楊 煜，周龍建，劉亞月，王 遠(yuǎn)，張 翼,2,3

（1.廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院/廣東省水產(chǎn)品加工與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省海洋生物制品工程實(shí)驗(yàn)室/廣東省海洋食品工程技術(shù)研究中心/水產(chǎn)品深加工廣東普通高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心/廣東海洋大學(xué)深圳研究院海洋醫(yī)藥研發(fā)中心/湛江市腦健康海洋藥物與營(yíng)養(yǎng)品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東海洋大學(xué)海洋藥物研究所，廣東 湛江 524088；2.南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（湛江），廣東 湛江 524006；3.海洋食品精深加工關(guān)鍵技術(shù)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心/大連工業(yè)大學(xué)，遼寧 大連 116034）

海洋真菌能夠產(chǎn)生獨(dú)特的、具有活性的次級(jí)代謝產(chǎn)物以適應(yīng)復(fù)雜多樣的海洋環(huán)境，海洋真菌越來(lái)越成為生物活性先導(dǎo)化合物的重要來(lái)源[1]。單胺氧化酶（Monoamine oxidases,MAOs）是一類存在于線粒體外膜上的黃素蛋白，分為單胺氧化酶A（MAO-A）和單胺氧化酶B（MAO-B）兩種亞型。MAO-A 的優(yōu)先反應(yīng)底物有5-羥色胺、腎上腺素等，MAO-B 優(yōu)先反應(yīng)底物有芐胺、β-苯乙胺。運(yùn)動(dòng)、情緒調(diào)節(jié)、感知和認(rèn)知功能的控制，以及相關(guān)疾病的出現(xiàn)均與單胺能信號(hào)機(jī)制密切相關(guān)。在生物體內(nèi)，MAO-A 主要與抑郁癥相關(guān)，MAO-B 與帕金森病相關(guān)[2-4]。若大腦中單胺氧化酶活性過(guò)強(qiáng)，會(huì)過(guò)量代謝體內(nèi)的單胺類神經(jīng)遞質(zhì)，并生成過(guò)量的過(guò)氧化氫，誘導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)紊亂和氧化損傷。氧化損傷是多種神經(jīng)退行性疾病的誘因之一，如抑郁癥、帕金森、阿爾茨海默癥等。特別在抑郁癥、帕金森患者死后的大腦切片中，都檢測(cè)到表達(dá)含量過(guò)高的單胺氧化酶[5]。因此，開(kāi)發(fā)單胺氧化酶抑制劑，能夠在抑郁癥、帕金森疾病發(fā)展中減緩大腦中單胺類神經(jīng)遞質(zhì)消耗，減緩氧化損傷。采用活性引導(dǎo)的方式，本研究團(tuán)隊(duì)從1 株海洋真菌土曲霉（Aspergillus terreus）C23-3 的大豆培養(yǎng)基次級(jí)代謝產(chǎn)物中分離得到1個(gè)丁內(nèi)酯類化合物丁內(nèi)酯I（butyrolactone I），首次在體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證丁內(nèi)酯I 對(duì)MAO-A、MAO-B 具有抑制作用，并通過(guò)基于分子對(duì)接的虛擬篩選評(píng)價(jià)其結(jié)構(gòu)類似物。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

高效液相色譜儀（Agilent 1200，美國(guó)安捷倫科技有限公司），全波長(zhǎng)酶標(biāo)儀（Biotek Epoch2，美國(guó)博騰儀器有限公司），多功能紫外透射儀（WFH-201B，上海精科實(shí)業(yè)有限公司），冷凍干燥機(jī)（FD-1D-50，北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司），精密天平（ME204，德國(guó)梅特勒托利多公司），旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（N-1001，上海艾朗儀器有限公司）。5-氮雜胞苷（A800069，上海麥克林生化科技股份有限公司），5-羥色胺鹽酸鹽（S31021，上海源葉生物科技有限公司），芐胺鹽酸鹽（S64519，上海源葉生物科技有限公司），Amplex Red（ST010，碧云天生物技術(shù)有限公司），常用柱色譜試劑均為分析純（西隴科學(xué)股份有限公司），柱層析用硅膠（青島海洋化工集團(tuán)公司）。

