脫氧新羥麴黴酸及製備及其用途的製作方法

2023-07-07 16:44:26 1

專利名稱：脫氧新羥麴黴酸及製備及其用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種如下式1所示的新結構化合物，脫氧新羥麴黴酸。本發明還涉及一種產生所述脫氧新羥麴黴酸的微生物，以及利用所述微生物製備脫氧新羥麴黴酸的方法。本發明還涉及脫氧新羥麴黴酸用於製備防治動脈粥樣硬化作用的藥物用途，包括具有上調高密度脂蛋白受體表達活性的作用的藥物或製備具有抑制巨噬細胞泡沫化作用的藥物的用途。
式1發明背景迄今已發現來源於微生物的生物活性物質已達16000多種，其中包括目前在臨床應用的用於治療動脈粥樣硬化相關疾病的他汀類藥物。所述藥物具有良好的抗動脈粥樣硬化作用，但是，仍存在著因作用廣泛而選擇性差，易導致轉氨酶活性增高和可能溶解橫紋肌等毒副作用。
為了獲得更好的治療動脈粥樣硬化相關疾病的藥物，長期以來各國科學家一直致力於篩選選擇性更高、調脂效果更好的藥物。
長期的病理學研究表明，高水平的血漿高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)具有預防動脈粥樣硬化樣心血管疾病作用。因此維持高密度脂蛋白膽固醇動態平衡的調節和開發直接有利於高密度脂蛋白膽固醇代謝的藥物是人們所期望的新一代調脂藥。
血漿HDL-C水平由各種脂質、循環載脂蛋白和脂質轉運蛋白、細胞外脂肪酶、細胞表面受體和質膜蛋白轉運子等組成一個複雜的網絡來調節。B類I型清道夫受體(SR-BI)是一種細胞膜表面高密度脂蛋白受體，能選擇性地介導HDL膽固醇的攝取，在高密度脂蛋白(HDL)的代謝中通過調節HDL-C水平和HDL顆粒大小和組成而具有突出的調節血脂作用。
另外，HDL受體又是膽固醇逆轉運過程的重要的介導蛋白，實驗表明它介導外周細胞游離膽固醇的流出，同時在肝臟的HDL受體能主動調節膽固醇酯的主動攝取。
總之，HDL受體表達上調劑可以通過增強膽固醇的逆轉運過程，有可能使泡沫細胞中過量的膽固醇外流，並通過逆轉運機制轉運到肝臟細胞被利用，從而使已形成的動脈粥樣硬化脂質斑塊發生逆轉。換言之，高密度脂蛋白受體表達的上調劑可以增強SR-BI對於HDL代謝的調節作用，尤其是可能使動脈血管壁業已形成的由大量膽固醇及膽固醇酯蓄積沉積而成的脂質斑塊逐漸消退，從而起到預防和治療動脈粥樣硬化及其引起的冠心病的作用。
本發明人藉助高密度脂蛋白受體表達上調劑篩選模型，經過大量實驗，從多種不同微生物發酵產物中篩選到來自麴黴屬發酵培養液的高密度脂蛋白受體表達的上調劑一脫氧新羥麴黴酸，其具有較強的高密度脂蛋白受體表達的上調作用以及抑制巨噬細胞泡沫化的活性。

發明內容
本發明一個方面涉及一種如式1所示的脫氧新羥麴黴酸 式1
藉助於高密度脂蛋白受體表達上調劑篩選模型，本發明人發現麴黴屬菌株2101的培養液具有高密度脂蛋白受體表達的上調活性。經X-5大孔吸附樹脂吸附、乙酸乙酯萃取、HP-20大孔吸附樹脂柱層析和高效液相色譜製備等一系列分離純化步驟，得到具有上調高密度脂蛋白受體表達活性的化合物2101C。
基於光譜分析確定2101C的結構為脫氧新羥麴黴酸，具有如式1所示結構。
脫氧新羥麴黴酸具有如表1所示的理化性質和如表2所示的核磁共振光譜數據表1 脫氧新羥麴黴酸的理化性質

表2 脫氧新羥麴黴酸的1H-NMRa、13C-NMRb、1H-1H COSYa和HMBC

