植物內(nèi)生真菌生物堿活性成分的研究進(jìn)展

丁建海，張俊芳，丁鳳嬌(.寧夏師范學(xué)院化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，寧夏固原756000;.寧夏師范學(xué)院物理與信息技術(shù)學(xué)院，寧夏固原756000)

植物內(nèi)生真菌是指生活在健康植物活組織內(nèi)而不引起植物病變的真菌類微生物［1］。內(nèi)生真菌不只從寄主植物獲得收益，也會(huì)通過自身及代謝產(chǎn)物使得寄主植物從中受益。內(nèi)生真菌與寄主植物的共生性決定了內(nèi)生真菌次生代謝產(chǎn)物所包含的化合物與寄主植物代謝產(chǎn)生的化合物具有共通性。早在1993年，Strobel等［2］從短葉紅豆杉中分離得到的一株內(nèi)生真菌Taxomyces andreanae中分離得到紫杉醇。近年來，植物內(nèi)生真菌越來越受到重視，已有一系列新的次級(jí)代謝產(chǎn)物被人們分離和鑒定出來。生物堿是目前發(fā)現(xiàn)的內(nèi)生真菌次生代謝產(chǎn)物中最大的一類化合物，主要具有抗腫瘤、抗菌等生物活性。這將成為新的抗生素和抗腫瘤劑的重要來源。因此，筆者對(duì)近4年以來植物內(nèi)生真菌所產(chǎn)生的具有生物活性的生物堿作一綜述。

1 酰胺類生物堿

2011年，Elsebai等［3］從一株內(nèi)生真菌 Coniothyrium creale中分離得到2個(gè)聚酮骨架的生物堿(-)-cereolactam和(-)-cereoaldomine。它們對(duì)人白細(xì)胞彈性蛋白酶具有抑制活性，IC50值分別為9.28、3.01 μmol/L。2011年，張亮等［4］從紅樹林植物秋茄的內(nèi)生真菌Penicillium sp.中分離得到1個(gè)環(huán)五肽viscumamide，此化合物對(duì)金黃葡萄球菌和白色鏈球菌有較好的抑制活性。2013年，An等［5］從海藻Sargassum palladium的內(nèi)生真菌Penicillium chrysogenum EN-118中分離得到2 個(gè) 生物堿 N-［2-(4-hydroxyphenyl)acetyl］formami和 N-［(2E)-(4-hydroxyphenyl)ethenyl］formamide，抗腫瘤活性顯示它們對(duì)A-549和 HeLa細(xì)胞株具有抑制活性，IC50值分別為20、20 μg/ml。2014年，Zhang 等［6］從南海紅樹林植物 Avicennia marina的內(nèi)生真菌Penicillium brocae中分離得到一個(gè)生物堿 brocaeloid B，具有海蝦致死活性，LD50值為36.7 μmol/L。

2 有機(jī)胺類生物堿

2012年，Ding等［7］從紅樹植物 Aegiceras corniculatum 的內(nèi)生真菌Fusarium incarnatum(HKI0504)中分離得到2個(gè)生物堿 fusamine和3-(1-aminoethylidene)-6-methyl-2H-pyran-2，4(3H)-dione。它們對(duì)3株癌細(xì)胞 HUVEC，K-562，Hela具有生長(zhǎng)抑制活性，GI50值分別為 37.3、37.6、23.3(IC50)和 68.2、9.0、103.6(IC50)μmol/L。2013年，Li等［8］從植物 Ginkgo biloba的一株內(nèi)生真菌Chaetomium globosum TY1的發(fā)酵物中分離得到一個(gè)生物堿chaetomugilides A，抗腫瘤活性，顯示此化合物對(duì)人腫瘤細(xì)胞株HePG2具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒活性，IC50值為1.7 μmol/L。2013年，Pinheiro等［9］從藥用植物 Bauhinia guianensis的內(nèi)生真菌Aspergillus sp.EJC08中分離得到一個(gè)生物堿Fumigaclavine C，抗菌活性顯示該化合物對(duì)Bacillus subtilis，Escherichia coli，Pseudomonas aeruginosa 和 Staphylococcus aureus具有較強(qiáng)分別的抑制活性，MIC值分別為7.81、62.50、31.25 和 15.62 μg/ml。2013年，Ortega 等［10］從植物Desmotes incomparabilis的內(nèi)生真菌Mycoleptodiscus sp.F0194中分離得到一個(gè)生物堿Mycoleptodiscin B，它對(duì)4株癌細(xì)胞H460，A2058，H522-T1，PC-3 具有生長(zhǎng)抑制活性，IC50值分別為0.660、0.780、0.630 和 0.600 μmol/L。2013年，Grum等［11］從植物Swainsona canescens的內(nèi)生真菌中分離得到一個(gè)生物堿。它是一個(gè)α-mannosidase和mannosidase II抑制劑。

