物门的高等无脊椎动物 1,属于脊索动物,尾索动物亚门,海鞘纲,它与尾索动物亚门的另外2个纲一起被称为被囊动物.全世界大约有 2 000 种被囊动物, 其中海鞘占大多数2. 我国海鞘资源相当丰富,已纪录中国沿海海鞘类有66种,其中渤海有5 种,黄海有21种,东海有2 种,南海有53种3. 海鞘以单体或群体行固着式生活,形态差异很大,单体生活的海鞘体长从1 cm 15 cm不等,群体生活的海鞘常附生于岩石上,通常呈薄层状,最厚可达 5 cm. 20世纪80 年代以来,从中发现了许多抗肿瘤、抗病毒、抗微生物以及免疫调节、生物催化等生理活性物47。海鞘中含有种类丰富、结构新颖的次生代谢产物，具有多种生物活性，是海洋抗肿瘤活性先导化合物的重要来源之一。1 肽类从海鞘中发现一类重要的代谢产物就是肽类，这些肽类大多数具有较好的抗肿瘤活性，且从结构上可分为环肽和非环肽。1.1 环肽1981年Rinehart8从海鞘 Trididemnum solidum 中分离得到环肽类抗肿瘤活性成分Didemnins，实验证实有抗多种肿瘤细胞的活性，以抗子宫癌、肺癌、胃癌、间皮瘤和肉瘤最为明显，其中Didemnin B的抗肿瘤活性最强。Didemnin B是由7个氨基酸和2个羧酸组成的带有分支的环缩肽，是第一个进入临床研究的海洋抗肿瘤药物，低浓度（0.01g/mL）时即对乳腺癌、卵巢癌、肾癌、白血病、间皮瘤及肉瘤等有较强的细胞毒活性，能抑制DNA、RNA以及蛋白质合成。对黑色素瘤B16细胞周期作用的研究表明，Didemnin B可杀伤各期细胞尤其是G/S期细胞。但是，期临床试验发现，人工合成的Didemnin B在推荐剂量范围内无明显疗效，并且大剂量时出现显著的毒性反应。Patellamides，lissoclinamides，Ulicylamide，Tawicyclamide A和B是从lissoclinum patella中分离出来的环肽，它们具有中等细胞毒活性，IC50值在数g/mL之间。其中的Patellamide D能明显地提高人白血病MDR细胞株对抗癌药物的敏感性。Cycloxaoline是来自L.bistratum的环六肽。Shiori9等在研究了数种环肽后发现，恶唑啉环在环或非环状肽类化合物表现细胞毒活性中有重要作用，无恶唑啉环的Tawicyclamides对人类结肠癌细胞株仅有轻微的细胞毒活性 (IC50: 30g/mL)而L.bistratum 中所含二环六肽Cycloxaoline细胞毒活性最强(IC50 : 0.5g/mL，MRC5CVI成纤细胞和T24 膀胱癌细胞)从澳大利亚海鞘的代谢产物中分离出环七肽Mollamide，其对P388, A549, HT29和CV1 细胞瘤的IC50分别为1, 2.5, 2.5和2.5 g/mL。另外Mollamide还能抑制RNA的合成 (IC50：1 g/mL ，这些研究成果均支持上述结论。机理研究表明，Ulithiacyclamide主要抑制蛋白质合成，而对DAN合成基本没有影响10-13。1.2 非环肽海鞘代谢产物中非环肽相对较少,而且大多数活性不强。Mcdonald 等从海鞘 Botryllus 中分离得到系列化合物 botryllamides A-D 14,这些化合物属苯丙氨酸衍生物。其中只有botryllamide D 对 HCT-116细胞有抑制作用。M.J.Vazquez 等从同种海鞘中分离出二肽 caledonin ,该二肽中含有n-辛烷链的六元环,由于其结构独特,可能与金属离子在细胞膜运行有关。2 生物碱类生物碱(alkaloid)是天然的含氮有机化合物,但不包括氨基酸、蛋白质、核苷等。生物碱是研究得最早的一类有机化合物,它广泛分布于植物界,源于植物中的许多生物碱已成为重要的药物,因此一直是天然有机化学的重要研究领域之一。海鞘中又发现许多新型的生物碱,大多显示特殊的生理活性。生物碱是研究得最早的一类重要天然有机化合物,也一直是天然有机化学的重要研究领域之一. 海鞘中也发现了许多新型的生物碱. Wesley等15从采自太平洋的海鞘Akademik oparin 中发现了lukianol A 和 B , 属吡咯并恶嗪酮类化合物.Lukianol A 对人表皮癌细胞( KB) 有抑制作用( MIC :1 g/mL). Lukianols 与 lamel larins 类16,17化合物的结构相似.Lamellarin I 、K 和L对P388和A549 ,细胞均有明显的细胞毒性( IC50: 0. 25 g/mL), lamel larin K和L 还显示中等的免疫调节活性. Staurosporine 类生物碱是Kinnel18和Horton 等19首次从海洋生物中得到的吲哚并 2 , 3 -a 咔唑类化合物. 11 -hy-droxystaurosporine和staurosporine aglycone( Ic252c) 均有强烈的细胞毒性和蛋白激酶C( PKC) 抑制活性.Radchenko 等20又合成了 Polycarpine , 并对合成产物进行了各种抗肿瘤活性试验,均显示出极强的活性,特别是,在小鼠体内对P388 、L1210、Ehrlich 癌细胞有强抑制作用; 在体外,对取自 Raus 肉瘤和鸟成骨髓细胞病毒的逆转录酶有强抑制作用( IC50: 5. 010-6mol/L); 对取自小鼠脑的Na+ ,K+ -ATP 酶有强抑制活性( IC50: 5. 0 10-7mol/L); 对 IMPAH( ino-sine monophosphate dehydrogenase )的 IC50值为0. 03mol/L.3 聚醚类bistramide A是从海鞘 Lissoclinum bistratum 中分离得到的聚醚类化合物。