王 磊,余志银,徐冬冬,赵 晨,黄胜雄*,马亚团*
1 西北农林科技大学化学与药学院,杨凌 712100;2 中国科学院昆明植物研究所 植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室,昆明 650201;3 西北农林科技大学植物保护学院,杨凌 712100
大环内酯类抗生素(macrolides antibiotics)是指在结构上具有12 ~ 16元环内酯骨架并且具有抑菌活性的化合物。自1952年红霉素被应用于临床治疗以来,一共发现了超过100种大环内酯类抗生素。其中,常用于临床医学的达20 ~ 30种,如红霉素、阿奇霉素、泰利霉素和白丝霉素等[1]。研究表明,大环内酯类抗生素通过与细菌核糖体50S亚单位的L27及L22蛋白质结合,来抑制细菌的蛋白合成,从而实现抗菌活性[2]。大环内酯类化合物不仅可作为抗生素应用于临床医学中,还具有抗哮喘、抗肿瘤、胃肠动力作用、防治心血管疾病、抑制肺间质纤维化、逆转白血病细胞耐受性等作用[2]。
Aldgamycins和chalcomycins都是十六元内酯环化合物。二者在结构上的区别是,Aldgamycins在5号碳连接一个D-aldgarose或者脱羧基的D-aldgarose,而chalcomycins在5号碳连接一个D-chalcose。从天然产物中仅发现20个aldgamycins和7个chalcomycins类化合物[3,4],大多数aldgamycins和chalcomycins都对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌有较强的抑制作用[5]。
本课题组从采自大理苍山的土壤样本中分离获得一批放线菌株,发现编号为Streptomycessp.KIB-K1的链霉菌菌株具有抗菌活性,从该菌的发酵液中共分离得到7个大环内酯类化合物,其中5个为Aldgamycins类化合物,分别是aldgamycin J(3)、aldgamycin K(4)、aldgamycin L(5)、GERI-155(6)、chalcomycin(7),2个为Chalcomycins类化合物,分别是aldgamycin E(2)和新化合物aldgamycin P(1)。抗菌实验显示,化合物1~7对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌有显著的抑制作用,其中化合物2和7对金黄色葡萄球菌的MIC值分别为0.49、0.98 μg/mL,强于阳性对照卡那霉素的MIC值(3.91 μg/mL),新化合物1对金黄色葡萄球菌的MIC值为7.81 μg/mL。
德国Bruker Avance III 400 MHz/600 MHz核磁共振波谱仪,日本Shimadzu UPLC-IT-TOF型色谱质谱联用仪,德国Bruker Tensor 27傅立叶变换中红外光谱仪,日本Jasco P-1020全自动旋光仪,日本Shimadzu UV 2401 PC紫外可见分光光度仪,日立Chromaster高效液相色谱仪,YMC-Triat C18型液相色谱柱(250 × 10 mm I.D.),Thermo LYNX 6000离心机,德国Hei-VAP Value G3旋转蒸发仪,瑞典Airtech Sephadex LH-20凝胶,青岛海洋GF 254薄层色谱硅胶板和200 ~ 300目柱色谱硅胶,上海博讯YXQ-LS-18SI高压蒸汽灭菌锅,上海知楚ZQZY-HC恒温摇床。
发酵菌株Streptomycessp.KIB-K1分离自大理苍山云游路(东经99°58′~ 100°27′,北纬25°25′ ~ 25°58′)附近土壤。通过对其16S rRNA进行基因测序,发现其序列与Streptomycessp.9-6(2012)的序列相似度为99.86%,参考其形态特征及培养特性,确定其为链霉菌属。菌株Streptomycessp.KIB-K1保藏于昆明植物研究所植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室。
MS固体培养基:大豆粉20.0 g/L,甘露醇20.0 g/L,技术琼脂粉20.0 g/L,pH=7.0;TSB种子培养基:胰蛋白胨17.0 g/L,大豆蛋白胨3.0 g/L,氯化钠5.0 g/L,磷酸氢二钾2.5 g/L,葡萄糖2.5 g/L,pH=7.3 ± 0.2;DTY液体发酵培养基:糊精 40.0 g/L,番茄酱 7.5 g/L,酵母提取粉5 g/L,N-amine-A 2.5 g/L,pH=7.3 ± 0.2。
