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菲律宾钩藤中新型吲哚生物碱Uncamarins A-D的发现及其抗淀粉样蛋白聚集作用研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月16日 来源:Phytochemistry 3.2
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本研究针对阿尔茨海默病(AD)治疗药物开发难题,从菲律宾钩藤(Uncaria longiflora)中分离鉴定出4种新型Corynanthe型吲哚生物碱(Uncamarins A-D)和4种已知化合物。通过ThT荧光实验证实所有化合物均具有抑制Aβ42 聚集活性,其中化合物5(78.44%)表现最优。分子对接显示化合物2/4/5与Aβ42 十二聚体具有强结合力(-7.5~-7.1 kcal/mol),化合物4还能靶向乙酰胆碱酯酶(AChE),为开发多靶点AD药物提供了新候选分子。
阿尔茨海默病(AD)作为威胁全球老龄化人群的神经退行性疾病,其病理特征——淀粉样蛋白β(Aβ)斑块的异常沉积,一直是药物研发的关键靶点。然而现有临床药物如乙酰胆碱酯酶抑制剂和NMDA受体拮抗剂,不仅疗效有限且伴随高昂费用和副作用。自然界中,钩藤属植物富含的吲哚生物碱因其独特的神经保护潜力备受关注,但菲律宾特有物种Uncaria longiflora的活性成分尚未系统研究。
来自日本东京药科大学等机构的研究团队通过系统分离鉴定,从菲律宾采集的U. longiflora叶片中获得8个Corynanthe型吲哚生物碱,包括4个新化合物Uncamarins A-D(1-4)和4个已知化合物(5-8)。通过NMR、ECD、HRESIMS等先进技术解析结构,发现化合物1具有罕见的C-5羰基修饰,化合物2-4为新型N-氧化物衍生物,其中化合物4还含有非常见的15位羧酸结构。该研究成果发表于天然产物化学顶级期刊《Phytochemistry》。
研究采用甲醇提取结合酸碱分配策略,通过硅胶柱、反相C18
柱、NH硅胶柱等多维色谱技术分离纯化。结构鉴定综合运用600 MHz NMR(包括1
H-1
H COSY、HMBC、NOESY)、高分辨质谱(HRESIMS/MS)和电子圆二色谱(ECD)计算。生物活性评价采用ThT荧光法检测Aβ42
聚集抑制率,并借助AutoDock Vina进行分子对接模拟。
在结构解析方面,Uncamarin A(1)的5位羰基特征通过HMBC中H-6与C-5(δC
169.9)的相关性确认;Uncamarin B(2)和C(3)作为N4
-氧化物异构体,其绝对构型通过ECD计算与实验谱图比对确定;Uncamarin D(4)特殊的15位羧基则通过HMBC中H-15与C-16(δC
178.1)相关峰证实。HR-ESI-MS/MS分析显示,N-氧化物特征性丢失·OH自由基(17 Da)进一步验证了2-4的结构。
抗淀粉样蛋白活性研究发现,所有化合物在100 μg/mL浓度下均显示抑制效果。其中已知化合物isorhynchophylline(5)抑制率最高(78.44%±1.63),与阳性对照酚红(82.73%±0.84)相当;新化合物4(77.91%±0.22)和2(70.40%±1.93)也表现出显著活性。分子对接揭示化合物2与Aβ42
十二聚体(PDB 2MXU)结合能达-7.5 kcal/mol,通过IleF:32/GlyE:33氢键和多个疏水相互作用实现;化合物4更展现出双重作用机制,不仅与Aβ42
结合(-7.1 kcal/mol),还能靶向AChE活性位点(-8.0 kcal/mol),这为开发多靶点AD药物提供了新思路。
构效关系分析表明,C-7(S)构型(如化合物1/2/5/7/8)更易与Aβ42
十二聚体结合,而乙基取代基和酯基的疏水相互作用对活性至关重要。值得注意的是,化合物4作为罕见的5/5-螺环吲哚生物碱,其独特的羧酸结构可能通过电荷相互作用增强与AChE的结合,这种多靶点特性在天然产物中尤为珍贵。
该研究首次系统报道了菲律宾钩藤中新型吲哚生物碱的结构与抗AD活性,不仅丰富了天然产物化学库,更为重要的是,发现了能同时靶向Aβ聚集和胆碱能系统的先导化合物。化合物4展现的多靶点特性,为突破现有AD治疗药物的局限性提供了新方向。这些发现不仅证实了钩藤属植物在神经保护方面的药用价值,也为基于天然产物的抗AD药物研发奠定了重要基础。
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