海洋是一个巨大的宝库,蕴藏着丰富的生物资源,形形色色、种类各异的动物、植物和微生物生活在浩瀚的海洋中。与陆地环境相比,海洋环境具有高压、高盐、低温和寡营养等特点,因此海洋生物可以代谢产生一些不同于陆地生物的特殊结构化合物,从而为人类疾病治疗提供丰富的先导物。海绵属于初级动物,在海洋中分布广泛。海绵的生长为附着生长,没有物理防御机制,却可以在复杂的海洋生态环境中存活下来,因此,人们推测海绵一定具有特殊的化学防御机制,可以产生大量的化合物用来抵御捕食者,科学家对此做了大量的研究。简易扁板海绵(Plakortissimplex)属于寻常海绵纲(Demospongiae)、同骨海绵目(Hamosclerophori-da)、多板海绵科(Plakinidae)。1978年,美国Faulk-ner研究组[1]首次对Plakortis属海绵进行了研究,从巴拿马海绵P.halichondrioides中分离得到聚酮类过氧化物plakortin。其后意大利的Fattorusso课题组[2]对Plakortissimplex进行了长期和系统的化学成分研究。近年来,我国研究人员陆续从南海永兴岛附近的Plakortissimplex中发现了一系列抗疟疾和细胞毒活性化合物。到目前为止,各国相关研究者从Plakortissim-plex中分离得到大量化合物,结构类型多样,包括呋喃类、环状过氧化物、生物碱和糖脂类等。作者在此对简易扁板海绵化合物进行归类,综述了其主要活性,以期为相关研究提供参考。
1呋喃类化合物
这是目前从Plakortissimplex中分离到数量最多的一类化合物。早在1980年,Stierle等[3]就从加勒比海海绵Plakortis属中分离到这类化合物,并报道这类化合物是海绵化合物主要成分。作者研究表明,从我国南海永兴岛采集的Plakortissimplex(编号XSA-02)的主要成分也是一种呋喃类化合物(数据未发表),而且同Stierle报道的化合物一致。李国强课题组[4]和Fattorusso课题组[2]分别从Plakortissimplex中分离到呋喃类化合物。这类化合物的共同特点是结构中含有一个呋喃环,支链有时含有双键。李国强课题组的报道指出,一些呋喃类化合物有微弱细胞毒作用[4]。文献报道的从Plakortissimplex中分离到的呋喃类化合物见表1。
2环状过氧化物
环状过氧化物在Plakortissimplex中广泛存在,且具有明显的抗疟疾活性。此外,还有一部分过氧化物显示抗肿瘤活性。这类化合物的共同特点是结构中含有一个六元过氧化物环。有关此类结构的化合物和活性见表2。
3糖脂类化合物
糖脂类化合物主要见于Fattorusso课题组[15-18]的报道。这是一类分离于正丁醇部位的具有较大极性的化合物,部分化合物具有免疫抑制活性,其结构和活性见表3。4生物碱类化合物生物碱一般是指含有负氧化N原子的非氨基酸及肽的环状天然有机化合物,生物碱在自然界中广泛存在,其中多具有明显的生物活性。从Plakortissim-plex中分离到的生物碱化合物数量不多,表明其在此种海绵中属于微量成分,已报道的生物碱化合物及其活性见表4。
5甾体类化合物
Fattorusso课题组[19]从Plakortissimplex中分离到一种甾体类化合物,结构见图1,但未见其生物活性的报道。
6脂肪酸衍生物
林厚文课题组从Plakortissimplex中分离到一些链状脂肪酸衍生物,结构见图2,其中化合物1具有一定的细胞毒活性[20]。
7结语
从自然界中分离纯化天然化合物,研究其生物活性,作为先导化合物进行结构优化从而形成各种治疗疾病的药物,是天然产物科学工作者孜孜以求的目标。人们已经从陆地生物中分离纯化到很多化合物用于疾病治疗,典型的如青霉素和紫杉醇。然而,病原体抗药性在不断进化,人类疾病的种类在逐渐增多,人类对疾病发生发展机制的了解也在逐步深入,这就要求天然产物科学工作者分离出更多的化合物,增加化合物结构的多样性,丰富化合物的种类和数量,以供药物活性筛选。人们已经从Plakortissimplex中分离到呋喃类、环状过氧化物、糖脂类和生物碱等化合物,部分化合物具有一定的细胞毒、抗疟疾和免疫抑制活性,但没有分离到结构独特的化合物,可能需要从微量成分或者大极性部位入手。此外,Plakortissimplex在中国南海、加勒比海等不同海域都有分布,但不同来源的Pla-kortissimplex均可分离到呋喃类化合物和环状过氧化物,表明这两类化合物可以作为此种海绵的化学分类学特征。
作者:刘振华 周晨妍 单位:新乡医学院生命科学技术学院 河南省医学遗传学与分子靶向药物 高校重点实验室培育基地