从保菌管中取出少量Streptomycessp.KIB-K1的孢子在MS固体培养基上活化。将活化后的菌株接种到装有50 mL TSB培养基的250 mL三角瓶中,置于恒温摇床上培养36 h,培养条件设定为转速200 rpm,温度30 °C。取12.5 mL种子液(接种量为5%)接种到装有250 mL DTY培养基的1 L三角瓶中发酵,共发酵15 L。发酵条件设定为转速200 rpm,温度30 °C。
收集15 L发酵液,将发酵液置于转速为4 000 rpm的高速离心机中分离菌体和上清液。上清液用等量乙酸乙酯萃取5次,减压浓缩有机相得粗提物浸膏A。菌体部分用75%甲醇浸泡并超声萃取2 h,离心后保留甲醇相,减压去除甲醇后,用乙酸乙酯萃取剩余水相部分,浓缩有机相后得浸膏B。A、B两相经HPLC-DAD分析后合并,称重共计3.5 g。
获得的3.5 g浸膏运用硅胶柱粗分。采用石油醚-乙酸乙酯梯度洗脱(1∶0、10∶1、5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶3、0∶1)得8个组分(Fr.A ~ H)。各组分经HPLC-DAD分析后,合并F、G和H段得组分Fr.M。Fr.M经凝胶色谱分离得7个亚组(Fr.M 1 ~ 7。Fr.M 1经HPLC半制备分离纯化(方法:0 ~ 29.0 min,60%甲醇,29.1 ~ 39.0 min,66%甲醇,流速3 mL/min)得化合物2(tR=35.9 min,8.0 mg)、3(tR=17.5 min,56.2 mg)、4(tR=28.8 min,16.5 mg)、5(tR=39.8 min,1.3 mg)、6(tR=25.0 min,2.0 mg)、7(tR=25.8 min,2.8 mg)。Fr.M 2经HPLC半制备分离纯化(方法:0~25.0 min,38%乙腈,流速3 mL/min)得化合物1(tR=20.8 min,2.8 mg)。
1.5.1 抑菌圈直径大小测定(滤纸片法)[6,7]
本实验选用两株农作物致病真菌(小麦赤霉病菌Gibberellazeae和玉米小斑病菌HelminthosporiummaydisNisik & Miy)与两株致病细菌(金黄色葡萄球菌StaphylococcusaureusATCC 6538和枯草芽孢杆菌BacillussubtilisATCC 6633)作为抑菌活性测试菌株。将化合物1~7、多菌灵(Carbendazim)和卡那霉素(Kanamycin)分别配制成浓度为2.0 mg/mL的DMSO溶液备用。测试化合物对细菌的抑制作用时,以DMSO为阴性对照,以卡那霉素为阳性对照,选用LB培养基(配方:胰蛋白胨10.0 g/L,酵母提取物5.0 g/L,NaCl 10.0 g/L,琼脂粉20.0 g/L,pH7.4)培养细菌。测试化合物对真菌的抑制作用时,以DMSO为阴性对照,以多菌灵为阳性对照,选用PDA培养基(配方:土豆200.0 g/L,琼脂粉20.0 g/L,葡萄糖20.0 g/L)培养真菌。
取无菌滤纸片(直径为5 mm),滴加6 μL样品溶液,移入已接菌的培养基平板上。真菌平板放置在28 °C培养24 h后观察抑菌圈大小,细菌平板放置在37 °C培养12 h后观察抑菌圈大小。用十字交叉法测量抑菌圈直径,重复平行做3次,抑菌圈直径测量3次求平均值。
1.5.2 MIC测定(常量肉汤稀释法)[8,9]
将金黄色葡萄球菌菌株接种到LB液体培养基中,28 °C培养1 d左右。选取对数生长期的菌液,通过测定菌液在600 nm波长处的吸光值将菌液浓度调整到1×105CFU/mL左右。采用试管二倍稀释法,以LB培养基为稀释溶液,配制化合物1~7和卡那霉素的浓度分别为 1 000.00、500.00、250.00、125.00、62.50、31.25、15.63、7.81、3.91、1.96、0.98 μg/mL。无菌对照和受试菌生长对照均不加药液。除无菌对照外,向各管中添加等体积浓度约为1×105CFU/mL菌悬液,则各管中化合物浓度分别减少为500.00、250.00、125.00、62.50、31.25、15.63、7.81、3.91、1.95、0.98、0.49 μg/mL。将各管置于37 ℃条件下恒温培养。18~24 h后,以肉眼观察清澈透明的试管为无菌生长,无菌生长的最大稀释度的药物浓度为该化合物对该菌的MIC,重复平行3次。