1.2 菌種來(lái)源及發(fā)酵條件

實(shí)驗(yàn)所用發(fā)酵菌株為海洋真菌土曲霉C23-3，來(lái)源于廣東省湛江市徐聞珊瑚保護(hù)區(qū)的牡丹珊瑚，現(xiàn)保藏于廣東省微生物菌種保藏中心（GDMCC），菌株保藏編號(hào)為No.60316[6]。

制備種子液：將菌株C23-3 凍存管置于28 ℃，濕度80%的霉菌培養(yǎng)箱活化12 h；在生物安全柜中保證嚴(yán)格無(wú)菌條件下將菌種接種至裝有海水馬鈴薯葡萄糖固體培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中；置于霉菌培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5～6 d 至菌落孢子生長(zhǎng)旺盛；每塊培養(yǎng)皿中加入10 mL 無(wú)菌生理鹽水（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.9%），洗下菌落表面孢子，吸出裝于無(wú)菌試管，4 ℃冷藏，備用。

大豆培養(yǎng)基：參照已有方法[7]，略微修改。先稱取大豆500 g，用粉碎機(jī)粉碎，加入500 g 鹽度2%的鹽水，水分完全吸收后，121 ℃高溫高壓（1.2×105Pa）滅菌20 min，備用。

誘導(dǎo)劑：根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，加入誘導(dǎo)劑可提高活性物質(zhì)產(chǎn)量，誘導(dǎo)劑5-氮雜胞苷用體積分?jǐn)?shù)5% 二甲基亞砜（DMSO）水溶液溶解，濃度為2 mmol/L。

發(fā)酵過(guò)程：1 L 錐形瓶加入120 g 大豆培養(yǎng)基，均勻噴灑2 mL種子液，待培養(yǎng)基表面覆蓋一層菌絲時(shí)，加入8 mL誘導(dǎo)劑，噴灑均勻。發(fā)酵30 d。

1.3 提取分離

發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)乙酸乙酯萃取、濃縮后，得到粗提物（350.0 g）。將粗提物進(jìn)行正相硅膠（孔徑45～75 μm），常壓柱層析，以正己烷、正己烷-乙酸乙酯（兩者體積比8∶2、4∶6）、乙酸乙酯-甲醇（兩者體積比3∶1）和甲醇作為流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫，得到組分Fr.1～Fr.5。Fr.3 通過(guò)正相硅膠（孔徑45～75 μm），常壓柱層析，以二氯甲烷-甲醇（體積比為17∶1）作為流動(dòng)相進(jìn)行等度洗脫，得到組分Fr.3-1～Fr.3-12。Fr.3-7 通過(guò)半制備液相（不銹鋼C18 柱，填料Sino-Chrom ODA-AP,15 μm,色譜柱規(guī)格20 mm ×250 mm，流動(dòng)相體積分?jǐn)?shù)47% 乙腈-水，流速5 mL/min）分離純化得到化合物1（保留時(shí)間30 min）。分離過(guò)程中采用薄層層析活性自顯影方法追蹤具有單胺氧化酶抑制活性的化合物[8]。

1.4 單胺氧化酶提取

參照Holt 等[9]的單胺氧化酶提取純化方法，取10 g 豬肝（市購(gòu)），按質(zhì)量比1∶40 比例加入預(yù)冷至4 ℃的0.3 mol/L 蔗糖溶液，用榨汁杯徹底勻漿，在離心力1 000g（轉(zhuǎn)速2 100 r/min）、4 ℃的條件下離心10 min，去除表面浮沫，取上清液。將上清液在離心力10 000g（轉(zhuǎn)速6 800 r/min）、4 ℃的條件下離心30 min，去除上清，保留沉淀。加入25 mL 預(yù)冷的磷酸鹽緩沖液（PBS，濃度0.1 mol/L，pH 7.4），分裝，-80 ℃保存。相對(duì)文獻(xiàn)[9]的方法，增加去除表面脂質(zhì)浮沫步驟，且最終加入PBS體積更小。

