海藻中溴酚化合物研究進展

郭書舉, 李 敬, 蘇 華, 史大永, 范 曉

(1. 中國科學院 海洋研究所, 山東 青島 266071; 2. 中國科學院研究生院, 北京 100039)

海藻中溴酚化合物研究進展

Recent progress in the study of bromophenol derivatives from algae

郭書舉1,2, 李 敬1,2, 蘇 華1,2, 史大永1, 范 曉1

(1. 中國科學院 海洋研究所, 山東 青島 266071; 2. 中國科學院研究生院, 北京 100039)

海洋作為全球至為重要的資源庫, 為人們提供了豐富的生物資源。海藻是海洋代謝的原動力,由于其特殊的生存環(huán)境, 使得其機體內(nèi)生成許多結(jié)構(gòu)新穎、活性獨特的次生代謝產(chǎn)物, 為獲得全新結(jié)構(gòu)的新藥提供了寶貴的化合物來源。與陸生植物相比, 海藻中有大量的有機鹵化物, 尤其是溴酚類化合物, 該類化合物廣泛存在于各類海洋動植物中, 結(jié)構(gòu)從簡單的單苯環(huán)溴酚類化合物到溴酚芐基與生物堿基等形成的化合物, 復雜多樣。該類化合物在抗炎、抗菌、抗氧化、抗腫瘤、生物拒食性、α-葡萄糖苷酶抑制、PTP1B抑制等方面也表現(xiàn)出不同的生物活性。本文以其中一些典型的化合物為代表對海藻中的溴酚類化合物研究進展進行綜述。

1 紅藻中的溴酚類化合物

紅藻是溴酚化合物的重要來源, 人們已從紅藻中分離得到很多溴酚化合物, 這些紅藻主要松節(jié)藻、鴨毛藻、多管藻等, 尤其是近幾年研究比較多的松節(jié)藻更是富含溴酚類化合物。

1.1 松節(jié)藻(Rhodomela C.Agardh)

早在1967 年, Katsui 等[1]就從采自日本北海道的松節(jié)藻屬紅藻Rhodomela larix 中, 分離得到兩個溴酚化合物1～2。隨后, 日本學者又從同種海藻中分離得到溴酚化合物3～4[2], 5[3]。

近年來, 我國學者從采自中國青島沿岸的紅藻松節(jié)藻Rhodomela confervoides 中, 分離得到大量結(jié)構(gòu)新穎的溴酚化合物。如： 范曉等[4]從中分離得到 6個新的溴酚化合物6～11, 其中化合物8有一定的抗菌活性。趙杰祿等[5～6]從同種海藻中分離得到溴酚化合物12~23, 其中化合物12為一個罕見的亞砜類天然產(chǎn)物, 18是蛋白磷酸激酶C的抑制劑, 20~22為首次從自然界中獲得的由溴酚芐基與谷氨酸內(nèi)酰胺通過C—N鍵相偶聯(lián)的海藻代謝產(chǎn)物, 23為溴酚芐基與脫氧核苷形成通過 C—N鍵形成的化合物。馬明等[7,8]從同種海藻中得到溴酚與不同結(jié)構(gòu)的化合物形成的各類衍生物24~38, 其中24~27為首次報道的溴酚芐基與γ脲基丁酸通過C—N鍵形成的海藻代謝產(chǎn)物, 28~31為以苯乙醇或苯乙醇磺酸酯為基本結(jié)構(gòu)的溴酚類化合物, 33~35為溴酚芐基與堿基通過 C—N鍵形成的化合物, 36~38則是有四氫異喹啉骨架機構(gòu)的溴酚化合物。

1.2 鴨毛藻 (Symphyocladia Fkbg)

人們從鴨毛藻中也分離得到不少溴酚化合物,這些化合物多為高度溴代, 且苯環(huán)被全取代的溴酚化合物, 如： 20世紀80年代Kurata等, 從采自日本北海道的紅藻鴨毛藻 Symphyocladia latiuscula 中,分離得到一個溴酚硫酸鹽 39[9]和雙芐基溴酚醚類化合物40, 化合物40對曲霉菌Aspergillus niger、假絲酵母菌Candida albicans、革蘭氏陽性菌和陰性菌具有一定的抑制活性[10]。2000年 Choi 等[11]從采自朝鮮釜山附近的同種海藻中, 分離得到一個環(huán)己酮取代的溴酚化合物 41, 該化合物通過清除自由基DPPH 而具有抗氧化活性, 其 IC50值為 8.5 μmol/L。同年Lim 等[12], 從同種海藻中, 分離得到兩個溴酚化合物42~43, 化合物43 的結(jié)構(gòu)由X射線單晶衍射確定, 這兩個化合物均具有抗菌活性。2007年段曉娟等[13]從我國的同種海藻中分離得到新的溴酚類化合物 44~47, 這些化合物均表現(xiàn)出一定的清除自由基DPPH的活性, IC50值在10～24 μmol/L之間。

