張曉春,魯春華
醴腸化學(xué)成分及其抗沙門菌T3SS的活性成分研究
張曉春,魯春華*
山東大學(xué)齊魯醫(yī)學(xué)院,山東大學(xué)藥學(xué)院 天然藥物化學(xué)研究所,山東 濟(jì)南 250012
研究醴腸的化學(xué)成分及其抗沙門菌Ⅲ型分泌系統(tǒng)(type III secretion system,T3SS)活性。綜合運(yùn)用Sephadex LH-20凝膠、正相硅膠、HPLC、中壓反相等柱色譜方法進(jìn)行分離純化,MS、NMR、UV、IR等技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定,采用SDS-PAGE法檢測(cè)化合物1~18抗沙門菌T3SS毒力蛋白分泌活性。從醴腸全草提取物中分離到18個(gè)化合物,分別鑒定為香豌豆酚(1)、3′--甲基香豌豆酚(2)、蟛蜞菊內(nèi)酯(3)、異去甲蟛蜞菊內(nèi)酯(4)、木犀草素(5)、5′-(4-羥基-1-丁炔-1-基)[2,2′-聯(lián)噻吩]-5-醛(6)、α-三聯(lián)噻吩(7)、α-三聯(lián)噻吩甲醛(8)、α-三聯(lián)噻吩甲醇(9)、5-甲氧亞甲基-2,2′:5′,2′′-三聯(lián)噻吩(10)、5-羥甲基-(2,2′:5′,2′′)-三聯(lián)噻吩乙酯(11)、[2,2′:5′,2′′-三聯(lián)噻吩]-5-基甲基-2-甲基丁酯(12)、5-羥甲基-(2,2′:5′,2′′)-噻吩當(dāng)歸酸酯(13)、5-羥甲基-(2,2′:5′,2′′)-噻吩巴豆酸酯(14)、()-[2,2′-聯(lián)噻吩]-5-甲醇-5′-(3-丁烯-1-炔基)-2-巴豆酸酯(15)、()-5′-(3-丁烯-1-炔基)-[2,2′-噻吩]-5-甲醇-2-甲基巴豆酸酯(16)、5′-(3-丁烯-1-炔-1-基)-[2,2′-聯(lián)噻吩]-5-甲醇-5-乙酯(17)和5′-羥甲基-5-(3-丁烯-1-炔基)-2,2′-聯(lián)噻吩(18)?;衔?、15、16首次從植物醴腸中分離得到?;衔?具有較強(qiáng)的沙門菌T3SS毒力蛋白分泌抑制活性,化合物1、3、4具有一定的抗T3SS活性,為醴腸民間用作排膿、止血、治熱痢以及抗菌抗感染藥物提供了科學(xué)的理論基礎(chǔ)。
醴腸;抗沙門菌T3SS活性;抗毒力藥物;噻吩;黃酮;5′-(4-羥基-1-丁炔-1-基)[2,2′-聯(lián)噻吩]-5-醛;()-[2,2′-聯(lián)噻吩]-5-甲醇-5′-(3-丁烯-1-炔基)-2-巴豆酸酯;木犀草素
抗毒力療法是治療感染的一種新策略,在不影響細(xì)菌生長的情況下,干擾并抑制病原菌的毒力因子,降低其致病性。這些毒力因子主要參與細(xì)菌定殖、黏附,突破機(jī)體防御屏障,在宿主細(xì)胞內(nèi)生存、增殖、擴(kuò)散。當(dāng)前抗毒力藥物研究方向主要包括阻止細(xì)菌生物被膜形成,阻止細(xì)菌黏附,抑制分泌系統(tǒng)合成、組裝等[1-2]。目前已發(fā)現(xiàn)9種細(xì)菌分泌系統(tǒng),其中Ⅲ型分泌系統(tǒng)(type III secretion system,T3SS)是包括沙門菌在內(nèi)的許多革蘭陰性致病菌最重要的毒力系統(tǒng),成為抗毒力藥物重要的靶標(biāo)[3]。因此,T3SS抑制劑的發(fā)現(xiàn)已成為治療感染的一種新途徑,在耐藥性方面具有比傳統(tǒng)抗生素更大的優(yōu)勢(shì)[4]。藥用植物具備來源廣、化學(xué)成分多樣、方便易得等多種優(yōu)勢(shì),為抗毒力藥物的發(fā)現(xiàn)提供了天然寶庫,是T3SS抑制劑的重要來源[5]。Zhang等[6]研究發(fā)現(xiàn)唇形科植物百里香中分離得到的百里香酚能夠抑制沙門菌對(duì)HeLa細(xì)胞的侵襲,保護(hù)小鼠免受沙門菌感染,是一種潛在的T3SS抑制劑;Vikram等[7]對(duì)柑橘中的柚皮素進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)能夠抑制沙門菌毒力島SPI-1,顯著降低沙門菌毒力和致病性。從藥用植物中篩選抗沙門菌T3SS活性成分,已被證實(shí)是一種有效的治療感染、對(duì)抗細(xì)菌耐藥的方法。
本課題組前期對(duì)50種緬甸蔬菜進(jìn)行了抗毒力活性篩選,發(fā)現(xiàn)醴腸全草提取物能夠顯著地抑制沙門菌T3SS毒力蛋白的分泌,是抗毒力藥物發(fā)現(xiàn)的潛在資源,值得深入研究。醴腸L.是菊科醴腸屬植物,一年生草本,又名墨旱蓮。分布于熱帶、亞熱帶地區(qū),在我國廣泛分布,是一種常見中草藥[8]。已有研究表明,醴腸提取物及化合物具有排膿、止血、治熱痢以及抗菌抗感染等功效[9-11]。為深入研究醴腸中通過抗毒力而抗感染抗菌的活性成分,本實(shí)驗(yàn)對(duì)醴腸全草提取物進(jìn)行了成分的分離,共得到18個(gè)化合物,分別鑒定為香豌豆酚(orobol,1)、3′--甲基香豌豆酚(3′--methyl orobol,2)、蟛蜞菊內(nèi)酯(wedelolactone,3)、異去甲蟛蜞菊內(nèi)酯(isodemethyl wedelolactone,4)、木犀草素(luteolin,5)、5′-(4-羥基-1-丁炔-1-基)[2,2′-聯(lián)噻吩]-5-醛(5′-(4-hydroxy-1-butyn-1-yl)[2,2′- bithiophene]-5-carboxaldehyde,6)、α-三聯(lián)噻吩(α-terthienyl,7)、α-三聯(lián)噻吩甲醛(α-formyl- terthienyl,8)、α-三聯(lián)噻吩甲醇(α-terthienyl methanol,9)、5-甲氧亞甲基-2,2′:5′,2′′-三聯(lián)噻吩 [5- (methoxymethyl)-(2,2′:5′,2′′)-terthiophene,10]、5-羥甲基-(2,2′:5′,2′′)-三聯(lián)噻吩乙酯 [5-hydroxymethyl- (2,2′:5′,2′′)-terthienyl acetate,11]、[(2,2′:5′,2′′)-三聯(lián)噻吩]-5-基甲基-2-甲基丁酯([(2,2′:5′,2′′)-terthiophen]- 