芸薹生链格孢壳梭菌素类化学成分及抗肺癌活性研究

Fusicoccane family, which characterized by a novel tricyclic scaffold, exhibit intriguing structures and significant bioactivities. Investigation on the references about structure identification of BCs, we found that the structures of BC-C families have other possibilities. We successively reassigned the original proposed architectures of the whole BC-C families from 5/8/5 to 5/9/5 ring system by adding NMR computations, biosynthetic logic and experimental verification. In addition, the n-butyl alcohol fraction of A. brassicicola could significantly inhibit growth of A549 cells in vitro and upregulate the express of TRAIL. In this project, more BCs will be obtained from A. brassicicola, which separated from Siegesbeckia pubescens and Brassica oleracea, coupling of ordinary and OSMAC optimized fermentation, to verify the rationality of the structure revision research by experimental NMR data. Furthermore, screening for in vitro and in vivo anti-lung cancer activities of glycosidic BCs will be performed, and the anti-tumor mechanism research will be clarified for the synergistic effect of BCs and IFN-α inducing apoptosis through the TRAIL signaling system.

壳梭菌素是一类结构新颖活性显著的三环萜类化合物。申请人在回顾文献报道的所有壳梭菌素亚类BCs分子结构推导的过程时，发现BCs的分子结构存在其他的可能。申请人运用量子化学计算/生物合成途径合理假设/实验验证相结合的研究策略将BC-C骨架所有化合物从5/8/5纠正为含桥头双键的5/9/5环系。BCs的产生菌芸薹生链格孢提取物的正丁醇部位有抑制A549细胞增值活性，能够上调肺癌细胞TRAIL蛋白的表达。本项目拟对腺梗豨莶和甘蓝两种来源的芸薹生链格孢分别采取普通条件和OSMAC策略优化后的条件放大发酵，对四种发酵物的化学成分进行系统研究，争取找到全部已纠错BC-C骨架化合物，验证结构纠错合理性；对四种发酵物正丁醇部位的糖苷类BCs化合物进行重点分离，研究糖苷类化合物体内外抗肺癌活性，考察BCs做为分化诱导剂通过TRAIL信号途径与IFN-α协同诱导细胞凋亡的抗肺癌作用机制。

壳梭菌素是一类结构新颖活性显著的三环萜类化合物。申请人前期运用量子化学计算/生物合成途径合理假设/实验验证相结合的研究策略将BC-C骨架所有化合物从5/8/5纠正为含桥头双键的5/9/5环系。本项目对芸薹生链格孢分别采取普通条件和OSMAC策略优化后的条件放大发酵，对发酵物的化学成分进行系统研究，通过综合运用多种分离技术和波谱分析手段分离并鉴定了37个化合物的结构（新化合物21个），包括22个壳梭菌素类二萜化合物，7个杂萜类化合物，8个α-吡喃酮衍生物。其中化合物7为具有自然界十分罕见的稠合α,β-不饱和羰基四元环单元的5/9/4环系壳梭菌素类二萜；化合物8为首次报道具有高度氧化与重排的单环壳梭菌素类二萜。化合物brassicicenes C、F–H、J和K（1–6）的再次分离，验证了量子化学计算运用到化合物结构纠错准确性。. 课题组对分离得到的化合物进行了生物活性研究。对壳梭菌素化合物1–22进行抗炎活性筛选，体外和体内实验结果表明，化合物7能与IKKβ紧密结合，导致NF-κB信号通路失活，具有显著的抗炎活性。通过体外实验测定杂萜化合物23-29对MM231，MM468，HeLa，SW1990，和SW480五种人肿瘤细胞株的增值抑制活性，结果表明化合物23, 24, 27,和29对人肿瘤细胞株具有选择性细胞毒活性，IC50值为12.83–32.87μM。