1.3 多管藻 (Polysiphonia Greville)

1980 年 Kurata 等[14], 從采自日本的紅藻多管藻Polysiphonia urceolata 中, 分離得到溴酚化合物48~55。1985 年 Glombitza 等[15], 從紅藻 Polysiphonia lanosa中, 分離得到兩個溴酚化合物 56和 57,這兩個化合物先進行化學轉(zhuǎn)化, 然后通過光譜手段和 X射線單晶衍射分析確定結(jié)構(gòu), 它們具有抗生活性。1992年Aknin 等[16], 從采自塞內(nèi)加爾的紅藻鈍尖多管藻Polysiphonia ferulacea 中, 分離得到一個9,10-二氫菲骨架化合物58, 分子結(jié)構(gòu)和絕對構(gòu)型由光譜數(shù)據(jù)確定, 該化合物的形成過程由分子力學進行了模擬。我國學者李可等[17,18]從采自中國青島海域的紅藻多管藻 Polysiphonia urceolata中發(fā)現(xiàn)了溴酚類化合物59~64, 且均表現(xiàn)出清除自由基DPPH的活性, IC50值在6～22 μmol/L之間不等。

1.4 其他紅藻

1990 年 Kubo等[19], 從紅藻 Odonthalia washingtoniensis 的甲醇提取物和Odonthalia floccosa 的二氯甲烷提取物中, 均分離得到化合物 65, 并發(fā)現(xiàn)其對陸地植物, 如水稻和生菜, 均有促進生長和延長生長期的作用。1997 年 Kurata 等[20], 從采自日本北海道的紅藻Odonthalia corymbifera中, 分離得到化合物 66~68, 其中化合物 67 具有生物拒食作用。1999年Kurihara 等[21], 從同種海藻中, 分離得到兩個溴代的二苯醚類化合物 69~70, 這兩個化合物均表現(xiàn)出了α-葡萄糖苷酶抑制活性。

1991 年 Wiemer 等[22], 從采自加勒比海的紅藻旋葉藻Vidalia obtusaloba 中, 分離得到兩個對磷脂酶具有抑制作用的溴酚化合物71和72。1997 年Konig 等[23], 從采自加勒比海的紅藻鈍形凹頂藻Laurencia obtusa 中, 分離得到有抗細菌、抗真菌活性的溴酚化合物73。

2 綠藻中的溴酚類化合物

除紅藻外, 不少綠藻也含有溴酚化合物。1983年 Sun 等[24], 從采自加勒比海的綠藻 Avrainvillea longicaulis 中, 分離得到一個具有抗菌活性以及拒食作用的溴代二苯甲烷衍生物 74。1987 年 Colon等[25], 從采自赤道的同屬綠藻Avrainvillea nigricans中, 分離得到一個多溴代的二苯甲烷化合物 75, 該化合物具有抗菌活性。1989年 Carte等[26], 從同屬綠藻 Avrainvillea rawsoni中, 分離得到具有對還原酶HMG-CoA 抑制活性的化合物76。1994 年Chen等[27], 從同種海藻中, 分離得到溴酚類化合物77。1982 年 McConnell 等[28], 從綠藻 Cymopolia barbata 中, 分離得到溴代單萜對苯二酚化合物 78及其單甲基醚化物79。1987 年Estrada 等[29], 從采自加那利群島的同種海藻中, 分離得到一個溴代對苯二酚取代的單萜化合物80。1989 年Wall等[30], 從同種海藻中分離得到 81和 82, 二者對沙門氏菌T-98 和 T-100 沒有毒性, 但對 2-氨基蒽和乙基甲烷磺酸鹽導致的T-98和T-100 誘變性表現(xiàn)了很強的抑制活性。1992 年 Park 等[31], 從采自佛羅里達的同種海藻中, 分離得到具有生物拒食作用的化合物83。1999 年Flodin 等[32], 對綠藻石莼Ulva lactuca進行了研究, 發(fā)現(xiàn)在該綠藻中, 存在著一些簡單的溴酚化合物, 如： 2,4,6-三溴苯酚, 通過對其次級代謝物進一步的研究推測, 4-羥基苯甲酸是2,4,6-三溴苯酚等一系列溴酚化合物的最可能的生物合成先導物。

