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天然产物具有结构复杂和生物活性多样的特点,长期以来在新药和新药先导化合物的发现中起着重要的作用。在寻找具有生物活性的次生代谢产物过程中,我们对采自于中国南海海域的10种海洋无脊椎生物(3种软珊瑚、4种海绵和3种软体)进行了系统的化学成分研究,并对其中3种软体动物进行了化学生态学讨论。
综合运用多种柱层析方法,从这些生物样品中共分离得到61个化合物,包括:5个倍半萜,24个二萜,3个甾体,29个生物碱；其中含21个新化合物,并对1个化合物进行了全合成确定绝对构型。化合物的结构及其构型是在分析1D、2DNMR、UV、IR、旋光、圆二色谱等波谱学数据、X-Ray单晶衍射、化学沟通、化学合成及与报道的已知化合物数据比较的基础上确定的。对分离得到的化合物进行了广泛的生物活性筛选,发现了一些具有较好生物活性的化学成分,不仅丰富了对上述生物材料化学成分的了解,而且为它们的进一步研究和利用提供了依据。
在对我国南海的3种短指软珊瑚的化学成分研究中,共分离得到29个化合物,其中13个为新化合物。本次研究发现了一系列珊瑚来源的极其罕见的casbane二萜并使用了Moshers、CD方法及计算机模拟全构象分析对其绝对构型进行了研究。另外还发现了一系列含有七元内酯环的西松烷二萜,对其中的两个新化合物进行了单晶X-Ray衍射实验,从而确证了结构,也确定了相对构型。抗肿瘤活性测试结果表明化合物2-3对两株肿瘤细胞系的增殖具有强的抑制效应,化合物2-16和2-17对一株肿瘤细胞系具有中等的抑制效应。抗微生物活性筛选测试表明化合物2-3对微生物增殖有中等抑制活性。
对采自我国南海的4种海绵的化学成份研究中,共分离得到16个化合物。其中有2个新化合物,它们骨架类型分别是大环二胺生物碱和倍半萜醌酮。大环二胺生物碱是海绵中的特有成分。而倍半萜醌酮是非常有名的已经进入临床的化合物avarol和avarone的类似物。从骨架上看我们分离得到的化合物是avarofle的醌酮部分从9位移到8位,此类骨架化合物相对较少,据我们所知只有3个。在对这些化合物进行广泛的生物活性筛选后发现:化合物3-4对人肺腺癌细胞株A-549有强的抑制活性；化合物3-10,3-11对核因子NF-κB3均表现出中等的抑制活性；化合物3-12和3-13对人肺腺癌细胞株A-549和人宫颈癌细胞株Hela有不同程度的抑制活性；3-12和3-14对蛋白质酪氨酸磷酸酯酶1B(PTP1B)有抑制作用,尤其是化合物3-14有温和选择性地抑制作用,由于其潜在的PTP1B抑制活性和温和的选择性,它被期待作为治疗糖尿病的药物前体化合物。
在对我国南海的3种软体动物的化学成分及化学生态学考察中,共分离得到16个化合物,其中6个为新化合物,对一个我们以前分离得到的含有腈基的少见甘油酯类化合物进行了全合成,确定了其绝对构型。本次研究首次从软体动物中发现ecteinascidins(ETS)类化合物4-1,它也是唯一一个海鞘以外天然来源的ETs,并首次从自然界中分离得到的含1,2,4-氧二唑的化合物。由于此类化合物显示较强的细胞毒活性,并且大部分分布在表皮,所以推测其可能与化学防御有关；其来源需要进一步研究。从软体动物(Jorunnafunebris)及其粘液分泌物以及其食物蓝海绵Xestospongiasp.中均发现了异喹啉生物碱,我们推测该软体动物能够将海绵中的该类化合物经生物转移和转化积累到体表和内脏两个部分,作为自身抵御外来侵略的化学防御物质,这种假设还有待于实验的进一步证明。