河北大学曹飞课题组近期在天然药物化学领域取得系列进展

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摘要:2025年1~5月份,河北大学药学院曹飞课题组连续在天然药物化学领域取得系列重要成果,在Marine Life Science & Technology(中科院一区)、Chinese Chemical Letters(中科院一区)、Postharvest Bi

导读

2025年1~5月份,河北大学药学院曹飞课题组连续在天然药物化学领域取得系列重要成果,在Marine Life Science & Technology(中科院一区)、Chinese Chemical Letters(中科院一区)、Postharvest Biology and Technology(中科院一区)、Journal of Agricultural and Food Chemistry(中科院一区)、Bioorganic Chemistry(中科院有机化学小一区)、Journal of Molecular Structure(中科院二区)、中国科学等国内外权威学术杂志上发表了一系列研究论文,简要回顾如下。

01. 海洋真菌来源新颖吲哚二萜二聚类化合物及其抗肥胖作用研究

该研究首次从海洋来源的Penicillium sp. CF-06真菌中分离得到两个具有稀有C-20-C-22′连接方式的二聚吲哚-二萜类化合物dipenipenoids A和B。通过核磁共振、ECD计算和X射线衍射等手段确证了其结构和绝对构型,丰富了天然产物的结构类型。在生物活性方面,化合物dipenipenoids A和B在3T3-L1脂肪细胞中表现出显著的抗分化作用,能够有效下调PPARγ与C/EBPα的表达,表明其在抗肥胖药物开发方面具备潜力。分子对接分析进一步揭示,二聚体与PPARγ蛋白的结合更为稳定,解释了其较强的活性基础。本研究的创新性在于首次报道结构新颖的天然二聚吲哚-二萜类化合物,并验证其在调控脂肪生成中的独特作用,拓展了海洋真菌次级代谢产物在代谢疾病干预中的应用前景。

该论文发表于中科院双一区杂志Marine Life Science & Technology, 2025 7:120–131。原文链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s42995-024-00253-x

02. 从海洋球毛壳菌中发现具有抗真菌活性的八环新骨架甾醇化合物

天然产物中拥有新颖骨架的化合物,不仅具备独特的化学结构和引人注目的药理活性,而且常常具备结合体内新型药物靶蛋白的潜力,提供了与现有临床药物不同的作用机制。本研究从海洋球毛壳真菌Chaetomium globosum HBU-45的发酵产物中,分离鉴定了一种新颖的6/6/6/5/6/5/6/5八环类固醇,chaeglobol A(1)。通过波谱学分析、计算ECD、计算ORD以及单晶X射线衍射分析,确定了1的相对构型和绝对构型。活性测试结果表明,化合物1通过破坏细胞膜完整性和引起细胞内氧化损伤来抑制致病菌Botryosphaeria dothidea的生长。

该论文发表于中科院一区杂志Chinese Chemical Letters, 2025, 36(3):109858。原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1001841724003772?via=ihub

03. 基于多靶点干预的(Z)-藁本内酯的抗真菌活性及作用机制研究

该研究系统阐述了从传统中药藁本(Ligusticum jeholense)中分离获得的主要成分(Z)-藁本内酯((Z)-ligustilide, LIG)的抗真菌活性及作用机制,强调了其作为植物来源活性成分在抑制病原真菌方面的潜在价值。研究发现,LIG对主要真菌B. dothidea展现出显著的抑制作用,其IC₅₀为43.1 nL/mL。通过电子显微镜观察、蛋白质组学分析及分子对接实验,揭示了LIG的作用机制主要包括破坏细胞膜完整性、干扰线粒体能量代谢、诱导氧化应激反应等。该研究的创新之处在于基于中药材有效成分的深入机制研究,明确了LIG对病原真菌的多靶点抑制路径,拓展了藁本内酯在中药抗真菌应用中的科学依据。结果不仅揭示了其抗真菌活性的分子机制,也为中药成分在真菌感染控制中的现代开发与利用提供了理论支撑。