化合物1白色粉末(甲醇);HR-ESI-MS:m/z=781.360 8[M+Na]+(Calcd for C15H22O4,781.361 7)分子式为C37H58O16,不饱和度值为9。在红外谱图中1 711、1 233 cm-1处有吸收,提示有αβ-不饱和羰基和环氧体系的存在[10]。在1H NMR谱图中,低场区域只存在δH6.77 (H-3)和δH5.99(H-2)两个氢信号,且二者存在耦合相关信号(J=15.5 Hz),推断可能存在一个反式双键。结合13C NMR和DEPT NMR谱图,可将37个碳信号分别归属为:五个季碳信号(δC213.5、165.1、153.8、85.9、78.6),十八个叔碳信号(δC120.5、151.9、102.3、100.3、86.9、80.9、80.5、79.8、72.8、69.3、69.0、68.6、66.1、58.6、56.2、47.4、40.4、33.2),五个仲碳信号(δC66.4、39.9、32.2、31.3、26.3),九个伯碳信号(δC61.1、57.9、20.8、20.5、17.9、17.8、17.6、14.1、12.8)。在二维谱图中,根据1H-1H COSY谱图中相关信号,可以发现存在H-2/H-3/H-4(H-17)/H-5/H-6(H-18)/H-7/H-8、H-10/H-11/H-12/H-13/H-14(H-20)/H-15/H-16和H-1′′/H-2′′/H-3′′/H-4′′/H-5′′/H-6′′耦合体系。同时还发现存在H-1′/H-2′、H-4′/H-5′/H-6′、H-7′/H-8′耦合信号片段。在HMBC中,H-1′、H-4′、H-8′与C-3′存在相关信号,H-1′与C-5、H-5与C-1′存在相关信号,据此推断aldgarose片段存在并且连接在C-5。同时,H-8′′与C-3′′、H-7′′与C-2′′、H-1′′与C-5′′分别存在HMBC相关信号,以及H-1′′与C-20、H-20与C-1′′的HMBC相关信号证实allopyranose片段存在并且连接在C-20。H-6与C-8、H-19与C-8、H-19与C-9、H-11与C-9的相关HMBC信号证实C-7/C-8(C-19)/C-9/C-10连接在一起。H-3与C-1、H-2与C-1、H-15与C-1的相关HMBC信号证实双键碳C-2、C-3与C-1连接在一起,且C-1与C-16通过氧原子连接在一起。据此可以确定十六元内酯环的存在,据C-12和C-13化学位移的大小(δC58.6和56.2)推测在C-12和C-13处存在三元氧环结构。通过文献调研该结构与aldgamycin E(化合物2)结构高度类似,仅在8号位被羟基化。在所有的Aldgamycins类化合物中,8号位仅有两种取代形式,即仅被甲基取代,或同时被甲基和羟基取代。上述两种取代方式中,甲基总是朝向面内的,据此可推断aldgamycin P的8号位中,甲基朝内,羟基朝外。综上,化合物1的结构鉴定为图1所示,命名为aldgamycin P,其关键的COSY和HMBC数据见图1。
化合物1的详细结构鉴定数据原始图谱可从本刊官网免费下载(www.trcw.ac.cn)
图1 化合物1~7的化学结构以及化合物1关键COSY、HMBC示意图Fig.1 The chemical structures of compounds 1-7 and key COSY,HMBC correlations of compound 1
化合物2白色粉末(甲醇);ESI-MS:m/z765[M+Na]+,m/z391[(M+K+H)/ 2]+;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:6.73(dd,J=15.5,10.5 Hz,1H,H-3),5.87(d,J=15.4 Hz,1H,H-2),5.32(dq,J=9.7,6.2 Hz,1H,H-15),4.65(d,J=7.7 Hz,1H,H-1′),4.56(d,J=7.7 Hz,1H,H-1′′),4.39(q,J=6.5 Hz,1H,H-7′),4.13(dd,J=10.0,3.8 Hz,1H,H-20a),3.89(m,1H,H-5′),3.76(t,J=3.1 Hz,1H,H-3′′),3.64(m,1H,H-20b),3.62(s,3H,8′′-CH3),3.55(s,3H,7′′-CH3),3.52(m,1H,H-5′′),3.48(m,1H,H-2′),3.43(d,J=9.5 Hz,1H,H-5),3.20(m,1H,H-2′′),3.08(dd,J=7.7,2.9 Hz,1H,H-4′′),2.83(dt,J=8.3,2.5 Hz,1H,H-12),2.73(m,2H,H-4,H-10a),2.54(m,2H,H-8,H-13),2.10(m,1H,H-11a),2.03(m,1H,H-10b),1.86(dd,J=14.3,2.2 Hz,1H,H-4′),1.78 ~ 1.62(overlap,3H,H-7a,H-4′),1.59(d,J=6.4 Hz,3H,8′-CH3),1.53(m,1H,H-6),1.49 ~ 