5-ylmethyl 2-methylbutanoate,12)、5-羥甲基- (2,2′:5′,2′′)-噻吩當(dāng)歸酸酯[5-hydroxymethyl- (2,2′:5′,2′′)-terthienyl angelate,13]、5-羥甲基- (2,2′:5′,2′′)-噻吩巴豆酸酯[5-hydroxymethyl- (2,2′:5′,2′′)-terthienyl tiglate,14]、()-[2,2′-聯(lián)噻吩]-5-甲醇-5′-(3-丁烯-1-炔基)-2-巴豆酸酯((Z)-5′-(3-buten-1-ynyl)-[2,2′-bithiophene]-5-methanol- 2-methylcrotonate,15)、()-5′-(3-丁烯-1-炔基)-[2,2′-噻吩-5-甲醇-2-甲基巴豆酸酯(()-5′-(3-buten-1- ynyl)-[2,2′-bithiophene]-5-methanol-2-methylcrotonate,16)、5′-(3-丁烯-1-炔-1-基)-[2,2′-聯(lián)噻吩]-5-甲醇-5-乙酯(5′-(3-buten-1-yn-1-yl)-[2,2′-bithiophene]-5- methanol-5-acetate,17)和5′-羥甲基-5-(3-丁烯-1-炔基)-2,2′-聯(lián)噻吩[5′-hydroxymethyl-5-(3-buten-1- ynyl)-2,2′-bithiophene,18],其中化合物6、15、16首次從植物醴腸中分離得到;抗毒力活性篩選發(fā)現(xiàn)化合物1、3、4和5具有抑制沙門菌T3SS毒力蛋白分泌的活性,其中化合物5表現(xiàn)出最強(qiáng)的抗毒力活性。
400 MHz、600 MHz核磁共振波譜儀(德國Bruker公司);SBS-100數(shù)控計(jì)滴自動(dòng)部分收集器(上海滬西分析儀器廠有限公司);分析型高效液相色譜儀(美國Agilent科技公司);制備型高效液相色譜儀(美國Waters公司);中壓液相色譜儀(瑞士 BUCHI公司);BSA-2245W型電子天平(德國Sartorius公司);TU-1810型紫外可見光分光光度計(jì)(北京普析通用儀器公司);凝膠成像儀(美國Bio-Rad公司);電泳儀(美國Bio-Rad公司);氘代試劑(上海新鉑化學(xué)有限公司);色譜級(jí)乙腈、甲醇(廣州艾欣科技有限公司);薄層色譜硅膠板(煙臺(tái)江友硅膠開發(fā)有限公司);葡聚糖凝膠(GE Healthcare公司);三氯乙酸(TCA,Aladdin公司);cytosporone B(CsnB,上海畢得醫(yī)藥公司,CAS 321661-62-5;產(chǎn)品編碼 BP4078);反相硅膠(德國Merck公司);實(shí)驗(yàn)用分析純?nèi)軇ㄌ旖蚋挥钤噭┕荆?;ESI-MS質(zhì)譜儀(美國Finnigan公司)。
供試菌株:減毒鼠傷寒沙門菌(UK-1χ8956)由美國亞利桑那州立大學(xué)惠贈(zèng),?80 ℃保存于本實(shí)驗(yàn)室。
藥材采集自山東省鄆城縣城南,由中國科學(xué)院昆明植物研究所楊雪飛研究員鑒定為醴腸L. 全草。
取干燥醴腸全草1.0 kg,粉碎后用95%乙醇水提取液浸泡,提取3次,合并提取液,35 ℃減壓濃縮至干得到乙醇粗提物。用95%甲醇水溶液200 mL溶解粗提物后,加入100 mL石油醚進(jìn)行萃取,共萃取4~5次,合并萃取液,35 ℃減壓濃縮至干,得到石油醚萃取物和甲醇萃取物。甲醇萃取物用醋酸乙酯-水(1∶1)萃取3~4次,35 ℃減壓濃縮至干得到醋酸乙酯萃取物和水萃取物。
醋酸乙酯萃取物(13.5 g)經(jīng)葡聚糖凝膠柱色譜分離,甲醇洗脫,合并洗脫液得Fr. A~D。Fr. B(2.65 g)先后經(jīng)正相硅膠柱色譜、葡聚糖凝膠柱色譜分離共得到7個(gè)組分Fr. B1~B7。Fr. B5(100.7 mg)經(jīng)正相硅膠柱色譜以石油醚-醋酸乙酯(20∶1→0∶1)進(jìn)行梯度洗脫,根據(jù)薄層色譜(TLC)檢測(cè)結(jié)果,合并洗脫液得到化合物4(4.5 mg)。Fr. B6(38.4 mg)經(jīng)正相硅膠柱色譜,以石油醚-醋酸乙酯(100∶1→10∶1)梯度洗脫,得到化合物6(1.9 mg);Fr. B7(11.5 mg)經(jīng)正相硅膠柱色譜,石油醚-醋酸乙酯(50∶1→5∶1)分離得到化合物3(4.5 mg)。
組分Fr. D(2.25 g)再次進(jìn)行葡聚糖凝膠柱色譜分離,二氯甲烷-甲醇(1∶2)洗脫,根據(jù)TLC檢測(cè)結(jié)果得到Fr. D1~D3。Fr. D1(559.3 mg)經(jīng)中壓反相柱(RP-18)色譜分離,以10%~100%乙腈梯度洗脫共得到3個(gè)組分Fr. D1-1~D1-3。Fr. D1-2(56.8 mg)經(jīng)正相硅膠柱色譜以石油醚-醋酸乙酯(20∶1→0∶1)進(jìn)行梯度洗脫,根據(jù)TLC檢測(cè)合并相同組分,得到化合物1(4.7 mg)、5(12.4 mg)。Fr. D3(112.6 mg)經(jīng)葡聚糖凝膠柱色譜(甲醇)分離,合并相同流分共得到3個(gè)組分Fr. D3-1~D3-3,F(xiàn)r. D3-2(28.5 mg)經(jīng)正相硅膠柱色譜分離,石油醚-醋酸乙酯(10∶1)梯度洗脫,得到化合物2(3.6 mg)。
取石油醚萃取物(8.8 g)經(jīng)葡聚糖凝膠柱色譜分離,以二氯甲烷-甲醇(1∶2)洗脫,根據(jù)TLC檢測(cè)結(jié)果,合并為Fr. 1~3。Fr. 2(3.0 g)經(jīng)葡聚糖凝膠柱色譜,二氯甲烷-甲烷(1∶2)洗脫,合并為Fr. 2A~2E。Fr. 2C(67.7 mg)經(jīng)正相硅膠柱色譜以石油醚-丙酮(100∶1→10∶1)梯度洗脫,得到Fr. 2C1~2C4 共4個(gè)組分。Fr. 2C3(60.3 mg)經(jīng)半制備型HPLC [乙腈-水(85∶15),4 mL/min] 分離,得到化合物13(3.3 mg,R= 13.2 min)、14(4.5 mg,R= 12.7 min)、18(2.3 mg,R= 15.1 min)、11(3.2 mg,R= 8.1 min)和10(1.5 mg,R= 8.8 min)。Fr. 2D(278.4 mg)經(jīng)葡聚糖凝膠柱色譜,二氯甲烷-甲醇(1∶2)洗脫,得9個(gè)組分,即Fr. 2D1~2D9。Fr. 2D7(23.5 mg)經(jīng)正相硅膠柱色譜以石油醚-醋酸乙酯(1∶0→10∶1)洗脫,根據(jù)TLC檢測(cè)結(jié)果,得到化合物8(2.3 mg)。Fr. 2D8(32.3 mg)經(jīng)正相硅膠柱色譜以石油醚-醋酸乙酯(1∶0→0∶1)洗脫,合并得化合物7(4.6 mg)和9(3.5 mg)。