a500MHz in CDCLl3b125MHz in CDCl3本發明的另一方面涉及一種產生本發明所述脫氧新羥麴黴酸的微生物，麴黴屬菌株2101，其已於2004年3月25日保藏於中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)，北京，中關村北一條，保藏號為CGMCC 1125。
本發明另一方面涉及製備本發明所述脫氧新羥麴黴酸的方法，包括1)利用麴黴屬菌株2101(CGMCC 1125)在適於所述脫氧新羥麴黴酸產生的條件下培養所述微生物；2)在適當條件下從微生物培養液中回收所產生的脫氧新羥麴黴酸。
在本發明中，可以採用例如下述方法培養所述微生物獲得含有所述脫氧新羥麴黴酸的微生物培養液1)將麴黴屬菌株2101在YM斜面培養基上，27℃培養7天；2)將菌種斜面接種到種子培養基，27℃培養48小時；3)將種子培養基接種到發酵培養基，27℃下培養96小時，收穫培養液。
在本發明中，可以採用如下方法從培養液中收穫所得的脫氧新羥麴黴酸1)如上述方法所得微生物培養液經離心分離，分別得到培養液上清液和菌絲體沉澱；2)菌絲體用丙酮浸泡過夜，過濾後除去菌絲體得到丙酮濾液，濾液減壓濃縮後除去丙酮，與步驟1)中所得上清液合併後一起通入X-5大孔吸附樹脂進行吸附；3)分別用水，30％，50％，80％濃度的丙酮水溶液解吸附，收集80％丙酮洗脫液，減壓濃縮除去丙酮，所得水液用乙酸乙酯萃取；4)萃取液蒸去乙酸乙酯後，所得樣品再進行HP-20大孔吸附樹脂柱層析，分別利用30％，50％，80％的丙酮水溶液洗脫，收集80％丙酮洗脫液，減壓濃縮除去丙酮，水液冷凍乾燥；5)步驟4)所得冷幹品經製備型高效液相色譜製備，甲醇∶水(60∶40)做流動相，分部收集洗脫液，減壓濃縮除去甲醇，冷凍乾燥後得到脫氧新羥麴黴酸精製品。
如上述獲得的本發明脫氧新羥麴黴酸在人高密度脂蛋白受體表達上調劑篩選模型中，顯示出對高密度脂蛋白表達較強的上調活性。細胞實驗結果表明，脫氧新羥麴黴酸也具有較強的巨噬細胞泡沫化抑制活性。
本發明所述的人高密度脂蛋白受體表達上調劑篩選模型是基於基因重組技術的報告基因篩選方法。具體的，所述模型包括利用含有所選報告基因(如螢光酶基因)的重組載體，其中所述重組載體中還含有人高密度脂蛋白受體基因CLA-1(CD36和LIMPII類似物-1)上遊的表達調控序列，其位於報告基因(螢光素酶基因)的上遊。通過螢光測定檢測報告基因的表達量，顯示待測化合物是否具有上調人高密度脂蛋白受體表達的活性。
本發明再一方面涉及脫氧新羥麴黴酸用於製備具有上調高密度脂蛋白受體表達活性的作用或具有抑制巨噬細胞泡沫化作用的藥物的用途。


圖1脫氧新羥麴黴酸(2101C)抑制巨噬細胞泡沫化的鏡檢結果(油紅O染色法)。
圖2脫氧新羥麴黴酸的紫外光譜。
圖3脫氧新羥麴黴酸的紅外光譜。
圖4脫氧新羥麴黴酸的SI-MS。
圖5脫氧新羥麴黴酸的1H-NMR譜。
圖6脫氧新羥麴黴酸的13C-NMR譜。
圖7脫氧新羥麴黴酸的DEPT譜。
圖8脫氧新羥麴黴酸的1H-1H COSY譜。
圖9脫氧新羥麴黴酸的HSQC譜。
圖10脫氧新羥麴黴酸的HMBC譜。
實施例實施例1.脫氧新羥麴黴酸的製備1.麴黴屬菌株2101的發酵培養1)將麴黴屬菌株2101在YM斜面培養基上，27℃培養7天；YM斜面培養基的組成為酵母浸膏粉0.4％，麥芽浸膏粉1.0％，葡萄糖0.4％，瓊脂1.2％，調pH為7.3；2)將菌種斜面接種到500毫升種子培養基中，27℃搖床培養48小時；種子培養基的組成為黃豆粉0.3％，玉米漿1.0％，葡萄糖2.0％，糊精1.0％，魚蛋白棟0.50％，硫酸銨0.20％，調pH為6；3)將種子培養基以10％接種量接種到1000毫升發酵培養基，27℃下搖床培養96小時，收穫培養液；發酵培養基的組成同種子培養基。
