近期,沈阳药科大学中药学院宋少江教授课题组基于MS/MS质谱分子网络策略,从瑞香属植物中靶向分离获得3个结构新颖的活性天然产物。相关科研成果以“Three Unusual Sesquiterpenes with Distinctive Ring Skeletons from Daphne penicillata Uncovered by Molecular Networking Strategies”为题发表在有机化学TOP期刊Journal of Organic Chemistry(DOI: 10.1021/acs.joc.1c01880)。
瑞香属(Daphne)植物是一类具有经济价值和观赏性的植物,特别是以芫花为代表的部分植物还具有非常重要的药用价值,用于治疗水肿胀满,胸腹积水,痈肿等症,活性成分主要包括二萜类,倍半萜类,黄酮和双黄酮类等。课题组前期通过对18种瑞香属植物进行初步的活性筛选发现,岷江瑞香具有较好的抗肿瘤和抗炎活性,因此选择对其进行深入系统的研究,以期发现结构新颖的活性天然产物。课题组希望通过阐明岷江瑞香的化学成分和药理活性,填补国内外对其相关研究的空白。
为了从复杂天然提取物中快速挖掘结构新颖的活性化合物,宋少江教授课题组基于MS/MS质谱数据,运用GNPS质谱分析平台,构建出岷江瑞香不同馏分之间化学成分的分子网络,并结合已有的萜类化合物数据库进行综合分析。值得注意的是,其中分子量为m/z 291.3 和 m/z 273.5的两个目标节点与已知化合物二级质谱碎片裂解模式存在较大差异,提示可能存在独特的结构骨架,通过LC-MS追踪逐步分离手段,最终成功获得了三个结构新颖的愈创木烷衍生物。
为了进一步解析这3个目标化合物的结构,课题组结合ACD/Structure Elucidator结构解析软件,综合运用多种光谱手段对其平面结构和相对构型进行了确定,并通过单晶X-射线衍射实验和量子化学计算方法确定了它们的绝对构型。其中,化合物1具有一个新颖的5/5/5/6四环体系,形成了独特的笼状结构。化合物2和3是首次从自然界中发现的5/5螺环倍半萜化合物,2和3的区别在于C-12位的构型不同,属于一对罕见的倍半萜差向异构体。
此外,课题组还对上述三个化合物以及一个重要的生合成中间体进行了抗炎活性测试,结果表明,化合物2和3 对脂多糖(LPS)诱导的小鼠神经胶质细胞(BV-2)炎症反应表现出潜在的抑制作用,其中NO的释放量明显低于阳性对照药地塞米松(Dexamethasone)。
沈阳药科大学宋少江教授与黄肖霄教授为本文通讯作者,博士生赵鹏为第一作者,沈阳药科大学为独立完成单位。该工作得到了国家自然科学基金资助项目、辽宁省重点研发计划项目,辽宁省兴辽英才计划等项目的资助。