Fr. 3(556.9 mg)經(jīng)正相硅膠柱色譜以石油醚-醋酸乙酯(100∶1→10∶1)梯度洗脫,得Fr. 3A~3C。Fr. 3B經(jīng)半制備型HPLC [乙腈-水(80∶20),4 mL/min] 分離,得化合物17(3.3 mg,R= 6.1 min)、15(3.2 mg,R= 12.3 min)、16(1.9 mg,R= 13.5 min)和12(2.2 mg,R= 15.6 min)。
利用溫度變化誘導(dǎo)鼠傷寒沙門菌T3SS毒力蛋白SipA、B、C、D分泌,以TCA-丙酮(?20 ℃保存)沉淀毒力蛋白,將蛋白變性后進(jìn)行SDS-PAGE檢測(cè),篩選能夠抑制毒力蛋白分泌的化合物。具體方法:將28 ℃過夜培養(yǎng)的UK-1χ8956用添加-阿拉伯糖(0.2%)的LB培養(yǎng)基稀釋100倍,加入樣品(終濃度為100 μmol/L)后,在37 ℃、220 r/min條件下培養(yǎng)5~6 h,以加入DMSO組作為對(duì)照組,加入CsnB的作為陽性對(duì)照組。在4 ℃離心后從上清液中獲得分泌蛋白,加入100%TCA在冰上放置30 min使蛋白沉淀,在4 ℃、12 000 r/min離心10 min,控干TCA后,加入400 μL冰丙酮洗滌。在12 000 r/min離心15 min,倒掉上清,待丙酮揮干后加入20 μL的1×loading buffer,在95 ℃恒溫加熱5 min使蛋白變性,取蛋白樣品8 μL進(jìn)行SDS-PAGE檢測(cè)。
化合物1:黃色粉末;ESI-MS287.2 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為286;分子式為C15H10O6;1H-NMR (400 MHz, CDCl3): 8.02 (1H, s, H-2), 7.02 (1H, d,= 1.7 Hz, H-2′), 6.86 (1H, dd,= 8.2, 1.8 Hz, H-6′), 6.83 (1H, d,= 8.1 Hz, H-5′), 6.33 (1H, d,= 2.1 Hz, H-8), 6.21 (1H, d,= 2.2 Hz, H-6);13C-NMR (400 MHz, CDCl3): 180.8 (C-4), 164.5 (C-7), 163.5 (C-5), 158.3 (C-9), 153.4 (C-2), 145.4 (C-4′), 144.8 (C-3′), 123.4 (C-3), 122.4 (C-1′), 120.3 (C-6′), 116.0 (C-2′), 114.9 (C-5′), 104.9 (C-10), 98.7 (C-6), 93.4 (C-8)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[13],故鑒定化合物1為香豌豆酚。
化合物2:黃色粉末;ESI-MS301.4 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為300;分子式為C16H12O6;1H-NMR (400 MHz, CDCl3): 8.11 (1H, s, H-2), 7.18 (1H, d,= 1.8 Hz, H-2′), 7.0 (1H, dd,= 8.2, 2.0 Hz, H-6′), 6.88 (1H, d,= 8.2 Hz, H-5′), 6.37 (1H, d,= 2.1 Hz, H-8), 6.25 (1H, d,= 2.1 Hz, H-6), 3.91 (3H, s, 3′-OCH3);13C-NMR (400 MHz, CDCl3): 180.8 (C-4), 164.9 (C-7), 162.1 (C-5), 158.3 (C-9), 153.6 (C-2), 147.4 (C-3′), 146.5 (C-4′), 123.3 (C-3), 122.4 (C-1′), 121.5 (C-6′), 114.8 (C-5′), 112.6 (C-2′), 104.8 (C-10), 98.8 (C-6), 93.4 (C-8), 55.1 (3′-OCH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[13],故鑒定化合物2為3′--甲基香豌豆酚。
化合物3:黃色粉末;ESI-MS315.3 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為314;分子式為C16H10O7;1H-NMR (400 MHz, CDCl3): 8.14 (1H, s, H-10), 7.59 (1H, s, H-13), 6.67 (1H, d,= 2.1 Hz, H-6), 6.65 (1H, d,= 2.1 Hz, H-8), 3.72 (3H, s, 7-OCH3);13C-NMR (400 MHz, CDCl3): 166.4 (C-7), 161.5 (C-1), 159.4 (C-9), 156.8 (C-5), 156.8 (C-3), 150.8 (C-15), 147.7 (C-11), 146.7 (C-12), 115.8 (C-14), 106.5 (C-10), 103.6 (C-2), 100.1 (C-13), 99.0 (C-8), 98.9 (C-4), 92.4 (C-6), 55.9 (7-OCH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[14],故鑒定化合物3為蟛蜞菊內(nèi)酯。