1.5 單胺氧化酶抑制劑活性評(píng)價(jià)

參照Bekircan 等[10]的實(shí)驗(yàn)方法，加以改進(jìn)。反應(yīng)體系總體積為200 μL，首先添加8 μL 酶液（1.4 節(jié)制備），102 μL PBS 溶液（PBS 溶液濃度與pH 值同1.4節(jié)一致，評(píng)價(jià)化合物對(duì)單胺氧化酶抑制活性時(shí)為100 μL PBS 溶液，2 μL 化合物溶液，設(shè)置濃度梯度，DMSO 溶 解），37 ℃孵 育15 min。加 入40 μL Amplex Red 溶液（0.25 mg/mL），10 μL 辣根過(guò)氧化物酶溶液（0.3 U/mL），40 μL底物（MAO-A底物為5-羥色胺鹽酸鹽，MAO-B 底物為芐胺鹽酸鹽，濃度均為0.1 mmol/L），37 ℃反應(yīng)24 min，在570 nm 測(cè)量反應(yīng)前后光密度差值，計(jì)算化合物對(duì)MAO-A 或MAO-B的抑制率I，使用Graphpad 8.0.2計(jì)算化合物對(duì)MAO-A 和MAO-B 的半抑制濃度（IC50）。抑制率I計(jì)算公式如式（1），ΔD1為實(shí)驗(yàn)組反應(yīng)前后光密度差值，ΔD2為空白組反應(yīng)前后光密度差值。

1.6 化合物對(duì)MAO-A、MAO-B可逆性抑制評(píng)價(jià)

1.6.1 化合物對(duì)MAO-A、MAO-B 預(yù)培養(yǎng)時(shí)間依賴性（time-dependent inhibition，TDI）的評(píng)價(jià) 丁內(nèi)酯I濃度為2倍IC50，設(shè)置不同的化合物與單胺氧化酶預(yù)孵育時(shí)間（0、1、2、5、10、15、30 min），預(yù)孵育結(jié)束后，測(cè)定單胺氧化酶的剩余活性[11]。剩余活性AR0計(jì)算公式如式（2），ΔD1為實(shí)驗(yàn)組反應(yīng)前后光密度差值，ΔD2為空白組反應(yīng)前后光密度差值。

1.6.2 MAO-A、MAO-B 的酶活力恢復(fù) 丁內(nèi)酯I 濃度為1.8 倍IC50，在反應(yīng)24 min 后，測(cè)量反應(yīng)前后光密度差值ΔD1，計(jì)算相對(duì)剩余活性AR，計(jì)算公式如式（3）。再添加等量底物，反應(yīng)24 min 后，測(cè)量光密度反應(yīng)前后光密度差值ΔD2，計(jì)算相對(duì)剩余活性[12]。

1.7 化合物對(duì)MAO-A、MAO-B抑制作用類型評(píng)價(jià)

固定酶液添加量，設(shè)置不同化合物和底物濃度，參照1.5節(jié)的實(shí)驗(yàn)方法，以底物濃度倒數(shù)（1/S）為橫坐標(biāo)，光密度差值倒數(shù)（1/D）為縱坐標(biāo)，作圖，評(píng)價(jià)化合物對(duì)MAO-A、MAO-B 的抑制作用類型；將不同抑制劑濃度下曲線斜率與抑制劑濃度做線性回歸，計(jì)算抑制常數(shù)Ki[13]。