该论文发表于中科院双一区杂志Postharvest Biology and Technology, 2025, 228: 113671。原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0925521425002832?via=ihub

04. 基于细胞膜破坏、线粒体功能障碍及氧化应激诱导的广藿香醇抗真菌作用机制研究

该研究探讨了中药广藿香(Pogostemon cablin)中的主要成分广藿香醇(Patchouli Alcohol, PA)对病原真菌Alternaria alternata的抗真菌活性及其作用机制。研究通过体外和体内实验证实,PA能显著抑制A. alternata的菌丝生长和孢子萌发,其半数有效浓度(EC50)分别为0.48 mg/mL和0.58 mg/mL。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察显示,PA导致菌丝形态异常、细胞壁增厚及细胞膜结构破坏,同时抑制线粒体功能并诱导氧化应激。转录组学和蛋白质组学分析进一步揭示,PA通过干扰细胞膜合成(如降低麦角固醇含量)、破坏线粒体能量代谢(如抑制ATP合成酶活性)以及诱导活性氧(ROS)积累,最终引发细胞凋亡。此外,PA在动物实验中表现出低毒性,为其作为安全抗真菌剂的开发提供了依据。该研究的创新点在于首次系统阐明了PA的抗真菌分子机制,为中药有效成分的开发利用提供了理论支持,并拓展了其在抗真菌药物研究中的应用潜力。

该论文发表于中科院一区杂志Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2025, 73 (9):5274–5288。原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.4c11578

05. 化学调控法诱导间苯二酚酸内酯二聚体的发现与抗肿瘤活性研究

该研究通过优化培养方法(添加DMSO和海盐)诱导海洋来源真菌(Penicillium sp.)产生新型二硫键连接的间苯二酚酸内酯二聚体dipenirestone A和B(1和2)及其单体前体(3–13)。首次报道了这类二聚体的结构,并通过计算核磁共振(NMR)、电子圆二色谱(ECD)及X射线晶体学确定了其绝对构型。二聚体(1和2)对人胃癌细胞HGC-27的抗增殖活性显著高于单体(3–13),其机制是通过抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路,诱导G1期细胞周期阻滞、线粒体膜电位降低及细胞凋亡。该研究不仅揭示了硫源调控在天然产物结构多样性中的关键作用,还为基于二硫键结构的抗癌药物设计提供了理论依据和先导化合物。

该论文发表于中科院有机化学小一区杂志Bioorganic Chemistry, 2025, 159: 108418。原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0045206825002986?via=ihub

06. 海洋青霉中新颖吲哚二萜及其蛋白酪氨酸磷酸酶抑制作用研究

该研究从海洋来源的青霉Penicillium janthinellum 中分离得到两种新颖的吲哚二萜类化合物(1和2)。化合物1为罕见的1,2-开环的吲哚二萜结构,其绝对构型的解析因C-23与其他手性中心之间的远距离而异常复杂,采用ECD、VCD光谱计算及DP4+化学位移预测等多重计算化学方法,成功明确了其绝对构型。此外,化合物1和2对五种蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP1B, TCPTP, SHP1, SHP2, CD45)表现出显著的抑制活性,IC₅₀值介于3.3–23.1 μM之间,优于对照药物Na₃VO₄。分子对接研究揭示了其与靶标蛋白之间形成多重氢键、疏水作用和盐桥相互作用,支持其作用机制的合理性。该研究不仅丰富了吲哚二萜天然产物的结构类型,也为开发新型抗肿瘤或抗糖尿病的PTP抑制剂提供了潜在的先导化合物和结构基础。

该论文发表于中科院二区杂志Journal of Molecular Structure, 2025, 1322:140428。原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022286024029363?via=ihub

