一朵小花身藏抗菌利器

作者: 袁一雪

来源: 中国科学报

发布日期: 2018-07-08 07:27:56

中科院昆明植物研究所的研究员罗晓东团队在狗牙花中发现具有抗菌、抗真菌作用的吲哚生物碱,这一发现为寻找新的抗菌、抗真菌天然小分子提供了新方向,尽管这些发现离临床应用还有很长的路要走。

为了对抗细菌、真菌和病毒,聪明的人类发明创造了抗生素、抗真菌及抗病毒药物。但随之而来的耐药性,却着实带来了不少麻烦,甚至让人们对未来可能出现的“超级细菌”有些恐慌。于是,几代科学家投入到寻找新的抗菌、抗真菌物质成分的工作中,以避免抗菌药物失去对细菌、真菌等致病物质的控制。

近日,从中科院昆明植物研究所传来好消息,该所研究员罗晓东等人经过多年研究发现了“隐藏”在狗牙花中具有抗菌、抗真菌吲哚生物碱,并与合作者在抗菌、抗真菌单萜吲哚生物碱新颖结构和初步活性研究上取得系列新进展,并将成果发表在《有机化学通讯》上。罗晓东团队期望,能从植物中寻找到抗菌、抗真菌天然小分子,让越来越多的新的化学结构最终成为临床上抗击微生物的新成员。

狗牙花广泛栽培于南方,属于夹竹桃科,其叶可药用,经过加工后可治疗咽喉肿痛及疖肿等疾病。经过反复提取验证,该研究组博士研究生于浩飞等人从中发现两个猪笼草状的吲哚生物碱。在实验中,猪笼草状吲哚生物碱对枯草杆菌最低抑菌浓度,几乎与抗生素头孢噻肟相当。

不仅如此,笼草状吲哚生物碱中的B型生物碱对红色毛癣菌的作用,与抗真菌药灰黄霉素相当。而该团队的博士研究生丁彩凤等还从非洲马铃果中也获得了吲哚生物碱,其结构单元含多重杂环体系,对金黄色葡萄球菌和伤寒沙门氏杆菌抗菌活性优于植物抗菌药黄连素和黄藤素。

此外,另外一名博士研究生魏鑫从别名为“断肠草”的植物钩吻中,发现了钩吻定碱与C9结构单元杂合而成的一种新骨架吲哚生物碱,这类化合物仅显示了较弱的抗菌活性,研究成果发表在国际学术期刊《四面体通讯》上。

猪笼草状吲哚生物碱是首次被发现,但是这种从自然界中提取抗菌化合物的做法却是抗生素发展至今的主要方法。绝大多数抗生素都从微生物中提取而来。其中活性物质成分含量高的,就可以直接提取。含量不高的药效化合物,又需要进一步深入研究,那么就需要提取并确定其有效成分的结构式,然后再由药物化学家跟进,进行人工合成。

发现一种新的活性生物碱不是件简单的事情。罗晓东回忆说,他们遇到的一个主要困难就是在化合物结构的确定方面,尤其是手性结构的确定过程中,“我们曾经一度试图获得化合物的单晶,却屡次失败,后来又借助计算量子力学的方法,对可能的构象进行的逐一计算,进行了大量的计算工作,最终才得到文章报道的准确结构,这个过程一度持续长达两年多的时间”。

另一个困难就是化合物的得率非常低,只能进行初级的体外活性评价工作。“我们目前测定的猪笼草状吲哚生物碱的抗菌活性只是初步的体外活性筛选评价阶段,离真正的抗菌应用还有非常远的距离,所以与传统的抗生素不具备可比性,因为研究还只是早期发现阶段。”罗晓东表示,更重要的是,分子结构有效并不代表随意食用这些植物也能取得相应的效果。

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