化合物4:黃色粉末;ESI-MS301.3 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為300;分子式為C15H8O7;1H-NMR (400 MHz, CDCl3): 8.15 (1H, s, H-10), 7.60 (1H, s, H-13), 6.69 (1H, d,= 2.2 Hz, H-8), 6.68 (1H, d,= 2.2 Hz, H-6);13C-NMR (400 MHz, CDCl3): 163.4 (C-7), 160.5 (C-1), 159.3 (C-9), 156.8 (C-3), 156.7 (C-5), 150.8 (C-15), 147.7 (C-11), 146.6 (C-12), 115.8 (C-14), 106.6 (C-10), 103.6 (C-2), 100.0 (C-13), 99.4 (C-8), 98.9 (C-4), 93.7 (C-6)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[14],故鑒定化合物4為異去甲基蟛蜞菊內(nèi)酯。
化合物5:黃色粉末;ESI-MS287.2 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為286;分子式為C15H10O6;1H-NMR (400 MHz, CDCl3): 7.29 (1H, dd,= 8.2, 2.2 Hz, H-6′), 7.27 (1H, d,= 2.0 Hz, H-2′), 6.81 (1H, d,= 9.0 Hz, H-5′), 6.43 (1H, s, H-3), 6.33 (1H, d,= 2.0 Hz, H-8), 6.10 (1H, d,= 2.0 Hz, H-6);13C-NMR (400 MHz, CDCl3): 182.4 (C-4), 164.9 (C-9), 164.7 (C-2), 161.8 (C-5), 158.0 (C-7), 149.6 (C-4′), 145.6 (C-3′), 122.3 (C-1′), 118.9 (C-6′), 115.4 (C-5′), 112.7 (C-2′), 103.9 (C-10), 102.4 (C-3), 98.7 (C-6), 93.6 (C-8)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[15],故鑒定化合物5為木犀草素。
化合物6:灰白色粉末;ESI-MS263.1 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為262;分子式為C13H10O2S2;1H-NMR (400 MHz, CDCl3): 9.86 (1H, s, 5′-CHO), 7.67 (1H, d,= 4.0 Hz, H-3), 7.23 (1H, d,= 4.0 Hz, H-4) 7.20 (1H, d,= 3.8 Hz, H-3′), 7.10 (1H, d,= 3.9 Hz, H-4′), 3.85 (2H, dd,= 10.7, 5.1 Hz, H-9), 2.76 (2H, dd,= 11.1, 5.3 Hz, H-8);13C-NMR (400 MHz, CDCl3): 146.5 (C-5′), 140.3 (C-2), 137.2 (C-2′), 134.3 (C-4), 126.9 (C-4′), 125.0 (C-3′), 124.3 (C-3), 122.4 (C-5), 93.4 (C-7), 74.8 (C-6), 60.9 (C-9), 24.2 (C-8)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[16],故鑒定化合物6為5′-(4-羥基-1-丁炔-1-基) [2,2′-聯(lián)噻吩]-5-醛。
化合物7:黃色粉末;ESI-MS249.4 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為248;分子式為C12H8S3;1H-NMR (400 MHz, CDCl3): 7.18 (2H, dd,= 3.6, 1.0 Hz, H-3, 3′′), 7.23 (2H, dd,= 5.1, 1.1 Hz, H-5, 5′′), 7.08 (2H, s, H-3′, 4′), 7.03 (2H, dd,= 5.1, 3.6 Hz, H-4, 4′′);13C-NMR (400 MHz, CDCl3): 137.1 (C-2, 2′′), 136.2 (C-2′, 5′), 127.9 (C-4, 4′′), 124.5 (C-5, 5′′), 124.3 (C-3′, 4′), 123.7 (C-3, 3′′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[17],故鑒定化合物7為α-三聯(lián)噻吩。
化合物8:棕黃色粉末;ESI-MS277.2 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為276;分子式為C13H8OS3;1H-NMR (400 MHz, CDCl3): 9.86 (1H, s, H-6), 7.68 (1H, d,= 4.0 Hz, H-4), 7.29 (1H, d,= 4.0 Hz, H-5′′), 7.27 (1H, d,= 3.8 Hz, H-3), 7.25 (1H, d,= 3.9 Hz, H-3′′), 7.24 (1H, d,= 3.9 Hz, H-3′), 7.14 (1H, d,= 3.9 Hz, H-4′), 7.06 (1H, dd,= 5.0, 3.7 Hz, H-4′′);13C-NMR (400 MHz, CDCl3): 182.4 (C-6), 146.8 (C-2), 141.6 (C-5), 139.2 (C-2′′), 137.4 (C-4), 136.4 (C-5′), 134.5 (C-2′), 128.1 (C-4′′), 126.9 (C-5′′), 125.4 (C-3′′), 124.7 (C-4′), 124.5 (C-3′), 124.0 (C-3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[18],故鑒定化合物8為α-三聯(lián)噻吩甲醛。