07. 海洋天然产物抗甲型流感病毒活性及其多靶点作用机制研究进展

该研究系统综述了海洋天然产物在抗甲型流感病毒(IAV)研究中的最新进展,聚焦于其结构类型、活性表现及作用机制的多样性,体现了其在抗IAV药物开发中的巨大潜力。该研究归纳了五类具有代表性的活性化合物类型,包括吲哚二萜类、二酮哌嗪类、聚酮类、丁内酯类以及其他新颖结构类型,涵盖近百种活性分子,部分化合物显示出远优于现有药物(如奥司他韦和利巴韦林)的抗IAV活性。尤其突出的是,这些海洋天然产物不仅结构新颖,还具有靶点多样性,可分别靶向神经氨酸酶(NA)、血凝素(HA)、聚合酶亚基PB2和核蛋白(NP)等关键病毒蛋白,阻断病毒吸附、入侵、复制及释放等多个环节,从而实现多机制抗IAV活性。部分化合物的活性机制已通过反向遗传学、分子对接、SPR、DARTS等多种现代生物技术手段予以验证,显示出良好的药物开发前景。综上,该综述充分展示了海洋天然产物在应对IAV耐药性问题中的创新价值,为新型抗IAV药物的研发提供了坚实的理论基础和丰富的分子资源。

该论文发表于国内权威杂志中国科学(生命科学), 2025年第55卷第4期:681~696。原文链接:https://www.sciengine.com/SSV/doi/10.1360/SSV-2024-0027

相关文献:

1.H. F. Du, L. Li, Y. H. Zhang, X. Wang, C. Y. Zhou, H. J. Zhu, C. U. Pittman, J. W. Shou and F. Cao, The first dimeric indole-diterpenoids from a marine-derived Penicillium sp. fungus and their potential for anti-obesity drugs, Mar. Life Sci. Technol., 2025, 7, 120–131.

2.Y. F. Liu, H. F. Du, Y. H. Zhang, Z. Q. Liu, X. Q. Qi, D. Q. Luo and F. Cao, Chaeglobol A, an unusual octocyclic sterol with antifungal activity from the marine-derived fungus Chaetomium globosum HBU-45, Chin. Chem. Lett., 2025, 36(3), 109858.

3.X. Y. Tong, L. L. Song, H. F. Du, Y. H. Zhang, J. W. Shou, C. J. Zheng, W. B. Gao, Z. C. Liu, D. Q. Luo, Y. F. Liu and F. Cao, High efficacy of (Z)-ligustilide in inhibiting postharvest apple ring rot and its antifungal mechanism against Botryosphaeria dothidea, Postharvest Biol. Technol., 2025, 228, 113671.

4.Y. H. Zhang, H. F. Du, J. Song, J. Zhang, F. Chen, H. An, F. Cao and D. Q. Luo, Effect and mechanism of patchouli alcohol for the management of postharvest green pepper fruit rot caused by Alternaria alternata, J. Agric. Food Chem., 2025, 73(9), 5274–5288.

5.M. Q. Han, Y. J. Zhao, S. Pang, H. J. Zhu, D. Q. Luo, Y. F. Liu, K. Yang and F. Cao, Modulating culture method promotes the production of disulfide-linked resorcylic acid lactone dimers with anti-proliferative activity, Bioorg. Chem., 2025, 159, 108418.

6.L. Li, X. X. Qin, Y. Y. Qin, T. T. Wang, X. M. Liu, X. Wang, Z. C. Liu, Z. H. You and F. Cao, New indole-diterpenoids with protein tyrosine phosphatase inhibitory activity from a marine-derived fungus Penicillium janthinellum, J. Mol. Struct., 2025, 1322, 140428.

7.Y. F. Liu, H. F. Du, W. Li, Y. H. Zhang and F. Cao, Research progress on the anti-IAV activity and mechanism of marine natural products, Sci. Sin. Vitae (中国科学: 生命科学), 2025, 55, 681–696.

来源:科学你我他

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