1.8 虛擬篩選

從Protein Data Bank（https://www.rcsb.org/）分別下載MAO-A 和MAO-B 的受體蛋白3D 結(jié)構(gòu)，hMAO-A（PDB ID: 2Z5X,分辨率: 2.20×10-10m），hMAO-B（PDB ID:2V5Z,分辨率:1.60×10-10m），使用Pymol 軟件去除水分子、配體，使用Autodock 4.2軟件加氫，轉(zhuǎn)化為“.pdbqt”格式。在Autodock 4.2 中確定對(duì)接盒子的大小與位置，確定對(duì)接范圍，導(dǎo)出為txt 文件。從Pubchem（https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/）下載注釋化合物分子的3D 結(jié)構(gòu)，使用Autodock 4.2 軟件轉(zhuǎn)化為“.pdbqt”格式。使用Autodock vina 程序完成分子對(duì)接，導(dǎo)出各個(gè)配體分子的最小結(jié)合親和力得分，使用Pymol 軟件觀察每個(gè)配體分子與受體蛋白的氫鍵對(duì)接位點(diǎn)[14]?；衔飵?kù)分子來(lái)源參考已有的丁內(nèi)酯I 類似物綜述文獻(xiàn)[15-16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 結(jié)構(gòu)鑒定結(jié)果

化合物1：淺黃色油狀，用二氯甲烷-甲醇（體積比10∶1）體系在GF254 薄層層析展開(kāi)，比移值Rf為0.52，易溶于甲醇。核磁共振譜數(shù)據(jù)：1H NMR（700 MHz,MeOD）δH：7.59（2H,d,J=8.8 Hz,H-2',H-6'），6.86（2H,d,J=8.8 Hz,H-3',H-5'），6.49（1H,d,J=8.1 Hz,H-5″），6.53（1H,dd,J=8.2,2.3 Hz,H-6″），6.42（1H,d,J=2.3 Hz,H-2″），5.07（1H,m,H-8″），3.78（3H,s,H-7），3.43（2H,dd,H-5），3.07（2H,m,H-7″），1.67（3H,s,H-10″），1.57（3H,s,H-11″）；13C NMR（176 MHz,MeOD）δC：171.8（C,C-6），170.7（C,C-1），159.2（C,C-4'），155.1（C,C-4″），140.3（C,C-2），133.0（C-9″），132.4（CH,C-2″），130.3（CH,C-2',6'），129.8（C,C-3″），128.8（C,C-3），128.4（CH,C-6″），125.2（C,C-1″），123.6（CH,C-8″），123.4（C,C-1'），116.6（CH,C-3',5'），115.0（CH,C-5″），86.8（C,C-4），53.8（CH3,C-7），39.6（CH2,C-5），28.7（CH2,C-7″），26.0（CH3,C-10″），17.8（CH3,C-11″）。質(zhì)譜數(shù)據(jù)：ESI-MSm/z（電噴霧質(zhì)譜質(zhì)荷比）：425.1607[M+H]+（實(shí)測(cè)值），425.1600[M+H]+（理論值，C24H25O7+）。圓二色譜數(shù)據(jù)（MeOH,c 0.5）：λ(Δε)[λ為波長(zhǎng)（nm），Δε為吸收系數(shù)差（°）]:232（-0.003 82），253（0.003 05），286（-0.004 08），320（0.005 15）。經(jīng)數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，該化合物確定為已知化合物丁內(nèi)酯I，比較波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道一致[16-19]，分子式為C24H24O7，相對(duì)分子質(zhì)量為424.4，分子結(jié)構(gòu)如圖1所示。上述核磁共振氫譜、碳譜、高分辨質(zhì)譜及圓二色譜譜圖見(jiàn)圖2～圖5。

圖2 丁內(nèi)酯I氫譜（700 MHz,CD3OD）Fig.2 1H-NMR spectrum of butyrolactone I(700 MHz,CD3OD)

圖3 丁內(nèi)酯I碳譜（176 MHz，CD3OD）Fig.3 13C-NMR spectrum of butyrolactone I(176 MHz,CD3OD)

圖5 丁內(nèi)酯I的圓二色譜圖Fig.5 Circular dichroism spectrum of butyrolactone I

2.2 丁內(nèi)酯I抑制單胺氧化酶活性評(píng)價(jià)

以丁內(nèi)酯I 對(duì)MAO-A、MAO-B 的抑制率為縱坐標(biāo)，丁內(nèi)酯I 濃度對(duì)數(shù)值為橫坐標(biāo)，使用Graphpad8.0.2非線性擬合，丁內(nèi)酯I 抑制MAO-A 和MAO-B的活性評(píng)價(jià)結(jié)果如圖6(A,B)所示，丁內(nèi)酯I 對(duì)MAO-A 的半抑制濃度為21.45 μmol/L，對(duì)MAO-B的半抑制濃度為24.16 μmol/L。