bistramide A 10100 nmol/L时会引起人HL-60细胞株不完全分化，对肺癌A549和乳腺癌MCF-7细胞株的IC50值分别为1.0，2.9 nmol/L，且在5 nmol/L浓度时可抑制A549细胞株集落形成，该生物活性由蛋白激酶c（PKC）介导21。深入研究表明，它能通过对磷酸化作用的影响干扰微管组装，同时引起DNA损伤22。bistramide B是bistramide A的乙酰化产物，对膀胱癌细胞株T24和小鼠的LD50分别为0.07，1.5 mg/kg。此外还分离出了bistramide C、D、K，对人小细胞肺癌细胞株NSCLC-N6等6个肿瘤细胞具有细胞毒活性，活性最强的bistramide C 的IC50为0.03 g/mL。bistmmide K可阻滞NSCLC-N6细胞株于Gl期23。Statsuk等24发现肌动蛋白是bistramide A的细胞受体。bistramide A破坏肌动蛋白的细胞骨架，解聚体内的F-肌动蛋白，并以1:1与单体G-肌动蛋白结合。4 大环内酯类海鞘中分离出的大环内酯数量不多,但都具有较强生理活性。从Lissoclinum patella 中得到patellazoles A-C是含有噻唑环的大环内酯。其二十四环结构通过大量的2D-NMR实验确定25,而噻唑环则是经与取代噻唑比较后确定。Patellazole B 对KB细胞株的IC50为600pg/mL。从海鞘Eudistoma cf.rigida中分出的IejimalidesA-D是另一类二十四元环的大环内酯,其结构也是依靠2D-NMR确定的26。其中,IejimalidesA与B对L1210细胞的IC50分别为62g/mL和32g/mL;对L5178鼠黑色素瘤细胞IC50分别为22g/mL和1g/mL。日本生物海洋科学大学化学系胡明月等从日本冲绳海域的Lissoclinum sp.中分离得到一种抗肿瘤活性的十四元大环内酯haterumalide B,该物质的结构特点是一个五元呋喃环与十四元环稠合,感兴趣的事在环的8-位上含有卤素元素氯。药理活性表明,该化合物在浓度为0.01ug/mL时能完全抑制海胆受精卵的首次分裂。5 萜类从海鞘中很少分离出萜类化合物,styeloide是首次从海鞘Styela plicata中分出的西松烷型二萜,这类化合物常常从软珊瑚中得到。另一个很罕见的二萜是含氯的Dichlorolissoclimide,它的结构中含有一个少见的琥珀酰亚胺片段27。该化合物具有很强的细胞毒性:对KB细胞IC50为14g/mL,对P388鼠黑色素瘤细胞IC50为1g/mL。从Aplidium sp.中分出的Aplideasphingo对KB细胞、L1210细胞有细胞毒作用,并且有抗革兰氏阴性、阳性菌及抑制庖诊I型病毒的活性,并已被全合成。6 其他Kobayashi Junichi等从采自冲绳的海鞘Aplidium multiplicatum 得到系列的核苷酸衍生物shimofridinsA-G。Shimofridin A 有多种生物活性:对小鼠淋巴L1210细胞的IC50为9.5ug/mL;对真菌Trichophyton memtagrophytes 的MIC为133ug/mL;对革兰氏阳性菌Sarcina lutea的MIC为66ug/mL;它还对PKC有抑制作用。Lissolinum属海鞘含有众多细胞毒素类化合物,从该海鞘中不仅发现环肽和生物碱,而且还发现系列聚醚类化合物。例如,J.Biard等从海鞘L.bistratum中发现5个聚醚化合物bisramidesA-D 和bistramide K ,这些化合物均具有较强的细胞毒活性。另外,细胞荧光分析显示BST-K使NSCLC-CN6细胞在G1期发生完全阻断。BST-D和K,尤其是BST-K在体内毒性很小,因此对生长缓慢的肿瘤细胞,如NSCLC-N6有较好的疗效。A.Anna等从地中海采集的海星Microcosmus vulgaris 中分离得到C11脂肪族硫酸钠盐(3Z)-4,8-二甲基-3-烯-壬硫酸钠,该物质虽然结构简单,但生物活性实验表明,该化合物对GM7373内皮细胞和WHEI纤维肉瘤细胞具有抗增生的活性。海鞘除了活性物质的研究,日本研究人员在新一期自然杂志网络版更是发表论文,表明海鞘的再生能力很有研究价值。另外幼体的神经细胞经过处理后,在成体依旧保留并继续发挥其功能,让海鞘这一物种更有研究价值。这么看来,海鞘的未来,值得深究。参考文献：1黄宗国.海洋污损生物及其防除( 上册) M . 北京: 海洋出版社, 1984, 352.2顾谦群,俎成立,方玉春,等.柄海鞘 Styela clava 化学成分的研究 J . 中国海洋药物,2000( 1): 4-7.3郑成兴. 中国沿海海鞘的物种多样性 J . 生物多样性, 1995 ,3( 4): 201-205.4RAFTOS D A ,NAIRS V,ROBBINS J.A complement component C3like protein from the tunicate,Styela plicataJ.Dev.Comp Immunol,2002,26(4);307-3125王超杰,苏镜娱.海鞘中抗肿瘤活性物质的研究概况 J .有机化学, 1997 , 17: 481-487.6王秉. 海洋药物的抗病毒研究 J .生物工程进展, 1996 ,16( 6): 74-76.7RINEHART K L.Antiviral agents from novel marine and terrestrial sourcesJ. 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