1.38(overlap,3H,H-7b,H-14,H-11b),1.35(d,J=6.3 Hz,3H,16-CH3),1.24(m,6H,17-CH3,19-CH3),1.19(d,J=6.6 Hz,3H,6′-CH3),1.11(d,J=6.9 Hz,3H,6′′-CH3),0.96(d,J=6.6 Hz,3H,18-CH3);13C NMR(150 MHz,CDCl3)δ:213.4(C-9),165.7(C-1),154.0(C-9′),150.7(C-3),121.5(C-2),101.3(C-1′),101.0(C-1′′),86.0(C-3′),84.8(C-5),82.0(C-2′′),81.4(C-7′),79.7(C-3′′),72.8(C-4′′),71.8(C-5′′),70.9(C-2′),70.0(C-15),67.4(C-20),67.3(C-5′),61.8(C-8′′),59.8(C-7′′),59.7(C-12),58.0(C-13),48.6(C-14),45.6(C-8),41.2(C-4),41.2(C-4′),34.8(C-6),33.5(C-10),32.5(C-7),26.7(C-11),20.7(C-6′),18.7(C-16),18.6(C-6′′),18.2(C-19),17.9(C-18),17.1(C-17),13.8(C-8′)。以上数据与文献[11]报道一致,故鉴定为aldgamycin E。
化合物3白色粉末(甲醇);ESI-MS:m/z755[M+Na]+;1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:6.78(dd,J=15.5,10.2 Hz,1H,H-3),5.95(d,J=15.5 Hz,1H,H-2),5.14(m,1H,H-15),4.44(d,J=8.4 Hz,1H,H-1′′),4.42(d,J=9.3 Hz,1H,H-1′),3.89(m,1H,H-20a),3.69(m,1H,H-5′),3.65(m,1H,H-3′′),3.54 ~ 3.51(overlap,3H,H-7′,H-20b,H-5′′),3.41(m,1H,H-2′),3.45(s,3H,8′′-CH3),3.39(s,3H,7′′-CH3),3.33(m,1H,H-5),3.06(dd,J=9.5,2.6 Hz,1H,H-4′′),2.99(dd,J=8.1,2.8 Hz,1H,H-2′′),2.83(dt,J=7.5,2.6 Hz,1H,H-14),2.74~2.62(overlap,3H,H-4,H-10a,H-13),2.15(ddd,J=16.2,9.6,5.9 Hz,1H,H-10b),1.97(m,1H,H-11a),1.80(d,J=13.8 Hz,1H,H-4′),1.59(d,J=12.8 Hz,2H,H-6a,H-6b),1.40 ~ 1.29(overlap,5H,H-7a,H-7b,H-11b,H-14,H-4′),1.24(d,J=6.3 Hz,3H,16-CH3),1.22(s,3H,19-CH3),1.14(d,J=6.4 Hz,3H,17-CH3),1.11 ~ 1.06(overlap,6H,6′-CH3,6′′-CH3),0.97(d,J=6.3 Hz,3H,8′-CH3),0.91(d,J=6.8 Hz,3H,18-CH3);13C NMR(100 MHz,DMSO-d6)δ:213.6(C-9),165.2(C-1),152.3(C-3),120.3(C-2),102.8(C-1′),100.3(C-1′′),86.5(C-5),80.6(C-2′′),79.8(C-3′′),78.7(C-8),74.6(C-7′),72.8(C-3′),69.3(C-2′),69.3(C-4′′),68.6(C-5′′),66.7(C-15),66.5(C-20),65.6(C-5′),61.1(C-8′′),58.7(C-7′′),58.1(C-12),58.0(C-13),48.6(C-14),47.5(C-4),40.4(C-4′),35.5(C-7),33.1(C-6),31.2(C-10),26.1(C-11),25.7(C-19),21.3(C-6′),21.2(C-17),17.9(C-18),17.8(C-16),17.6(C-8′),16.5(C-6′′)。化合物3的碳氢化学位移与化合物1相比,差异主要体现在C-5所连糖的结构不一致。以上数据与文献[12]报道一致,故鉴定为aldgamycin J。