圖6 丁內(nèi)酯I對(duì)MAO-A和MAO-B的抑制動(dòng)力學(xué)曲線和可逆性分析Fig.6 Kinetic curve and reversibility of butyrolactone I inhibiting MAO-A and MAO-B

2.3 化合物抑制MAO-A、MAO-B可逆性抑制評(píng)價(jià)

丁內(nèi)酯I 對(duì)MAO-A、MAO-B 的預(yù)孵育時(shí)間依賴性評(píng)價(jià)如圖6(C,D)所示，以MAO-A、MAO-B 的相對(duì)剩余活性為縱坐標(biāo)，丁內(nèi)酯I 與單胺氧化酶的預(yù)孵育時(shí)間為橫坐標(biāo)，使用Graphpad 8.0.2非線性擬合。以MAO-A、MAO-B 的相對(duì)剩余活性為縱坐標(biāo)，記錄MAO-A、MAO-B 在反應(yīng)結(jié)束后加入等量底物的酶活性恢復(fù)情況（圖6(E)）。

對(duì)于丁內(nèi)酯I對(duì)MAO-A 和MAO-B 的預(yù)孵育時(shí)間依賴性，從圖6(C,D)中可見(jiàn)，在長(zhǎng)達(dá)30 min 的預(yù)孵育過(guò)程中，MAO-A 和MAO-B 的活性沒(méi)有發(fā)生顯著變化，這意味著丁內(nèi)酯I 不具備對(duì)MAO-A 和MAO-B時(shí)間依賴性的抑制。在圖6(E)中，通過(guò)在第一次反應(yīng)結(jié)束后添加等量的底物，MAO-A 的相對(duì)活性從23.7%恢復(fù)到55.1%，MAO-B 的相對(duì)活性從36.8%恢復(fù)到43.14%。這些結(jié)果表明，丁內(nèi)酯I 對(duì)MAO-A和MAO-B的抑制作用是可逆的。

2.4 化合物對(duì)MAO-A、MAO-B的抑制作用類型評(píng)價(jià)

以反應(yīng)速度倒數(shù)為縱坐標(biāo)，底物濃度倒數(shù)為橫坐標(biāo)，繪制Lineweaver-Burk雙倒數(shù)圖（圖7）。由圖7(A,C)可見(jiàn)，對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組散點(diǎn)圖連線延伸幾乎與坐標(biāo)軸的x軸負(fù)軸相交于一點(diǎn)，因此，可以判斷丁內(nèi)酯I 對(duì)MAO-A、MAO-B的抑制作用類型均屬于非競(jìng)爭(zhēng)性抑制，即不與底物爭(zhēng)奪酶的催化位點(diǎn)。以Lineweaver-Burk雙倒數(shù)圖斜率-抑制劑濃度倒數(shù)作圖得到圖7(B,D)，求得丁內(nèi)酯I對(duì)MAO-A的抑制常數(shù)Ki為6.27 μmol/L，對(duì)MAO-B的抑制常數(shù)Ki為12.61 μmol/L。

圖7 丁內(nèi)酯I 對(duì)MAO-A、MAO-B的酶動(dòng)力學(xué)研究Fig.7 Enzymatic kinetic study of butyrolactone I inhibiting MAO-A and MAO-B

2.5 分子對(duì)接與虛擬篩選

丁內(nèi)酯I 與MAO-A、MAO-B 分子對(duì)接的最小結(jié)合親和力得分分別為-33.5 和-31.4 kJ/mol，通過(guò)Pymol 觀察，丁內(nèi)酯I 與MAO-A 的結(jié)合位點(diǎn)為Ala-111、Phe-112、Glu-492，共形成4個(gè)氫鍵（圖8(A)）；與MAO-B的結(jié)合位點(diǎn)為Arg-36、Phe-274、Asn-275、Gln-392（圖8(B)）。從圖8(B)可發(fā)現(xiàn)，丁內(nèi)酯I 并未進(jìn)入MAO-B 的芳香籠（活性位點(diǎn)中底物的結(jié)合區(qū)域，見(jiàn)圖8(B)中虛線框標(biāo)注的空腔），而是與輔基FAD 的苯并吡唑啉環(huán)附近的位點(diǎn)結(jié)合，從而影響到底物與苯并吡唑啉環(huán)的非共價(jià)結(jié)合。