2.脫氧新羥麴黴酸的分離純化在本發明中，可以採用例如下述方法從培養液中收穫所得的脫氧新羥麴黴酸1)如上述方法所得10升麴黴菌2101培養液經離心分離，分別得到培養液上清液和菌絲體沉澱；2)菌絲體用5升80％丙酮水溶液浸泡過夜，過濾後除去菌絲體得到丙酮濾液，濾液減壓濃縮後除去丙酮得到水液2升，與步驟1)中所得上清液合併後一起通入φ6×50釐米的X-5大孔吸附樹脂柱進行吸附，流速15毫升/分鐘；3)分別用水，30％，50％，80％濃度的丙酮水溶液各3升進行洗脫，分部收集洗脫液每份100毫升，合併80％丙酮洗脫液，40℃水浴減壓濃縮除去丙酮，所得水液每次用500毫升乙酸乙酯萃取，共萃取三次，合併乙酸乙酯萃取液；4)萃取液蒸去乙酸乙酯後，得到粗品5.1克，分兩次上樣於φ2.5×40釐米的HP-20大孔吸附樹脂柱，分別用30％，50％，80％的丙酮水溶液洗脫，流速5毫升/分鐘，分部收集，每份50毫升，收集80％丙酮洗脫液，40℃水浴減壓濃縮除去丙酮，水液冷凍乾燥，得到冷幹品1.6克；5)步驟4)所得冷幹品200毫克，經島津LC-10Avp高效液相色譜製備，製備柱為島津Shim-pack PREP-ODS，φ2.0×25釐米，甲醇∶水(60∶40)做流動相，流速5毫升/分鐘，檢測波長323nm，分部收集脫氧新羥麴黴酸洗脫液，減壓濃縮除去甲醇，冷凍乾燥後得到脫氧新羥麴黴酸精製品6.3毫克。
實施例2.脫氧新羥麴黴酸的表徵脫氧新羥麴黴酸的結構解析 式1 脫氧新羥麴黴酸的結構式具體地，本發明所述脫氧新羥麴黴酸的高分辨SI-MS測得[M+H]+為225.1597720，計算值225.1597426。元素分析結果C 62.52％，H8.80％，N 11.30％，O 17.38％。綜合質譜和元素分析結果，得到所述化合物的分子式為C12H20N2O2，分子量為224，不飽和度為4。
碳譜和DEPT譜共出現12個碳的信號，包括4個甲基，1個亞甲基，4個次甲基和3個位於低場區的季碳。由1H-1H COSY可以得到3-和6-兩個異丁基側鏈各自的相關信號，其中CH-7(δ4.31，d，J＝6)由於與羥基和芳環相連其化學位移處於較低場。CH-8為前手性基團，受7位手性碳的影響，CH3-9和CH3-10兩個甲基所處的化學環境不同，其氫譜的化學位移分別為δ0.90和δ0.99，碳譜的化學位移分別為δ18.9和δ17.7。CH-8(δ1.96，dqq，J＝6，6.5，6.5)則分別與CH-7、CH-9和CH3-10耦合產生八重峰。同樣，7位手性碳的影響經吡嗪環共軛體系傳遞至3-側鏈，使CH2-11上的兩個氫產生同碳耦合(J＝14Hz)，並分別再與CH-12耦合形成雙四重峰。CH3-13和CH3-14在氫譜中的化學位移相同，僅在碳譜中表現出微小的差異，其碳譜化學位移分別為δ22.59和δ22.64。CH-12(δ2.21，tqq，J＝7，7，7)則分別與CH2-11和CH3-13、CH3-14相耦合產生九重峰。
紫外光譜中228nm和323nm的最大吸收為典型的吡嗪類化合物吸收峰。由於吡嗪環上沒有與CH-7(δ7.31，s)相耦合的質子，因此CH-7呈現單峰。在HMBC中可以找到CH-7、CH-8對C-6和CH-7對C-5的遠程相關峰，以及CH2-11、CH-12對C-3和CH2-11對C-2的遠程相關峰，因此分別確定了3-和6-兩個側鏈的連接位置，並可以將C-3(δ158.5)和C-2(δ157.4)兩個化學位移較近的季碳區分開來。同時CH-5對δ158.5的遠程相關信號遠強於對δ157.4相關峰的事實，也說明δ157.4的羰基碳與CH-5的距離較遠。紅外光譜中1651cm-1的強吸收峰為醯胺羰基的νC＝O。