3 吡咯烷類生物堿

2011年，張亮等［4］從紅樹林植物秋茄的內(nèi)生真菌Penicillium sp.中分離得到2個(gè)生物堿7，18-dihydroxy-16，18-dimethyl-9-methoxy-10-phenyl(7，13E，16S，18S，19R)［11］cytochalasa-6(12)13-diene-1，21-dione 和 7-hydroxy-16，18-dimethyl-10-phenyl［11］cytochalasa-6(12)13-diene-1，21-dione。前一個(gè)化合物對(duì)金黃葡萄球菌和枯草芽孢桿菌有較好的抑制活性，而后一個(gè)化合物只對(duì)金黃葡萄球菌有較好的抑制活性。2012年，Shiono等［12］從一株內(nèi)生真菌 Neonectria ramulariae Wollenw KS-246中分離得到一個(gè)新的生物堿17，18-epoxypyrrocidine B和一個(gè)二聚體生物bispyrrocidine，抗腫瘤活性顯示化合物17，18-epoxy-pyrrocidine B對(duì)HL60細(xì)胞株具有顯著的細(xì)胞毒活性，IC50值為4.6 μmol/L;酶抑制活性表明，化合物bispyrrocidine對(duì)prolyl oligopeptidase具有很強(qiáng)的抑制活性，IC50值為 2.6 μmol/L。2013年，Lai等［13］從植物 Ocimum tenuiflorum的內(nèi)生真菌Penicillium citrinum中分離得到一個(gè)生物堿perinadine A，抗菌活性顯示該化合物對(duì)Staphylococcus aureus ATCC 29213具有抑制活性。2013年，Wu等［14］從藥用植物Cinnamomum species的內(nèi)生真菌Annulohypoxylon ilanense中分離得到一個(gè)生物堿ilanepyrrolal，抗菌活性顯示該化合物對(duì)Mycobaterium tuberculosis H37Rv具有一定的抑制活性，MIC值為18.8 μg/ml。2013年，Pinheiroa 等［9］從藥用植物 Bauhinia guianensis的內(nèi)生真菌Aspergillus sp.EJC08中分離得到一個(gè)生物堿Pseurotin A，抗菌活性顯示該化合物對(duì)Bacillus subtilis，Escherichia coli，Pseudomonas aeruginosa 和 Staphylococcus aureus具有較強(qiáng)抑制活性，MIC值分別為15.62、31.25、31.25 和 15.62 μg/ml。Wijeratne 等［15］從內(nèi)生真菌 Phoma sp.NRRL 46751中分離得到2個(gè)生物堿Phomapyrrolidones B和C，它們具有微弱的抗結(jié)核活性。

4 吲哚類生物堿

2012年，Du 等［16］從海藻內(nèi)生真菌 Eurotium cristatum EN-220中分離得到5個(gè)生物堿，抗菌活性顯示Cristatumin A抑制細(xì)菌 Escherichia coli生長(zhǎng)，MIC 值為 64 μg/ml，tardioxopiperazine A抑制細(xì)菌Escherichia coli生長(zhǎng)，MIC值為64 μg/ml，抑制細(xì)菌 Staphyloccocus aureus生長(zhǎng)，MIC 值為 8 μg/ml;另外，cristatumin B，isoechinulin A，variecolorin G 3 個(gè)生物堿對(duì)海蝦具有致死活性，LD50值分別為74.4、16.9、42.6 μg/ml。2012年，Yan等［17］從半紅樹植物內(nèi)生真菌 Eurotium rubrum中分離得到3個(gè)生物堿，抗腫瘤活性顯示variecolorin G抑制腫瘤細(xì)胞株 HepG2，NCI-H460，Hela生長(zhǎng)，IC50值分別為20、22、20 μmol/L;alkaloid E-7 抑制腫瘤細(xì)胞株 MCF-7，SW1990，SMMC-7721，Hela 生長(zhǎng)，IC50值分別為 20、20、20、30 μmol/L;12-demethyl-12-oxo-eurotechinulin B抑制腫瘤細(xì)胞株SMMC-7721 生長(zhǎng)，IC50值為30 μmol/L。2012年，Ding 等［7］從紅樹植物Aegiceras corniculatum的內(nèi)生真菌Fusarium incarnatum(HKI0504)中分離得到一個(gè)生物堿2-acetyl-1，2，3，4-tetrahydro-β-carboline，它們對(duì)3 株癌細(xì)胞 HUVEC，K-562，Hela 具有生長(zhǎng)抑制活性，GI50值分別為 41.1、33.3、23.8(IC50)μmol/L。2012年，Li等［18］從植物 Melia azedarach 的內(nèi)生真菌Aspergillus fumigatus中分離得到3個(gè)生物堿12β-Hydroxy-13α-methoxyverruculogen TR-2，fumitremorgin B，verruculogen，它們具有抑制真菌生長(zhǎng)活性，MIC值范圍為6.25～50.00 μg/ml;fumitremorgin B和verruculogen對(duì)海蝦具有強(qiáng)的致死活性，LD50值分別為13.6 和15.8 μg/ml。同時(shí)，fumitremorgin B和verruculogen對(duì)粘蟲具有強(qiáng)的拒食活性，AFI值分別為50.0%和55.0%。2013年，Zhang等［19］從藥用植物 Ginkgo biloba的內(nèi)生真菌Chaetomium globosum No.04中分離得到Chaetoglobosin A，C，D，E，G，R 6 個(gè)生物堿，它們具有強(qiáng)的抑制植物病原真菌Rhizopus stolonifer和Coniothyrium diplodiella生長(zhǎng)活性。

