基于天然活性二萜维生素缀合物的分子探针及生物学研究

Mechanistic study of bioactive natural products is one of the main focuses in current natural product research, and small molecular probe technology based on activity-based protein profiling (ABPP) is an effective approach. However, in traditional ABPP strategy, a majority of bioactive compounds cannot covalently bind with target proteins, while steric markers (tags) may affect the affinity between probes and targets. To overcome the above two problems, a class of PAL-CC-ABPP probe molecule was developed based on photoaffinity labeling (PAL) and “click chemistry” (CC) techniques. In previous study, a serials of conjugates of vitamin C and diterpenoid (ascorbylated diterpenoids) were isolated and identified from Dysoxylum hongkongense. Their total syntheses were effectively accomplished, and some conjugates and the synthetic intermediates showed important inhibitions against NF-κB. Based on the above work, we will finish the following studies in this project: (1) The ascorbylated diterpenoids will be structurally modified and more deep SAR study will be carried out on them. PAL-CC-ABPP probe molecules will then be designed and synthesized based on the SAR study, and identification of the target proteins will be made, which would be conducive to further structural modification. Emphasis will be lain on this part to discover new NF-κB inhibitors with high activity and selectivity. (2) On the basis of the genetic relationship of medicinal plants and the molecular structure, we will choose two plants and carry out systematic chemical and pharmacological studies to obtain new bioactive conjugates of vitamin and diterpenoid expectantly.

活性天然产物的作用机制研究是当前天然产物的研究热点之一，而基于活性蛋白谱研究（ABPP）的小分子探针技术是一种有效的研究方法。然而大部分活性化合物与靶标蛋白不能共价结合，报告基团过大也可能降低探针与靶标亲和力，因此，基于光亲和标记和点击化学技术开发的一类PAL-CC-ABPP探针分子克服了上述问题。我们前期从香港樫木中发现了一类新骨架二萜维生素C的缀合物，并完成了全合成工作，其中一些缀合物和合成中间体有重要的NF-κB抑制活性。本项目将在此基础上开展研究，研究重点为：对二萜维生素C缀合物进行结构优化以及深入的构效关系研究，并基于构效关系设计合成PAL-CC-ABPP探针分子并钓取其作用靶标，根据作用靶标为进一步的结构优化提供帮助，以期获得高活性高选择性的NF-κB抑制剂。其次，本项目拟以药用植物的亲缘关系和分子结构为向导，对两种樫木属植物进行系统研究，以期发现其它新型的活性萜类维生素缀合物。

维生素C是体内重要的抗氧化剂，是非常重要的生理活性物质，然而含有维生素C片段的天然产物十分稀有。本项目前期从香港樫木中发现了一类新骨架二萜维生素C的缀合物，并完成了全合成工作，其中一些缀合物和合成中间体有重要的NF-κB以及甾醇合成的抑制活性。为了利用分子探针技术寻找该类化合物的作用靶标，研究人员首先尝试新路线合成二萜维生素C缀合物的去二甲基化衍生物，得到了多个含有维生素C片段的中间体。此外，本项目按已报道的全合成路线对二萜维生素C缀合物的侧链进行了结构改造，合成了44个衍生物。研究人员对部分化合物进行了NF-κB和甾醇合成抑制活性测试，其中有多个化合物显示出良好的甾醇合成抑制活性。另一方面考虑到二萜维生素C缀合物存在的特殊性及偶然性，本项目继续对香港樫木的化学成分进行了研究，发现了多个可能是二萜维生素C缀合物生源前体的植烷型二萜。此外，还从中得到了多个免疫抑制活性突出的甾体，部分化合物甚至显示出比阳性对照环孢菌素更有潜力的免疫抑制活性，为进一步开发新型的免疫抑制剂提供了重要的先导化合物。