化合物4白色粉末(甲醇);ESI-MS:m/z739[M+Na]+;1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:6.74(dd,J=15.4,10.6 Hz,1H,H-3),6.02(d,J=15.4 Hz,1H,H-2),5.16(m,1H,H-15),4.44(overlap,2H,H-1′,H-1′′),3.90(dd,J=10.1,3.8 Hz,1H,H-20a),3.69(m,1H,H-5′),3.65(t,J=2.8 Hz,1H,H-3′′),3.54 ~ 3.50(overlap,3H,H-7′,H-20b,H-5′′),3.45(s,3H,8′′-CH3),3.41(m,1H,H-2′),3.39(s,3H,7′′-CH3),3.36(m,1H,H-5),3.07(dd,J=9.5,2.7 Hz,1H,H-4′′),2.99(dd,J=8.0,2.8 Hz,1H,H-2′′),2.80(dd,J=6.6,4.3 Hz,1H,H-12),2.73 ~ 2.67(overlap,2H,H-4,H-13),2.59(dd,J=9.2,2.0 Hz,1H,H-10a),2.46 ~ 2.36(m,2H,H-10b,H-11a),1.88(overlap,3H,H-4′a,H-6,H-7a),1.77 ~ 1.64(m,1H,H-7b),1.43 ~ 1.27(overlap,3H,H-11b,H-14,H-4′b),1.24(d,J=6.2 Hz,3H,16-CH3),1.16(d,J=6.5 Hz,3H,17-CH3),1.11 ~ 1.06(overlap,9H,6′-CH3,6′′-CH3,19-CH3),0.98(d,J=6.4 Hz,3H,8′-CH3),0.88(d,J=6.3 Hz,3H,18-CH3);13C NMR(150 MHz,DMSO-d6)δ:213.1(C-9),165.2(C-1),152.3(C-3),120.3(C-2),102.9(C-1′),100.4(C-1′′),84.5(C-5),80.6(C-2′′),79.8(C-3′′),74.6(C-7′),72.8(C-3′),69.4(C-4′′),69.3(C-2′),68.7(C-5′′),66.6(C-15),66.5(C-20),65.6(C-5′),61.0(C-8′′),59.0(C-7′′),58.0(C-12),57.3(C-13),48.6(C-14),47.5(C-8),40.8(C-4),40.1(C-4′),35.4(C-7),34.4(C-6),32.2(C-10),26.3(C-11),21.4(C-6′),21.1(C-17),18.0(C-8′),17.9(C-18),17.8(C-16),17.1(C-19),16.5(C-6′′)。以上数据与文献[11]报道一致,故鉴定为aldgamycin K。
化合物5白色粉末(甲醇);ESI-MS:m/z723[M+Na]+,m/z370[(M+K+H)/ 2]+;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:6.71(dd,J=15.6,9.9 Hz,1H,H-3),5.80(d,J=15.5 Hz,1H,H-2),5.52(ddd,J=13.6,8.4,4.6 Hz,1H,H-12),5.30(dd,J=15.3,9.3 Hz,1H,H-13),5.07(m,1H,H-15),4.66(d,J=7.6 Hz,1H,H-1′),4.56(d,J=7.7 Hz,1H,H-1′′),3.95(m,2H,H-20a,H-5′),3.74(t,J=3.1 Hz,1H,H-3′′),3.70 ~ 3.62(m,2H,H-2′,H-7′),3.61(s,3H,8′′-CH3),3.53(s,3H,7′′-CH3),3.50 ~ 3.37(overlap,4H,H-5,H-20b,H-6′,H-5′′),3.20(d,J=10.1 Hz,1H,H-4′′),3.05(dd,J=7.7,2.9 Hz,1H,H-2′′),2.71(m,1H,H-4),2.52(m,1H,H-10a),2.34(m,1H,H-14),2.27 ~ 2.07(overlap,3H,H-10b,H-11a,H-11b),1.67(m,1H,H-7a),1.53(m,2H,H-6,H-4′a),1.40(m,1H,H-4′b),1.34(m,1H,H-7b),1.28(m,6H,16-CH3,8′-CH3),1.25(d,J=6.1 Hz,3H,6′′-CH3),1.19(m,6H,17-CH3,6′-CH3),1.10(d,J=6.9 Hz,3H,19-CH3),0.99(d,J=6.7 Hz,3H,18-CH3);13C