3 褐藻中的溴酚類化合物

同紅藻和綠藻相比, 褐藻中發(fā)現(xiàn)的溴酚類化合物較少。1993年 Green等[33], 從紅海褐藻囊藻Colpomenia sinuosa中, 分離得到有細胞毒活性的溴酚化合物84。2004年, 徐秀麗等[34]從采自中國黃海海域的褐藻小黏膜藻Ledthesia nana中分離得到6個新的溴酚化合物85~90。

4 結(jié)語

近年來, 隨著研究的深入, 越來越多的溴酚化合物從海洋動植物中被分離出來, 其中包括很多結(jié)構(gòu)新穎, 活性突出的化合物。對于這類化合物的生源,結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系有待進一步研究。

[1] Katsui N, Suzuki Y, Kitamura S, et al. 5,6-dibromoprotocatechualdehyde and 2,3-dibromo-4,5-dihydroxybenzyl methyl ether new dibromophenols from Rhodomela larix[J]. Tetrahedron, 1967, 23： 1185-1188.

[2] Kurata K, Amiya T. Two new bromophenols from the red alga, Rhodomela larix[J]. Chemistry Letters, 1977,12： 1435-1438.

[3] Suzuki M, Kowata N, Kurosawa E. Constituents of marine plants. XXXIX. Bromophenols from the red alga Rhodomela larix[J]. Bulletin of the Chemical Society of Japan, 1980, 53(7)： 2099-2100.

[4] Fan X, Xu N J, Shi J G. Bromophenols from the Red Alga Rhodomela confervoides[J]. J Nat Prod, 2003, 66：455-458.

[5] Zhao Jielu, Fan Xiao, Wang Sujuan, et al. Bromophenol derivatives from the red alga Rhodomela confervoides[J]. J Nat Prod, 2004, 67： 1032-1035.

[6] Zhao Jielu, Ma Ming, Wang Sujuan, et al. Bromophenols coupled with derivatives of amino acids and nucleosides from the red alga Rhodomela confervoides[J]. J Nat Prod, 2005,68： 691-694.

[7] Ma Ming, Zhao Jielu, Wang Sujuan, et al. Bromophenols coupled with methyl ?-Ureidobutyrate and bromophenol sulfates from the red alga Rhodomela confervoides[J]. J Nat Prod, 2006,69： 206-210.

[8] Ma Ming, Zhao Jielu, Wang Sujuan, et al. Bromophenols coupled with nucleoside bases and brominated tetrahydroisoquinolines from the red alga Rhodomela confervoides[J]. J Nat Prod, 2007, 70： 337-341.

[9] Kurata K, Amiya T. Chemical studies on constituents of marine algae. VI. Disodium 2,3,6-tribromo- 5-hydroxybenzyl 1′,4-disulfate, a new bromophenol from the red alga Symphyocladia latiuscula[J]. Chemistry Letters, 1980, 3： 279-280.

[10] Kurata K, Amiya T. Chemical studies on constituents of marine algae. Part 5. Bis(2,3,6-tribromo-4,5-dihydroxybenzyl) ether from the red alga, Symphyocladia latiuscula[J]. Phytochemistry, 1980, 19 (1)： 141-142.

[11] Choi J S, Park H J, Jung H A, et al. A cyclohexanonyl bromophenol from the red alga Symphyocladia latiuscula[J]. J Nat Prod, 2000, 63 (12)： 1705-1706.

[12] Lim C W, Lee J S, Cho Y J. Structures and some properties of the antimicrobial compounds in the red alga,Symphyocladia latiuscula[J]. J. Koeran Fish Soc, 2000,33 (4)： 280-287.

[13] Duan X J, Li X M ,Wang B G. Highly brominated mono- and bis-phenols from the marine red alga Symphyocladia latiuscula with radical-scavenging activity[J]. J Nat Prod, 2007, 70： 1210-1213.

[14] Kurata K, Amiya T. A new bromophenol from the red alga Polysiphonia urceolata[J]. Bulletin of the Chemical Society of Japan, 1980, 53 (7)： 2020-2022.

[15] Glombitza K W, Sukopp I, Wiedenfeld H. Antibiotics from algae XXXVII. Rhodomelol and methylrhodomelol from Polysiphonia lanosa[J]. Planta Medica,1985, 5： 437-440.

[16] Aknin M, Samb A, Mirailles J, et al. Polysiphenol, a new brominated 9,10-dihydrophenanthrene from the Senegalese red alga Polysiphonia ferulacea[J].Tetrahedron Letters, 1992, 33 (4)： 555-558.

[17] Li K, Li X M, Ji N Y, et al. Natural bromophenols from the marine red alga Polysiphonia urceolata (Rhodomelaceae)： Structural elucidation and DPPH radicalscavenging activity[J]. Bioorganic & Medicinal Chemisrtry, 2007, 15： 6627-6631.