化合物9:棕黃色粉末;ESI-MS279.1 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為278;分子式為C13H10OS3;1H-NMR (400 MHz, acetone6): 7.23 (1H, d,= 5.1 Hz, H-5′′), 7.18 (1H, d,= 3.6 Hz, H-3), 7.08 (1H, d,= 3.8 Hz, H-3′), 7.06 (1H, d,= 3.9 Hz, H-4′), 7.04 (1H, d,= 3.5 Hz, H-3′′), 7.03 (1H, dd,= 5.1, 3.8 Hz, H-4′′), 6.92 (1H, d,= 3.6 Hz, H-4), 4.81 (2H, s, H-6);13C-NMR (400 MHz, acetone6): 143.1 (C-5), 137.4 (C-2), 137.1 (C-2′′), 136.3 (C-5′), 136.1 (C-2′), 127.9 (C-4′′), 126.2 (C-4), 124.3 (C-3′), 124.3 (C-4′), 124.3 (C-5′′), 123.8 (C-3), 123.3 (C-3′′), 60.2 (C-6)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[16],故鑒定化合物9為α-三聯(lián)噻吩甲醇。
化合物10:棕黃色粉末;ESI-MS293.4 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為292;分子式為C14H12OS3;1H-NMR (400 MHz, acetone6): 7.46 (1H, dd,= 5.1, 1.0 Hz, H-5′′), 7.31 (1H, dd,= 0.8, 3.6 Hz, H-3), 7.23 (1H, d,= 3.8 Hz, H-4′), 7.20 (1H, d,= 3.8 Hz, H-3′), 7.17 (1H, d,= 3.6 Hz, H-3′′), 7.11 (1H, dd,= 5.0, 3.6 Hz, H-4′′), 7.01 (1H, d,= 3.6 Hz, H-4), 4.60 (2H, s, H-6), 3.35 (3H, s, H-7);13C-NMR (100 MHz, acetone6): 144.2 (C-5′), 141.2 (C-5), 137.3 (C-2), 136.1 (C-2′′), 136.0 (C-2′), 128.1 (C-4′′), 127.2 (C-4), 125.0 (C-5′′), 124.5 (C-3′), 124.4 (C-4′), 124.0 (C-3), 123.3 (C-3′′), 68.5 (C-6), 56.9 (C-7)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[19],故鑒定化合物10為5-甲氧亞甲基-2,2′:5′,2′′-三聯(lián)噻吩。
化合物11:棕黃色粉末;ESI-MS321.4 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為320;分子式為C15H12O2S3;1H-NMR (400 MHz, acetone6): 7.47 (1H, dd,= 5.1, 1.0 Hz, H-5′′), 7.33 (1H, d,= 3.6, 1.0 Hz, H-3′′), 7.23 (1H, d,= 3.9 Hz, H-3′), 7.23 (1H, d,= 3.8 Hz, H-4′), 7.19 (1H, d,= 3.6 Hz, H-3), 7.13 (1H, d,= 3.7 Hz, H-4), 7.12 (1H, dd,= 5.1, 3.6 Hz, H-4′′), 5.25 (2H, s, H-6), 2.06 (3H, s, H-8);13C-NMR (100 MHz, acetone6): 170.1 (C-7), 138.0 (C-5), 137.3 (C-2), 136.5 (C-5′), 136.3 (C-2′), 136.2 (C-2′′), 129.3 (C-4), 128.2 (C-4′′), 125.1 (C-5′′), 124.8 (C-3′), 124.6 (C-4′), 124.1 (C-3′′), 123.4 (C-3), 60.0 (C-6), 19.9 (C-8)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[18],故鑒定化合物11為5-羥甲基-(2,2′:5′,2′′)-三聯(lián)噻吩乙酯。
化合物12:棕黃色粉末;ESI-MS363.1 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為362;分子式為C18H18O2S3;1H-NMR (400 MHz, acetone6): 7.45 (1H, d,= 5.1 Hz, H-5′′), 7.32 (1H, d,= 3.6 Hz, H-3′′), 7.23 (1H, d,= 3.9 Hz, H-4′), 7.23 (1H, d,= 3.9 Hz, H-3′), 7.19 (1H, d,= 3.7 Hz, H-3), 7.13 (1H, d,= 3.7 Hz, H-4), 7.11 (1H, dd,= 5.1, 3.7 Hz, H-4′′), 5.29 (2H, s, H-6), 2.46 (1H, m, H-8), 1.71 (2H, m, H-9), 1.14 (2H, t,= 3.5 Hz, H-10), 0.88 (3H, d,= 4.4 Hz, H-11);13C-NMR (100 MHz, acetone6): 175.5 (C-7), 138.3 (C-5), 136.5 (C-5′), 136.5 (C-2′′), 135.6 (C-2), 135.6 (C-2′), 129.1 (C-4), 128.2 (C-4′′), 124.8 (C-3′), 124.8 (C-5′′), 124.6 (C-4′), 124.1 (C-3′′), 123.3 (C-3), 59.9 (C-6), 40.6 (C-8), 26.5 (C-9), 16.0 (C-10), 10.9 (C-11)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[20],故鑒定化合物12為[2,2′:5′,2′′-三聯(lián)噻吩]-5-基甲基-2-甲基丁酯。
