虎皮楠中新穎結構生物鹼的研究獲創新性進展

2021-01-09 中國科學院

P style="TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; TEXT-INDENT: 2em; LINE-HEIGHT: 1.5; TEXT-ALIGN: justify">近日，昆明植物所郝小江研究員主持的「虎皮楠中新穎結構生物鹼的研究」項目通過了由雲南省科技廳組織的成果鑑定。該項目歷經多年的研究，改進和完善了提取、分離、結構解析、化學計算等方面的系統方法，以微量虎皮楠生物鹼的研究為研究重點，取得了創新性的進展和顯著的成果。

據悉，虎皮楠生物鹼的結構具有奇特、多變、複雜的多環結構骨架，其獨特的生源合成途徑、仿生合成和合成方法，一度成為國際天然產物化學家、有機合成化學家具有挑戰性的研究熱點。該項目通過開展國產7種虎皮楠科植物（佔國產種的70%、滇產種的全部）的不同採集地、不同部位的生物鹼成分及其活性研究，基本解決了虎皮楠生物鹼含量低、分離難度大，結構解析困難等歷史性難題，極大地豐富了該類生物鹼的骨架類型，對其新的生源途徑、生物學意義進行了充分有益地探討。項目完成了合同規定的任務指標，提供的資料完整齊全，符合要求。

該成果對7種虎皮楠科植物不同採集地、不同部位樣品的生物鹼成分進行了研究，共分離鑑定生物鹼170個，包括26類骨架類型，其中新骨架類型17個，新生物鹼80個。在1993年發表了我國第一個新虎皮楠生物鹼基礎上，迄今共發表了其中的12類新骨架的生物鹼和新結構的生物鹼56個，成為國內外同領域發現虎皮楠新生物鹼最多的研究組。

該研究共提出了13個新的生物鹼生源途徑的假說，並對前人報導的錯誤結構或生源途徑進行了修正；對生源途徑的深刻理解為今後選擇和探討其它類群植物中次生代謝產物多樣性和新穎性具有重要的指導意義。通過對生源途徑或產物過渡態的深入研究，為植物中是否存在Diels-Alderase、類Mannich、類Pinacol生物酶提供了重要依據和小分子探針。

科研人員發現了1個新的天然Oxa-cage小分子，分別對其光學對映體進行了手性合成以及生物活性測試。該論文發表後被國際天然產物化學權威雜誌Natural Products Report列為熱點化合物。

兩種生源途徑完全不同的生物鹼共存於同一植物中是非常罕見的，該項目首次分別從長序虎皮楠和虎皮楠中發現與虎皮楠生物鹼生源合成途徑迥異的C-19、C-20型二萜生物鹼和苦參鹼，引起了人們對該類次生代謝產物的生源途徑進行新的探索與思考。

科研人員初步開展了虎皮楠生物鹼的生物活性篩選，首次發現部分生物鹼在抗血小板聚集、抗氧化等方面具有較好的活性，拓寬了該類生物鹼的生物活性範圍。菸鹼膽鹼能受體抑制活性的發現為該類生物鹼是否具有生態效應提供了重要信息。

項目共發表論文26篇，其中SCI收錄論文24篇。SCI論文總影響因子為60.5；21篇被SCI-E 和CPCI-S引用225次，其中他引78次，單篇最高他引為19次。有7個化合物被Natural Products Report列為熱點化合物。項目培養博士生7名，其中5名已獲學位；培養碩士生2名。2名博士獲得中科院院長優秀獎和優秀獎項目資助，1名獲中科院優秀畢業生稱號。

該項成果在虎皮楠生物鹼研究領域中進行了系統深入的研究，其深度和廣度在同領域近年來的研究中處於國際領先水平，並為該類生物鹼今後的仿生合成和生物學意義研究提供了重要思路。

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