5 喹啉和異喹啉類

2013年，Zhu等［20］從南海紅樹林的2株內(nèi)生真菌共培養(yǎng)中分離得到2個(gè)生物堿Marinamide和Methyl marinamide，抗腫瘤活性顯示4株細(xì)胞株HepG2、95-D、MGC832和HeLa具有非常強(qiáng)抑制活性，IC50分別為 7 nmol/L、0.4 nmol/L、91 nmol/L、0.529 μmol/L 和 2.52 μmol/L、1.54 μmol/L、13 nmol/L、0.110 μmol/L。Citriquinochroman 是從植物Ceratonia siliqua的內(nèi)生真菌Penicillium citrinum中分離得到的一個(gè)生物堿。它對(duì)淋巴癌細(xì)胞L5178Y具有生長(zhǎng)抑制活性，IC50值為6.1 μmol/L［21］。

6 喹唑啉類

2013年，An等［5］從海藻 Sargassum palladium 的內(nèi)生真菌Penicillium chrysogenum EN-118中分離得到一個(gè)生物堿2-(4-hydroxybenzyl)quinazolin-4(3H)-one，抗腫瘤活性顯示它對(duì) Du145 細(xì)胞株具有抑制活性，IC50值為 8 μg/ml［5］。2013年，An等［22］從南海紅樹植物Rhizophora stylosa的內(nèi)生真菌Aspergillus nidulans中分離得到一個(gè)生物堿aniquinazolines AD，對(duì)海蝦具有很強(qiáng)的致死活性，LD50分別為1.27、2.11、4.95和3.42 μmol/L。

7 小結(jié)

該研究綜述了近年來在植物內(nèi)生真菌中分離出來的具有顯著抗腫瘤、抗菌等生物活性的生物堿類化合物，包括酰胺類、有機(jī)胺類、吡咯類、喹啉和異喹啉類、吲哚類、喹唑啉類。這些生物堿可以作為天然藥物先導(dǎo)性分子，為開發(fā)出新型的抗腫瘤、抗細(xì)菌、抗真菌等新藥及農(nóng)藥提供重要來源。然而，植物內(nèi)生真菌中的生物堿的研究還集中在活性作用機(jī)制方面，與寄主植物之間的相互作用以及活性成分的結(jié)構(gòu)修飾與改造等方面有待加強(qiáng)。

［1］武子敬，楊小生，朱海燕.植物內(nèi)生真菌的研究現(xiàn)狀［J］.江西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，19(1):98-100.

［2］STROBEL G A，STIERLE A，STIERLE D，et al.Taxomyces andreanae，a proposed new taxon for a bulbilligerous hyphomycete associated with pacific yew(Taxus brevifolia)［J］.Mycotaxon，1993，47:71-80.

［3］ELSEBAI M F，NATESAN L，KEHRAUS S，et al.HLE-inhibitory alkaloids with a polyketide skeleton from the marine-derived fungus Coniothyrium cereale［J］.J Nat Prod 2011，74:2282-2285.

［4］張亮，劉艷輝，李新蘭，等.紅樹林內(nèi)生真菌Penicillium sp.生物堿類次級(jí)代謝產(chǎn)物研究［J］.三峽大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2011，33(3):105-108.