NMR(150 MHz,CDCl3)δ:213.8(C-9),165.7(C-1),150.5(C-3),132.8(C-12),128.7(C-13),121.7(C-2),101.8(C-1′),101.1(C-1′′),86.1(C-5),81.9(C-2′′),79.9(C-3′′),74.0(C-3′),73.9(C-7′),72.8(C-4′′),72.7(C-2′),70.7(C-5′′),70.0(C-20),69.9(C-15),67.1(C-5′),61.8(C-8′′),59.9(C-7′′),50.3(C-14),44.9(C-8),40.9(C-4),39.5(C-4′),38.8(C-10),34.7(C-6),33.0(C-7),26.2(C-11),20.9(C-6′),18.9(C-19),18.7(C-17),18.6(C-6′′),18.3(C-16),17.9(C-8′),17.2(C-18)。以上数据与文献[11]报道一致,故鉴定为aldgamycin L。
化合物6白色粉末(甲醇);ESI-MS:m/z725[M+Na]+;1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:6.77(dd,J=15.5,10.2 Hz,1H,H-3),5.97(d,J=15.5 Hz,1H,H-2),5.14(dd,J=8.9,5.9 Hz,1H,H-15),4.45(d,J=8.0 Hz,1H,H-1′′),4.16(d,J=7.6 Hz,1H,H-1′),3.90(dd,J=10.0,4.2 Hz,1H,H-20a),3.66(t,J=2.8 Hz,1H,H-3′′),3.53(m,2H,H-20b,H-5′′),3.46(s,3H,8′′-CH3),3.39(s,3H,7′′-CH3),3.35(overlap,3H,H-5,H-2′,H-3′),3.31(s,3H,7′-CH3),3.14(ddd,J=11.2,9.1,5.2 Hz,1H,H-4′′),3.07(dd,J=9.4,2.6 Hz,1H,H-2′′),3.00(m,1H,H-5′),2.84(dt,J=7.6,2.6Hz,1H,H-13),2.69(overlap,3H,H-4,H-10a,H-12),2.14(ddd,J=16.2,9.8,5.8 Hz,1H,H-10b),2.01(overlap,3H,H-7a,H-11a,H-4′a),1.78(dd,J=20.8,9.1 Hz,1H,H-7b),1.59(m,1H,H-11b),1.44 ~ 1.28(overlap,3H,H-6,H-14,H-4′b),1.24(m,6H,16-CH3,19-CH3),1.13(overlap,9H,17-CH3,6′-CH3,6′′-CH3),0.90(d,J=6.7 Hz,3H,18-CH3);13C NMR(150 MHz,DMSO-d6)δ:213.5(C-9),165.2(C-1),152.1(C-3),120.4(C-2),104.0(C-1′),100.3(C-1′′),86.8(C-5),80.5(C-2′′),80.4(C-2′),79.8(C-8),79.2(C-3′),78.7(C-3′′),74.0(C-5′),72.8(C-4′′),69.3(C-5′′),68.6(C-15),66.6(C-20),66.5(C-8′′),61.1(C-7′′),58.7(C-12),58.0(C-13),56.5(C-7′),47.6(C-14),47.4(C-4),38.0(C-4′),37.3(C-7),33.2(C-6),31.2(C-10),26.1(C-19),26.0(C-11),20.9(C-17),17.9(C-18),17.8(C-16),17.7(C-6′),17.5(C-6′′)。以上数据与文献[12]报道一致,故鉴定为GERI-155。
化合物7白色粉末(甲醇);ESI-MS:m/z723[M+Na]+;1HNMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:7.08(d,J=15.4 Hz,1H,H-10),6.56(dd,J=15.5,10.3 Hz,1H,H-3),6.32(dd,J=15.4,9.3 Hz,1H,H-11),6.13(d,J=15.3 Hz,1H,H-2),5.18(m,1H,H-15),4.50(d,J=8.0 Hz,1H,H-1′′),4.38(s,1H,H-20a),4.13(d,J=7.6 Hz,1H,H-1′),3.96(dd,J=10.4,2.9 Hz,1H,H-20b),3.67(t,J=2.9 