圖8 丁內(nèi)酯I與MAO-A、MAO-B的對(duì)接位點(diǎn)Fig.8 Docking sites of butyrolactone I with MAO-A&MAO-B

以丁內(nèi)酯I 為先導(dǎo)化合物，搜索丁內(nèi)酯I 的類似物（搜集文獻(xiàn)中報(bào)道的真菌來(lái)源芳基丁內(nèi)酯類化合物共計(jì)127 個(gè)），將這些丁內(nèi)酯I 類似物與MAO-A、MAO-B 進(jìn)行基于分子對(duì)接的虛擬篩選，以發(fā)現(xiàn)此類化合物中更具抑制MAOs 潛力的化合物。結(jié)果顯示，對(duì)MAO-A 的最小結(jié)合親和力得分低于-42.0 kJ/mol[20-21]的化合物有3 個(gè)，對(duì)于MAO-B的最小結(jié)合親和力得分低于此值的有11個(gè)，對(duì)于這兩種MAO 亞型最小結(jié)合親和力得分均低于此值的化合物有2 個(gè)（Aspulvinone J-CR，化合物序號(hào)80；Aspulvinone N-CR，化合物序號(hào)70）。其中Aspulvinone J-CR 與MAO-A 的最小結(jié)合親和力得分最低，為-49.4 kJ/mol，Aspulvinone C（化合物序號(hào)55）與MAO-B的最小結(jié)合親和力得分最低，為-49.8 kJ/mol。將最小結(jié)合親和力得分通過(guò)Origin 2018 軟件作熱圖，其中丁內(nèi)酯I序號(hào)為1（圖9），部分具有較低的最小結(jié)合親和力得分的分子結(jié)構(gòu)如圖10所示。

圖9 丁內(nèi)酯I類似物虛擬篩選最小結(jié)合親和力得分Fig.9 Scores of minimum binding affinity of butyrolactone I analogs in virtual screening

圖10 虛擬篩選中最小結(jié)合親和力得分低的丁內(nèi)酯I類似物結(jié)構(gòu)Fig.10 Structures of butyrolactone I analogues with lower minimum binding affinity in virtual screening

在圖9 中，顏色越紅，則代表化合物與MAOs在虛擬篩選中的最小結(jié)合親和力得分越低，構(gòu)象越穩(wěn)固。在真菌來(lái)源丁內(nèi)酯類化合物中，化合物15、47、53、54、55、60、62、67、69、70、80 和87 均具有較低的最小結(jié)合自由能得分?？傮w而言，這些化合物對(duì)于MAO-B 的親和力高于MAO-A，當(dāng)含有兩個(gè)苯并呋喃基團(tuán)時(shí)（化合物80），則更傾向于結(jié)合MAO-A。

