CitronamineA,一种来自澳大

研究背景

生物活性天然产物的发现在历史上促进了抗击疟疾等疾病的药物的开发。针对非洲的耐药菌株寄生虫为疟疾药物的发现和开发寻找新的靶点被认为是缓解耐药性快速出现的一种方法。澳大利亚的海绵Citroniaastra已被证明是生物活性次级代谢物的来源。以前对Citroniaastra的化学研究发现了三种新的肽，即dysinosinA、citronamidesA和B，它们具有不同的结构和生物学特性。高度修饰的四肽dysinosinA是丝氨酸蛋白酶凝血级联因子VIIa和凝血酶的有效抑制剂。CitronamidesA和B是含有两种独特结构的四肽，citronamidesA对真菌菌株S.cerevisiae具有中等活性。作者对Citroniaastra提取物的进一步研究发现了一种抗疟原虫的异喹啉生物碱，CitronamidesA（1）（图1），具有一种新型的五环螺环[茚-2，2’-吡咯并[2，1-a]异喹啉环体系。CitronamidesA(1)与3个生物来源的倍半萜(6Z)-dendrolasin-5-ac-etate(2),(?)-herbadysidolide(3),和(?)-furodysinin

lactone(4)一起被分离得到。在此，作者报道了化合物1的结构，阐明了其生物合成途径，以及抗原生质体和淀粉样蛋白结合活性。

图1.C.astra中新的异喹啉生物碱citronamidesA(1)

研究结果

CitronamidesA（1）在（+）HRESIMS光谱中在m/z.处显示[M+]离子，与分子式C23H30NO2+一致，意味着9.5度的不饱和度。化合物1的1HNMR数据（表1）显示δH11.07和δH9.60处有两个去屏蔽苯酚羟基单体，δH7.23和δH6.88处有两个芳香单体，δH5.33处有一个烯烃单体，δH4.13处有四个双峰（J=13.0），δH3.78（J=13.0）（两个重合信号）和δH3.15（J=18.7），δH2.21处有两个双峰（J=9.0，13.1）和δH1.48（J=9.0，13.1），δH2.68（J=9.0，9.0，9.0）处的宽双峰，9个多峰（在δH3.89?1.50范围内），以及δH1.63、δH0.99和δH0.92处的三个甲基单重峰共振。化合物1的13CNMR数据（表1）包含9个sp2共振（在δC.9?.2范围内）和14个sp3共振（在δC64.9?20.9范围内）。由HSQC关联可将22个质子共振和15个碳共振分配给5个甲基（包括2个芳香族和1个烯基甲基）、7个亚甲基和3个甲基。剩余的碳共振被证明为六个未经质子化的sp2碳（包括δC.6和δC.8处的两个酚碳和δC.9处的一个亚胺碳）和两个未经质子化的sp3碳。通过COSY、HSQC、HMBC和ROESY核磁共振数据的分析，进一步阐明了化合物1的分子结构。

表1.在DMSO-d6中citronamidesA(1)的1HNMR(MHz)和13CNMR(.7MHz)数据(δ单位：ppm)

由H-15a、H2-16、H-15和H-11a之间的COSY关联将C-16、C-15和C-11a的邻位确定为C15-a。进一步从H-11a和H-13α到H-12β的COSY关联和从H3-19到C-14、C-15和C-13的HMBC关联证实了化合物1中存在甲基取代环己烯环。从H-16α和H-1α到C-2和C-3的HMBC相关性证实C-2是螺旋中心。周围的其他碳化学位移信号(δC.9(C-10b)，δC64.9(C-3)和δC44.8(C-5))表明了亚胺基团的存在，并通过从H2-1，H2-3和H-5α到C-10b的HMBC关联式证实了亚胺基团的存在。H2-5和H2-6之间的COSY关联证实了C-6与C-5相邻的位置。δC.6、.8、.6、、5、.1和.2处的化学位移信号是邻苯二酚部分的特征。从H-10到C-8和C-6a，从H-7到C-9和C-10a，从9-OH到C-8和C-10，以及8-OH到C-9的HMBC关联式证实了儿茶酚部分的归属。最后，从H-6α到C-6a和C10a、H-7到C-6和H-10到亚胺碳C-10b的HMBC关联证实了邻苯二酚部分与C-6a/C-6和C-10a/C-10b上萜烯亚基连接的键的存在。

