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苔藓植物化学成分与生物学意义研究
  • 项目名称:苔藓植物化学成分与生物学意义研究
  • 项目类别:国家杰出青年科学基金
  • 批准号:30925038
  • 申请代码:H3002
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2010-01-01-2013-12-31
  • 项目负责人:娄红祥
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:山东大学
  • 批准年度:2009
中文摘要:

坚持化学与生物学结合,围绕苔藓植物,建立了高通量发现苔藓植物中联苄类化合物的方法;在对100余种苔藓植物初筛的基础上,对40余种苔藓植物进行了系统的化学成分研究,发现联苄、萜类等化合物300余个,新结构化合物80余个,具有明显生物学活性的化合物20余个;系统研究并揭示了苔藓植物成分抗真菌和逆转真菌耐药的作用机制;首次发现联苄化合物为新型结构的微管蛋白抑制剂,在抗真菌和抗肿瘤方面有其独特之处;建立了组织培养、化学合成制备有效化合物的方法;形成了完整的苔藓植物化学与生物学的研究体系,为开展以天然产物为先导物创制新药奠定了研究基础。此外,发现新结构的天然多酚类化合物等30余个,对其体内抗氧化,保护心肌氧化损伤等生物活性进行了较深入的研究。先后承担国家自然基金重点项目、面上项目,973子课题等十余项,共发表SCI论文60余篇,被引用250余次,申请专利19项;出版苔藓研究著作1部,获新药证书2项。

结论摘要:

完成了33种苔类植物和13株苔藓或地衣内生菌的化学成分研究,共获得各类化合物627个,其中新化合物224个。实现了地钱素C、片叶苔素D和羽苔素E的全合成,此基础上共设计、合成得到55个结构新颖的双联苄类衍生物。进行了双联苄类化合物抗真菌活性研究,发现片叶苔素D (RD)可激活线粒体内的caspase系统,引发白色念珠菌细胞凋亡。RD通过抑制Ras1-cAMP-PKA信号通路相关基因的转录表达,抑制白色念珠菌菌丝和被膜的形成,还可诱导编码法尼醇合成酶的基因表达,促进法尼醇合成,进而抑制白色念珠菌由酵母态到菌丝态的转变。老龙皮酸B (RAB)可使白色念珠菌线粒体膜电势增高,功能受损,ROS增多,造成细胞凋亡和坏死。RAB通过诱导法尼醇合成酶Dpp3的表达,增加法尼醇的含量,抑制菌丝形成,降低真菌的毒力,以上作用在线虫模型中亦得到证实。RAB与唑类联用还可影响菌丝的形成进而抑制被膜的形成,在小鼠白色念珠菌系统性感染模型中得到证实。进行了双联苄类化合物抗肿瘤活性研究,发现地钱素C可使A172和Hela细胞阻滞在G2/M期,同时时间和浓度依赖地降解细胞微管蛋白,抑制微管聚合。地钱素M可抑制蛋白酶体,激活内质网应激信号途径PERK/eIF2α,并抑制PI3K/Akt/mTOR途径,诱导自噬和细胞死亡。体内、外实验均证实,RD可靶向拓扑异构酶II,诱导DNA损伤,抑制损伤后修复,发挥抗肿瘤作用。RD的Mannich碱衍生物RD-N可累积在溶酶体中,引起溶酶体膜通透性增加,释放组织蛋白酶,cathepsin B从溶酶体中释放入核后,通过降解修复蛋白BRCA1而引起DNA损伤,动物体内实验中RD-N组的瘤块显著小于etoposide组。以钝鳞紫背苔为样本,完成了其中双联苄生物合成的关键酶苯丙氨酸脱氨酶、4-羟基肉桂酰辅酶A连接酶、羧酸茋类合成酶的克隆和功能鉴定。以野生原植物叶状体,建立了钝鳞紫背苔组织培养体系,完成了在营养贫乏、磷铁胁迫、干旱胁迫等条件下和改变培养基pH、培养温度、激素等情况下愈伤组织中主要化学成分的生物调控规律研究。本课题现已发表论文45篇,出版专著1部,仍有多篇论文已投稿或正在整理之中。已毕业博士9名,硕士7名,出站博士后2名;目前仍有7名博士生和3硕士生在读。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 50
  • 3
  • 0
  • 0
  • 0
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