3 討論

為了分離得到具有抑制單胺氧化酶活性的化合物，根據(jù)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)篩選結(jié)果選擇土曲霉C23-3在大豆培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵。以活性引導(dǎo)方式從發(fā)酵產(chǎn)物中分離得到化合物丁內(nèi)酯I，通過(guò)核磁共振等波譜學(xué)分析鑒定其結(jié)構(gòu)。以Amplex Red 作為顯色劑，建立一個(gè)單胺氧化酶抑制劑評(píng)價(jià)模型。選擇Amplex Red 做為顯色劑主要因?yàn)檫^(guò)氧化氫與Amplex Red 的顯色反應(yīng)具有高度靈敏性，且底物濃度適中。通過(guò)此評(píng)價(jià)模型，實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，丁內(nèi)酯I對(duì)MAO-A、MAO-B 具有中等的抑制活性，半抑制濃度（IC50）分別為21.45 μmol/L和24.16 μmol/L。相比現(xiàn)有的海洋來(lái)源天然單胺氧化酶抑制劑及衍生物（如Lewellyn 等[22]合成的aplysinopsin 類似物），對(duì)MAO-A 和MAO-B 的半抑制濃度最低可以達(dá)到5.60 nmol/L 和0.21 μmol/L，丁內(nèi)酯I 對(duì)單胺氧化酶的IC50值雖然比現(xiàn)有單胺氧化酶抑制劑高，但該化合物作為一個(gè)天然產(chǎn)物可為以后的藥物設(shè)計(jì)提供新的思路。同時(shí)，通過(guò)預(yù)孵育時(shí)間依賴性實(shí)驗(yàn)、酶活恢復(fù)能力實(shí)驗(yàn)和抑制作用類型實(shí)驗(yàn)，證明丁內(nèi)酯I對(duì)MAO-A、MAO-B 的抑制作用是可逆的。酶動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，丁內(nèi)酯I 對(duì)MAO-A、MAO-B 是起非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用，抑制常數(shù)Ki分別為6.27 μmol/L和12.16 μmol/L，這說(shuō)明丁內(nèi)酯I更傾向于與MAO-A結(jié)合。分子對(duì)接觀察蛋白質(zhì)-配體結(jié)合構(gòu)象，丁內(nèi)酯I 并沒(méi)有進(jìn)入單胺氧化酶狹長(zhǎng)的反應(yīng)腔或與輔酶FAD 結(jié)合，而是影響其他與酶活性相關(guān)的殘基，這與非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的特點(diǎn)，即與酶活性位點(diǎn)以外的部位結(jié)合，不與底物形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系相吻合。

為了比較真菌丁內(nèi)酯類化合物對(duì)MAOs 的抑制活性強(qiáng)弱，通過(guò)建立相應(yīng)的丁內(nèi)酯I 類似物庫(kù)進(jìn)行虛擬篩選，對(duì)其最小結(jié)合親和力進(jìn)行得分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，分子對(duì)接中丁內(nèi)酯I 與MAO-A、MAO-B的結(jié)合位點(diǎn)不同于已有的MAO 抑制劑的文獻(xiàn)報(bào)道[14,23]，增加了丁內(nèi)酯類化合物開(kāi)發(fā)成為新型單胺氧化酶抑制劑的可能性。同時(shí)，在虛擬篩選中發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)與MAOs 結(jié)合能力更強(qiáng)的丁內(nèi)酯類似物分子，其分子結(jié)構(gòu)上多具有苯環(huán)-五元內(nèi)酯環(huán)-苯并呋喃/吡喃的特征，而且中間五元環(huán)多為α,γ-二芳基取代的aspvinone 類型，總體上對(duì)于MAO-B 的親和力高于MAO-A。由于這些報(bào)道的丁內(nèi)酯類天然產(chǎn)物[15-16]多數(shù)沒(méi)有商品來(lái)源且合成不便，故本研究中沒(méi)有對(duì)這些化合物進(jìn)行實(shí)際酶抑制活性的測(cè)試，這也是相關(guān)研究未來(lái)需要深入進(jìn)行的方面。真菌中蘊(yùn)藏有豐富的丁內(nèi)酯類天然產(chǎn)物，本研究得到的虛擬篩選和構(gòu)效關(guān)系表明該類化合物的單胺氧化酶抑制活性值得深入研究。

4 結(jié)論

本研究從一株海洋土曲霉（Aspergillus terreus）C23-3 的大豆培養(yǎng)基次級(jí)代謝產(chǎn)物中分離得到丁內(nèi)酯I，對(duì)丁內(nèi)酯I 的體外單胺氧化酶抑制活性的研究表明其對(duì)MAO-A、MAO-B 具有抑制作用，并通過(guò)基于分子對(duì)接的虛擬篩選評(píng)價(jià)其真菌來(lái)源結(jié)構(gòu)類似物的MAO 抑制活性。本研究豐富了丁內(nèi)酯類化合物的活性多樣性，為后續(xù)深入開(kāi)發(fā)該屬真菌生物活性成分提供新思路。