化合物13:棕黃色粉末;ESI-MS361.5 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為360;分子式為C18H16O2S3;1H-NMR (400 MHz, acetone6): 7.46 (1H, d,= 5.1 Hz, H-5′′), 7.32 (1H, d,= 3.6 Hz, H-3′′), 7.22 (1H, d,= 3.8 Hz, H-3′), 7.22 (1H, d,= 3.9 Hz, H-4′), 7.20 (1H, d,= 3.7 Hz, H-3), 7.16 (1H, d,= 3.7 Hz, H-4), 7.11 (1H, dd,= 5.0, 3.6 Hz, H-4′′), 6.19 (1H, qd,= 7.2, 1.4 Hz, H-4′′′), 5.36 (2H, s, H-1′′′), 1.98 (3H, dd,= 7.2, 1.5 Hz, H-5′′′), 1.89 (3H, s, H-6′′′);13C-NMR (100 MHz, acetone6): 166.9 (C-2′′′), 138.2 (C-5), 138.1 (C-4′′′), 137.7 (C-2′), 136.5 (C-2′′), 136.3 (C-2), 135.6 (C-5′), 129.1 (C-4), 128.2 (C-4′′), 127.4 (C-3′′′), 125.1 (C-5′′), 124.7 (C-4′), 124.6 (C-3′), 124.1 (C-3′′), 123.4 (C-3), 59.9 (C-1′′′), 19.8 (C-6′′′), 15.1 (C-5′′′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[20],故鑒定化合物13為5-羥甲基- (2,2′:5′,2′′)-噻吩當(dāng)歸酸酯。
化合物14:棕黃色粉末;ESI-MS361.5 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為360;分子式為C18H16O2S3;1H-NMR (400 MHz, acetone6): 7.45 (1H, dd,= 5.1, 0.9 Hz, H-5′′), 7.31 (1H, dd,= 3.6, 0.8 Hz, H-3′′), 7.22 (1H, d,= 3.8 Hz, H-3′), 7.22 (1H, d,= 3.8 Hz, H-4′), 7.19 (1H, d,= 3.6 Hz, H-3), 7.14 (1H, d,= 3.6 Hz, H-4), 7.11 (1H, dd,= 5.0, 3.6 Hz, H-4′′), 6.91 (1H, qd,= 7.0, 1.3 Hz, H-4′′′), 5.33 (2H, s, H-1′′′), 1.83 (3H, t,= 1.0 Hz, H-6′′′) 1.81 (3H, dd,= 7.0, 0.9 Hz, H-5′′′);13C-NMR (100 MHz, acetone6): 166.8 (C-2′′′), 138.3 (C-5), 137.7 (C-2′), 137.7 (C-4′′′), 136.5 (C-2′′), 136.3 (C-2), 135.6 (C-5′), 129.1 (C-4), 128.2 (C-3′′′), 128.1 (C-4′′), 124.7 (C-4′), 124.7 (C-5′′), 124.6 (C-3′), 124.0 (C-3′′), 123.4 (C-3), 60.2 (C-1′′′), 13.5 (C-5′′′), 11.3 (C-6′′′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[21],故鑒定化合物14為5-羥甲基-(2,2′:5′,2′′)-噻吩巴豆酸酯。
化合物15:棕黃色粉末;ESI-MS329.1 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為328;分子式為C18H16O2S2;1H-NMR (400 MHz, acetone6): 7.22 (1H, d,= 3.6 Hz, H-3), 7.22 (1H, d,= 3.9 Hz, H-3′), 7.22 (1H, d,= 3.9 Hz, H-4′), 7.15 (1H, d,= 3.6 Hz, H-4), 6.90 (1H, dd,= 7.0, 1.4 Hz, H-4′′′), 6.17 (1H, dd,= 17.5, 11.3 Hz, H-3′′), 5.77 (1H, dd,= 17.5, 1.9 Hz, H-4′′a), 5.65 (1H, dd,= 11.3, 1.9 Hz, H-4′′b), 5.34 (2H, s, H-1′′′), 1.80 (3H, dd,= 7.0, 1.0 Hz, H-5′′′), 1.83 (3H, t, H-6′′′);13C-NMR (400 MHz, acetone6): 166.7 (C-2′′′), 139.1 (C-5), 137.7 (C-4′′′), 133.4 (C-5′), 133.3 (C-2′), 129.1 (C-4), 128.2 (C-3′′′), 127.1 (C-4′′), 124.5 (C-4′), 124.4 (C-3′), 124.1 (C-3), 122.1 (C-2), 116.7 (C-3′′), 93.0 (C-2′′), 82.1 (C-1′′), 60.1 (C-1′′′), 13.5 (C-5′′′), 11.2 (C-6′′′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[22],故鑒定化合物15為 ()-[2,2′-聯(lián)噻吩]-5-甲醇-5′-(3-丁烯-1-炔基)-2-巴豆酸酯。