通过对ROESY相关性的分析，确定了3个立体基团中心的相对构型。H-15a和H-11a的ROESY相关性表明它们是顺式的。在对化合物1的三维模型分析的基础上，H-15a与H-11a、H-16α与H-16β之间的三个大耦合(各9Hz)进一步支持了这一顺式关系，这些耦合与计算的H-15a与H-11a、H-16β与H16α之间的二面角分别为5°、2.9°和°。H-15a和H-15之间的小耦合(仅可分辨为弱余弦相关)与H-15a和H-15之间60°的二面角是一致的。通过H-11a与H2-3、H-1β与18-CH3、H-15a与H-3α的关键关联，确定了H-11a和H-15a在β面上的取向和螺旋中心C-2的相对构型。从H-12α和H-16α到18-CH3，从16β到H-3α，以及从H-11a到17-H3的相关性证实了这一归属(图2)。

图2.(a)化合物1的COSY和HMBC相关性。(b)在Chem3D能量最小化模型上显示的化合物1的ROESY相关性

通过比较实验和计算的ECD谱指定了化合物1的绝对构型(图3，在CAM-B3LYP/6-31+G(d，p)/B3LYP/6-31+G(d，p)理论水平上计算的TDDFT/DFT)。实验ECD谱与2R、11aS、15aR构型的计算结果吻合较好，证实了化合物1为2R、11aS、15aR的绝对构型。

图3.计算的化合物1(2R，11aS，15aR)(计算a，红色虚线)和1(2S，11aR，15aS，)(计算b，蓝色虚线)的ECD光谱与实验的化合物1(黑色实线)的ECD光谱(由于这些波长的TFA吸收而省略了波长范围?nm)

通过MS和2DNMR数据的分析(图4)，鉴定了与生物相关的倍半萜(6Z)-dendrolasin-5-acetate(2),(?)-herbadysidolide(3)和(?)-furodysininlactone(4)及其衍生物，此前已从几种海绵及其裸枝捕食者中分离得到。

图4.(6Z)-dendrolasin-5-acetate(2),(?)-herbadysidolide(3),(?)-furodysininlactone(4),及其合成衍生物methyl-5′,6′-dihydro-8′,9′-dimethoxy-3′-oxo-spiro-[cyclopentane-1,2′(3′H)-pyrrolo[2,1-a]isoquinoline]-2-carboxylate(5)

有趣的是，citronamidesA(1)含有一个新的五环体系。唯一相关的化合物是合成衍生物methyl-5′，6′-dihydro-8′，9′-dimethoxy-3′-oxo-spiro[cyclopentane-1，2′(3′H)-pyrrolo[2，1-a]isoquinoline]-2-carboxylate(5)。最值得注意的是，化合物5缺少化合物1中存在的环己基，但是经过适当修饰的马来酸酐与一系列1-甲基异喹啉烯胺的反应可以提供一条合成路线，以生成与化合物1相关的分子库。此外，倍半萜2和3的分离提供了一个合成化合物1的可能的生物合成途径。作者认为生物合成途径可能涉及几个由FPP产生的酶催化反应。FPP氧化生成呋喃萜烯2，去磷酸化和环化生成双环烃I，进一步氧化生成双醛II。二醛II是一个关键中间体，进一步氧化和还原生成化合物3，或氧化和扩环生成化合物4。II与神经递质多巴胺缩合，然后进行一系列分子内环合和脱水反应，最终生物合成了化合物1(图5)。

图5.合成citronamidesA(1)的可能生物合成路线

CitronamidesA(1)中的异喹啉部分表明它可能具有抗疟活性，因为一系列异喹啉衍生物已被证明具有抗疟原虫的特性，并为开发新的抗疟原虫类似物提供了理想的支架。为此，作者对恶性疟原虫的药物敏感株(3D7)和耐药株(Dd2)进行了体外抗疟活性评估。结果表明CitronamidesA(1)对这两种株均有中等活性。CitronamidesA(1)对HEK细胞的增殖仅有微弱的抑制作用(40μM时为66%)，其选择性指数大于9。三种检测方法(3D7、Dd2和HEK)的阳性对照均显示出预期的抑制活性。这种新型支架材料具有中等的抗疟原虫活性和高的选择性，可以开发成具有更强的抗疟原虫活性的化合物。

综上所述，作者从澳大利亚海绵C.Astra中分离得到新的五环异喹啉生物碱CitronamidesA(1)，其绝对结构经核磁共振和电子捕获光谱确证。CitronamidesA(1)的抗疟原虫活性和前所未有的结构表明，它是开发抗疟原虫文库的一种有前途的支架。此外，与其生物遗传相关的倍半萜2和3的分离也揭示了化合物1的可能的生物合成途径。

本文于年12月1日发表于杂志OrganicLetters,第一作者是DaleW.Prebble，通讯作者是AnthonyR.Carroll，通讯地址为澳大利亚昆士兰州南港格里菲斯大学环境与科学学院、环境未来研究所和格里菲斯药物发现研究所。

原文链接：

转载请注明：http://www.tsdnwx.com/njby/20470.html