从特有属药用植物中靶向分离新化合物和发现先导结构

在我国243个特有属的500多种种子植物中，具有药用记载的约150种，其中90余种还从未进行过化学成分的研究。本项目拟采集30～40种这些还是研究空白的从形态分类学属的级别上就是我国特有的药用植物作为探索对象，首先利用串联质谱、液-质及液-核联用分析等获得这些植物提取物中各化学成分的分子量、分子式及质谱裂解、氢谱和紫外等结构信息，结合文献调研选出含有较多可能为新化合物约10种植物进行靶向分离，即利用高效液相、液-质联用和串联质谱作为化学信息追踪的探针，避开大量已知化合物的分离鉴定工作，重点针对可能是新化合物的成分进行靶向分离纯化、结构鉴定和活性筛选。传统药用经验可增加活性化合物的发现率，植物形态的特殊性从生源上为新颖结构的发现提供了可能，化学结构信息靶向追踪为新化学成分的发现凝练目标和提高效率。通过选择药用、生源特殊和靶向分离，使我们能够快速获得新天然化合物和发现先导结构。

通过三年来的研究和探索，我们按照项目计划全面开展和完成了该项基金课题。为了实现化学信息追踪的靶向分离，我们建立了一种基于开源和免费组件的小分子数据库解决方案MyMolDB。另外基于我们自己以前建立的针对天然产物的质谱智能解析程序AuMass，开发出了SmartMass这个基于化合物质谱裂解模式的结构解析软件。此外还建立了一种单糖质谱分析方法，并对一些化合物类型的质谱裂解规律进行了分析比较和归纳总结。在此基础上，我们利用液-质联用及串联质谱分析方法，对从四川、重庆和云南等地采集的羌活、裸蒴、斜萼草、降龙草、动蕊花、滇虎榛子等20余种具有传统药用记载的我国特有属种子植物，包括不同产地及部位共近百个样品中的化学成分进行了初步的探讨，进而对裸蒴等10种特有植物的化学成分进行深入的分离纯化和结构鉴定，获得近两百个化合物单体，且对许多植物样品和化合物进行了杀虫/作物抗病/除草活性以及抗癌、抗氧化等活性筛选。这些特有植物中特有成分的阐明为其进一步的研究和开发利用提供了参考。其中30余个新结构的发现和结构表征丰富了天然产物化学内容。如从川射干中发现的一个微量三萜二聚体，其新颖而复杂的化学结构通过各种2-D NMR波谱解析进行了表征，结果发表在Organic Letters上；再如从裸蒴中发现的一系列结构新颖的木脂素类化合物以及它们相互间的化学转化加深了我们对这类化合物的理解，结果发表于Journal of Organic Chemistry。此外通过液-质及串联质谱手段对羌活等特有植物中的活性和指标成分进行了定性定量分析，为相关药用资源的合理利用及药材标准的建立提供了科学依据。该项目研究工作已经发表论文15篇（其中SCI来源期刊论文13篇，均注明由该基金资助），另有5篇正在排版和投稿中。主要依托该项目资助培养出3名博士研究生和1名硕士研究生，他们因其学位论文工作出色分别获得中国科学院朱李月华优秀奖，地奥一等奖及福建卢家锡优秀奖等奖励。