化合物16:棕黃色粉末;ESI-MS329.1 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為328;分子式為C18H16O2S2;1H-NMR (400 MHz, acetone6): 7.23 (1H, d,= 3.1 Hz, H-3), 7.22 (1H, d,= 3.8 Hz, H-3′), 7.22 (1H, d,= 3.9 Hz, H-4′), 7.17 (1H, d,= 3.6 Hz, H-4), 6.17 (1H, dd,= 17.5, 11.3 Hz, H-3′′), 6.13 (1H, dd,= 7.4, 1.4 Hz, H-4′′′), 5.77 (1H, dd,= 17.5, 1.9 Hz, H-4′′a), 5.65 (1H, dd,= 11.3, 1.9 Hz, H-4′′b), 5.36 (2H, s, H-1′′′), 1.98 (3H, dd,= 7.2, 1.5 Hz, H-5′′′), 1.88 (3H, m, H-6′′′);13C-NMR (100 MHz, acetone6): 166.8 (C-2′′′), 138.2 (C-5), 138.1 (C-4′′′), 133.4 (C-5′), 133.3 (C-2′), 129.2 (C-4), 127.4 (C-3′′′), 127.1 (C-4′′), 124.1 (C-3), 124.1 (C-3′), 124.0 (C-4′), 121.6 (C-2), 116.7 (C-3′′), 93.0 (C-2′′), 82.5 (C-1′′), 59.8 (C-1′′′), 19.8 (C-6′′′), 15.0 (C-5′′′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[23],故鑒定化合物16為 ()-5′-(3-丁烯-1-炔基)-[2,2′-噻吩]-5-甲醇-2-甲基巴豆酸酯。
化合物17:棕黃色粉末;ESI-MS289.3 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為288;分子式為C15H12O2S2;1H-NMR (400 MHz, acetone6): 7.22 (1H, d,= 3.9 Hz, H-3′), 7.22 (1H, d,= 3.8 Hz, H-4′), 7.21 (1H, d,= 3.6 Hz, H-4), 7.13 (1H, d,= 3.6 Hz, H-3), 6.17 (1H, dd,= 17.6, 11.3 Hz, H-3′′), 5.76 (1H, dd,= 17.5, 2.0 Hz, H-4′′a), 5.65 (1H, dd,= 11.3, 2.0 Hz, H-4′′b), 5.25 (2H, s, H-6), 2.05 (3H, s, H-8);13C-NMR (400 MHz, acetone6): 170.0 (C-7), 138.8 (C-5), 133.6 (C-5′), 133.3 (C-2′), 129.3 (C-4), 127.1 (C-4′′), 124.1 (C-3), 124.1 (C-3′), 124.0 (C-4′), 121.6 (C-2), 116.7 (C-3′′), 92.9 (C-2′′), 82.7 (C-1′′), 59.9 (C-6), 19.8 (C-8)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[24],故鑒定化合物17為5′-(3-丁烯-1-炔-1-基)-[2,2′-聯(lián)噻吩]-5-甲醇-5-乙酯。
化合物18:棕黃色粉末;ESI-MS247.1 [M+H]+,確定相對(duì)分子質(zhì)量為246;分子式為C13H10OS2;1H-NMR (400 MHz, acetone6): 7.21 (1H, d,= 3.8 Hz, H-3), 7.17 (1H, d,= 3.9 Hz, H-3′), 7.17 (1H, d,= 3.9 Hz, H-4′), 6.94 (1H, d,= 3.7 Hz, H-4), 6.16 (1H, dd,= 17.6, 11.3 Hz, H-3′′), 5.84 (1H, dd,= 11.3, 2.0 Hz, H-4′′a), 5.76 (1H, dd,= 17.6, 2.0 Hz, H-4′′b), 4.78 (2H, s, H-6);13C-NMR (100 MHz, acetone6): 147.1 (C-5), 146.9 (C-5′), 139.2 (C-2′), 135.7 (C-2), 133.3 (C-3), 127.0 (C-4′′), 125.0 (C-4), 124.1 (C-3′), 123.4 (C-4′), 116.7 (C-3′′), 92.8 (C-2′′), 82.5 (C-1′′), 59.0 (C-6)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[25],故鑒定化合物18為5′-羥甲基- 5-(3-丁烯-1-炔基)-2,2′-聯(lián)噻吩。
通過SDS-PAGE檢測(cè)沙門菌毒力蛋白分泌情況,篩選化合物1~18的抗T3SS毒力蛋白分泌活性,發(fā)現(xiàn)化合物5對(duì)毒力蛋白(SipA、B、C、D)的分泌表現(xiàn)出明顯的抑制作用,化合物1、3、4表現(xiàn)出一定的抑制作用。濃度梯度實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(圖1),化合物5對(duì)毒力蛋白分泌的抑制作用呈濃度相關(guān)性。在100 μmol/L時(shí),顯著抑制毒力蛋白的分泌;25 μmol/L時(shí),對(duì)毒力蛋白的分泌仍有一定的抑制,且不影響鞭毛蛋白FliC的分泌。因此,化合物5可作為T3SS的抑制劑繼續(xù)研究。
A-化合物1~9的活性篩選 B-化合物10~18的活性篩選 C-化合物5的結(jié)構(gòu) D-化合物5濃度相關(guān)性地抑制毒力蛋白Sip A、B、C、D的分泌;FliC-沙門菌鞭毛蛋白;M-Marker