[18] Li K, Li X M, Ji N Y,et al. Bromophenols from the marine red alga Polysiphonia urceolata with DPPH radical scavenging activity[J]. J Nat Prod, 2008, 71：28-30.

[19] Kubo I, Ochi M, Shibata K, et al .Effect of a marine algal constituent on the growth of lettuce and rice seedlings[J]. J Nat Prod, 1990, 53 (1)： 50-56.

[20] Kurata K, Taniguchii K, Takashima K, et al . Feeding-deterrent bromophenols from Odonthalia corymbifera[J]. Phytochemistry, 1997, 45 (3)： 485-487.

[21] Kurihara H, Mitani T, Kawabata J, et al .Two new bromophenols from the red alga Odonthalia corymbifera[J]. J Nat Prod, 1999, 62 (6)： 882-884.

[22] Wiemer D F, Idler D D, Fenical W. Vidalols A and B,new anti-inflammatory bromophenols from the Caribbean marine red alga Vidalia obtusaloba[J]. Cellular and Molecular Life Sciences, 1991, 47 (8)： 851-853.

[23] Konig G M, Wright A D. Sesquiterpene contents of the antibacterial dichloromethane extract of the marine red alga Laurencia obtusa[J]. Planta Medica, 1997, 63 (2)：186-187.

[24] Sun H H, Paul V J, Fenical W. Avrainvilleol, a brominated diphenylmethane derivative with feeding deterrent properties from the tropical green alga Avrainvillea longicaulis[J]. Phytochemistry, 1983, 22 (3)： 743-745.

[25] Colon M, Guevara P, Gerwick W H, et al.5-Hydroxyisoavrainvilleol, a new diphenylmethane derivative from the tropical green alga Avrainvillea nigricans[J]. J Nat Prod, 1987, 50 (3)： 368-374.

[26] Carte B K, Troupe N, Chan J A, et al . Rawsonol, an inhibitor of HMG-CoA reductase from the tropical green alga Avrainvillea rawsoni[J]. Phytochemistry,1989, 28 (11)： 2917-2919.

[27] Chen J L, Gerwick W H, Schatzman R, et al . Isorawsonol and related IMP dehydrogenase inhibitors from the tropical green alga Avrainvillea rawsonii[J]. J Nat Prod, 1994, 57 (7)： 947-952.

[28] McConnell O J, Hughes P A. Targett N M. Diastereoisomers of cyclocymopol and cyclocymopol monomethyl ether from Cymopolia barbata[J]. Phytochemistry, 1982, 21 (8)： 2139-2141.

[29] Estrada D M, Martin J D, Perez C. A new brominated monoterpenoid quinol from Cymopolia barbata[J]. J Nat Prod, 1987, 50 (4)： 735-737.

[30] Wall M E, Wani M C, Manikumar G, et al. Plant antimutagenic agents, 7. Structure and antimutagenic properties of cymobarbatol and 4-isocymobarbatol, new cymopols from green alga Cymopolia barbata[J]. J Nat Prod, 1989, 52 (5)： 1092-1099.

[31] Park M, Fenical W, Hay M E. Debromoisocymobarbatol, a new chromanol feeding deterrent from the marine alga Cymopolia barbata[J]. Phytochemistry, 1992, 31(12)： 4115-4118.

[32] Flodin C, Whitfield F B. 4-hydroxybenzoic acid： a likely precursor of 2,4,6-tribromophenol in Ulva lactuca[J]. Phytochemistry, 1999, 51 (2)： 249-255.

[33] Green D, Kashman Y, Miroz A. Colpol, a new cytotoxic C6-C4-C6 metabolite from the alga Colpomenia sinuosa[J]. J Nat Prod, 1993, 56 (7)： 1201-1202.

[34] Xu X L, Song F H, Wang S J, et al .Dibenzyl bromophenols with diverse dimerization patterns from the brown alga Leathesia nana[J]. J Nat Prod, 2004, 67：1661-1666.

R282.77

A

1000-3096(2010)04-0089-06

2008-05-10;

2008-08-20

國家 863計劃項目(2007AA09Z410)“重大新藥創(chuàng)制”科技重大專項(2009ZX09103-148); 青島市市南區(qū)科技發(fā)展項目(2009-2-14-HY); 山東省博士基金(200913SA02008)

郭書舉(1981-), 男, 山東省聊城人, 博士研究生, 研究方向為海洋天然產(chǎn)物, E-mail： guoshuju@ms.qdio.ac.cn; 史大永, 通信作者,電話： 0532-82898719, E-mail： shidayong@ms.qdio.ac.cn

(本文編輯： 張培新)