［5］AN C Y，LI X M，LI C S，et al.Triazoles and other N-containing metabolites from the marine-derived endophytic fungus Penicillium chrysogenum EN-118［J］.Helv Chim Acta，2013，96:682-687.

［6］ZHANG P，MENG L H，MáNDI A，et al.Brocaeloids A-C，4-Oxoquinoline and indole alkaloids with C-2 reversed prenylation from the mangrove-derived endophytic fungus Penicillium brocae［J］.Eur J Org Chem，2014(19):4029-4036.

［7］DING L，DAHSE H M，HERTWECK C，et al.Cytotoxic alkaloids from fusarium incarnatum associated with the mangrove tree Aegiceras corniculatum［J］.J Nat Prod，2012，75:617-621.

［8］LI X，TIAN Y，YANG S X，et al.Cytotoxic azaphilone alkaloids from Chaetomium globosum TY1［J］.Bioorg Med Chem Lett，2013，23:2945-2947

［9］PINHEIROA E A A，CARVALHOA J M，SANTOSA D C P D，et al.Antibacterial activity of alkaloids produced by endophytic fungus Aspergillus sp.EJC08 isolated from medical plant Bauhinia guianensis［J］.Nat Prod Res，2013，27(18):1633-1638.

［10］ORTEGA H E，GRAUPNER P R，ASAI Y，et al.Mycoleptodiscins A and B，cytotoxic alkaloids from the endophytic fungus Mycoleptodiscus sp.F0194［J］.J Nat Prod，2013，76:741-744.

［11］GRUM D S，COOK D，BAUCOM D，et al.Production of the alkaloid swainsonine by a fungal endophyte in the host Swainsona canescens［J］.J Nat Prod，2013，76:1984-1988.

［12］SHIONO Y，KOSUKEGAWA A，KOSEKI T，et al.A dimeric pyrrocidine from Neonectria ramulariae is an inhibitor of prolyl oligopeptidase［J］.Phytochemistry Letters，2012，5:91-95.

［13］LAI D，WRAY V，PROKSCH P，et al.Bioactive polyketides and alkaloids from Penicillium citrinum，a fungal endophyte isolated from Ocimum tenuiflorum［J］.Fitoterapia，2013，91:100-106.

［14］WU M D，CHENG M J，CHEN I S，et al.Phytochemical investigation of Annulohypoxylon ilanense，an endophytic fungus derived from Cinnamomum Species［J］.Chemistry ＆ Biodiversity，2013，10:493-504.

［15］WIJERATNE E M K，HE H P，F(xiàn)RANZBLAU S G.Phomapyrrolidones AC，antitubercular alkaloids from the endophytic fungus Phoma sp.NRRL 46751［J］.J Nat Prod，2013，76:1860-1865.

［16］DU F Y，LI X M，LI C S，et al.Cristatumins A-D，new indole alkaloids from the marine-derived endophytic fungus Eurotium cristatum EN-220［J］.Bioorg Med Chem Lett，2012，22:4650-5653.

［17］YAN H J，LI X M，LI C S，et al.Alkaloid and anthraquinone derivatives produced by the marine-derived endophytic fungus Eurotium rubrum［J］.Helv Chim Acta，2012，95:163-168.

［18］LI X J，ZHANG Q，ZHANG A L，et al.Metabolites from Aspergillus fumigatus，an endophytic fungus associated with Melia azedarach，and their antifungal，antifeedant，and toxic activities［J］.J Agric Food Chem，2012，60:3424-3431.

［19］ZHANG G Z，ZHANG Y H，QIN J C，et al.Antifungal metabolites produced by Chaetomium globosum No.04，an endophytic fungus isolated from Ginkgo biloba［J］.Indian J Microbiol，2013，53(2):175-180.

［20］ZHU F，CHEN G Y，WU J S，et al.Structure revision and cytotoxic activity of marinamide and its methyl ester，novel alkaloids produced by co-cultures of two marine-derived mangrove endophytic fungi［J］.Nat Prod Res，2013，27(21):1960-1964.

［21］EL-NEKETI M，EBRAHIM W，LIN W H，et al.Alkaloids and polyketides from Penicillium citrinum，an endophyte isolated from the moroccan plant Ceratonia siliqua［J］.J Nat Prod，2013，76:1.

［22］AN C Y，LI X M，LI C S，et al.Four new quinazolinone alkaloids，namely，aniquinazolines A-D(1-4)，were isolated and identified from the culture of Aspergillus nidulans MA-143，an endophytic fungus obtained from the leaves of marine mangrove plant Rhizophora stylosa［J］.Mar Drugs，2013，11:2682-2694.