Hz,1H,H-3′′),3.61 ~ 3.51(m,2H,H-5′,H-5′′),3.46(s,3H,8′′-CH3),3.41(s,3H,7′′-CH3),3.30(s,3H,7′-CH3),3.21 ~ 2.93(overlap,6H,H-5,H-13,H-2′,H-3′,H-2′′,H-4′′),2.74(td,J=10.2,5.8 Hz,1H,H-4),2.02(m,2H,H-7a,H-4′a),1.80(d,J=5.6 Hz,1H,H-7b),1.58(m,1H,H-14),1.37(t,J=10.0 Hz,1H,H-4′b),1.30(m,3H,16-CH3),1.26(d,J=6.3 Hz,3H,19-CH3),1.14(overlap,10H,H-6,17-CH3,6′-CH3,6′′-CH3),0.92(d,J=6.7 Hz,3H,18-CH3);13C NMR(150 MHz,DMSO-d6)δ:200.0(C-9),165.0(C-1),151.9(C-3),143.7(C-11),127.4(C-10),120.8(C-2),103.7(C-1′),100.5(C-1′′),87.3(C-5),80.6(C-2′′),80.4(C-3′),80.0(C-3′′),78.1(C-8),74.1(C-2′),72.8(C-5′′),69.3(C-15),67.9(C-5′),66.5(C-20),61.1(C-8′′),58.5(C-13),58.1(C-7′′),58.1(C-12),56.5(C-7′),48.5(C-14),40.9(C-4),37.3(C-7),36.5(C-4′),33.7(C-6),27.7(C-19),22.7(C-6′),20.8(C-18),18.7(C-16),18.0(C-17),17.8(C-6′′)。以上数据与文献[4]报道一致,故鉴定为chalcomycin。
滤纸片抑菌活性实验显示,化合物1~7对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌有显著的抑制作用(见表1),其中化合物2、6、7对两株细菌的抑制作用强于阳性对照卡那霉素。而化合物1、3、4、5对金黄色葡萄球菌的抑制作用与卡那霉素的抑制效果相当,抑菌圈大小均为14~15 mm。化合物1~7对于被测试的两株真菌小麦赤霉病菌和玉米小斑病菌没有表现出抑制作用。
在测定化合物对细菌的MIC实验中,由于化合物量太少,因此只测定了化合物1~4和7对金黄色葡萄球菌的MIC值。
MIC实验测定结果如表2所示,化合物1~4和7对金黄色葡萄球菌的抑制效果基本与卡那霉素相近。其中,化合物2和7对于金黄色葡萄球菌的MIC值分别为0.49和0.98 μg/mL,强于卡那霉素对金黄色葡萄球菌的MIC值(3.91 μg/mL)。化合物1对于金黄色葡萄球菌的MIC值为7.81 μg/mL,表现出中等强度的抑菌活性。
注:NT意味着没有进行该试验。
Note:NT means this test was not carried out.
表2 化合物1~7对金黄色葡萄球菌的MIC 值
注:NT意味着该没有进行该试验。
Note:NT means this test was not carried out.
我们从土壤链霉菌Streptomycessp.KIB-K1发酵液中共分离得到7个大环内酯类化合物,其中化合物1为首次报道的大环内酯,命名为aldgamycin P(1)。化合物1~7对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌都有显著的抑制作用,而对被测试的两株真菌都没有表现出抑制活性。新化合物1对于金色葡萄球菌的MIC值分别为7.81 μg/mL,接近阳性对照卡那霉素的MIC值(3.91 μg/mL)。Jiang[10]、Wang[11]、Kim[13]的研究表明,Aldgamycins类化合物对大部分的革兰氏阳性和革兰氏阴性菌有很好的抑制作用,而对真菌一般不表现出活性,这与本实验结果相符。同时,Wang[11]在研究Aldgamycins类化合物的构效关系时,提出环氧体系对于抑菌活性有促进作用,同时糖片段的不同对于抑菌活性强弱并没有直接关系的假设。我们分到的7个化合物中,只有化合物5不具备环氧体系,且其抑菌活性相对其他化合物较弱;化合物1和3、2和4之间也没有明显活性强弱的差距,本实验结果一定程度上为该假设提供了数据支持。
活性化合物aldgamycin P的发现,为aldgamycins家族类化合物增添了新的成员,丰富了活性十六元大环内酯化合物的种类,为此类化合物后续深入的开发和利用提供了菌株资源,是潜在的抗生素药物资源。