應(yīng)用多種色譜分離方法和核磁、質(zhì)譜等技術(shù)從醴腸全草提取物中分離鑒定了18個(gè)單體化合物的結(jié)構(gòu),化合物6、15、16為首次從該植物中分離得到;利用SDS-PAGE法對(duì)化合物1~18進(jìn)行T3SS抑制活性篩選,發(fā)現(xiàn)化合物1、3~5具有抗沙門菌T3SS的活性,其中化合物5具有較強(qiáng)的抗T3SS活性。本研究結(jié)果豐富了醴腸中化學(xué)結(jié)構(gòu)的多樣性,并為抗毒力藥物的開發(fā)提供活性先導(dǎo)了化合物,為藥用植物的開發(fā)和利用提供了理論基礎(chǔ)。
利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突。
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Chemical constituents from whole herbs ofand active components inhibit T3SS of
ZHANG Xiao-chun, LU Chun-hua
Institute of Natural Medicinal Chemistry, School of Pharmaceutical Sciences, Cheeloo College of Medicine, Shandong University,Jinan 250012, China
To investigate the chemical constituents and anti-T3SS activity from whole herbs of.The chemical constituents were systematically separated and purified by Sephadex LH-20, Silica gel, MPLC and HPLC column chromatography, and identified based on their MS and NMR data. The anti-T3SS activities of compounds 1—18 on Salmonella were detected by SDS-PAGE assay.Eighteen compounds were obtained from the extracts ofand identified as orobol (1), 3′--methyl orobol (2), wedelolactone (3), isodemethyl wedelolactone (4), luteolin (5), 5′-(4-hydroxy- 1-butyn-1-yl)[2,2′-bithiophene]-5-carboxaldehyde (6), α-terthienyl (7), α-formylterthienyl (8), α-terthienyl methanol (9), 5- (methoxymethyl)-2,2′:5′,2′′-terthiophene (10), 5-hydroxymethyl-(2,2′:5′,2′′)-terthienyl acetate (11), [2,2′:5′,2′′-terthiophen]-5-yl methyl 2-methylbutanoate (12), 5-hydroxymethyl-(2,2′:5′,2′′)-terthienyl angelate (13), 5-hydroxymethyl-(2,2′:5′,2′′)-terthienyl tiglate (14), ()-5′-(3-buten-1-ynyl)-[2,2′-bithiophene]-5-methanol-2-methylcrotonate (15), ()-5′-(3-buten-1-ynyl)-[2,2′-bithiophene]-5- methanol- 2-methylcrotonate (16), 5′-(3-buten-1-yn-1-yl)-[2,2′-bithiophene]-5-methanol-5-acetate (17), and 5′-hydroxymethyl-5-(3-buten-1-ynyl)- 2,2′-bithiophene (18), respectively.Compounds 6, 15 and 16 are isolated from this plant for the first time. Compound 5 has significant anti-T3SS activity against the effector protein secretion, meanwhile, compounds 1, 3 and 4 showed certain activity, which provide a theoretical basis for the folk use ofas purulent, hemostatic, heat dysentery, antibacterial and anti-infective drugs.
L.; anti-T3SS ofactivity; anti-virulence drugs; thiophene; flavone; 5′-(4-hydroxy-1- butyn-1-yl) [2,2′-bithiophene]-5-carboxaldehyde; ()-5′-(3-buten-1-ynyl)-[2,2′-bithiophene]-5-methanol-2-methylcrotonate; luteolin
R284.1
A
0253 - 2670(2022)16 - 4940 - 08
10.7501/j.issn.0253-2670.2022.16.003
2022-02-02
國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(22177062);教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(IRT_17R68)
張曉春(1996—),女,在讀博士生,藥學(xué)專業(yè)。E-mail: 2267837415@qq.com
魯春華(1975—),女,教授,天然藥物化學(xué)專業(yè)。E-mail: ahua0966@sdu.edu.cn
[責(zé)任編輯 王文倩]