據文獻報導，麴黴酸類化合物可以產生兩種互變異構體，如式2所示。也應該存在類似的互變異構現象，但由於烯醇式芳雜環不能穩定存在，故吡嗪酮式應該是比較穩定的結構。由C-6的化學位移為δ138.4(C＝C)，而不是完全芳構化後類似於3位C＝N的δ158.5，也可以證明上述推論。
式2綜上所述，該化合物的結構確定為脫氧新羥麴黴酸(desoxyneohydroxyaspergillic acid)，化學命名為6-(1-羥基-2-甲基丙基)-3-(2-甲基丙基)-2(1H)-吡嗪酮。
實施例3.高密度脂蛋白受體表達上調劑篩選模型測定脫氧新羥麴黴酸上調受體表達活性A)重組表達質粒pGL3-CLAP的構建菌株和細胞株E.coli DH5α用於質粒DNA的遺傳操作。肝癌BEL-7402細胞株(購自上海午立生物技術有限公司)用於人高密度脂蛋白受體表達上調劑篩選模型的構建。
質粒
pGEM-T(購自Promega公司)用於PCR產物的克隆。pGL3-Basic(購自Promega公司)為報告基因載體，含有無啟動子的螢火蟲(Photinus pyralis)螢光素酶編碼基因，用於人高密度脂蛋白受體調控序列的克隆。
pGL3-control(購自Promega公司)含有SV40啟動子和增強子序列，用於螢光素酶表達的陽性對照。pRL-TK(購自Promega公司)包含編碼海腎(Renilla reniformis)螢光素酶的cDNA，與實驗載體共轉染哺乳動物細胞，用於雙螢光素酶報告基因體系的內對照。
高密度脂蛋白受體基因調控序列的獲得根據文獻報導的CLA-1基因序列，利用軟體Primer Premier 5.0設計PCR引物P1(5』-CCTCGAGTGG AGC CAT TGT GTG CAA AG-3』)(SEQID NO2)和P2(5』-CAAGCTTCGG CGA CAG AGA CGA CAC AG-3』)(SEQID NO3)，用於擴增人SR-BI基因上遊1055bp 62bp(以SR-BI基因起始密碼子ATG的A為+1)長度為996bp的片段，其中P1引入了XhoI酶切位點，P2引入了HindIII酶切位點。
以人肝癌細胞BEL-7402總DNA為模板設立25μl PCR反應體系1×PCR緩衝液，0.5μmol/L P1和P2，2.5μmol/L dNTPs，0.5U TaqDNA聚合酶。反應條件為94℃變性5min；94℃變性40s，54℃退火40s，72℃延伸1min 20s(30個循環)；72℃延伸10min。PCR擴增的目的片段用pGEM-T載體克隆後酶切鑑定並測定所得調控序列的序列，如SEQ ID NO1所示。
依據分子克隆實驗室指南中所述的方法，將PCR產物與pGEM-T載體連接，轉化大腸桿菌DH5α受體菌，用藍白斑法挑選轉化子。對轉化子進行快速質粒提取後進行酶切鑑定，用XhoI，HindIII雙切後含目的片段的轉化子為克隆有目的片段的重組子，命名為pGEM-CLAP。
重組質粒pGL3-CLAP的構建用XhoI，HindIII雙切重組質粒pGEM-CLAP得到目的片段後，將目的片段與經過相同雙酶切的pGL3-basic質粒相連，從而將人SR-BI基因上遊調控序列定向插入到pGL3-basic的螢光素酶基因上遊，構建成重組質粒pGL3-CLAP。
B)人高密度脂蛋白受體SR-BI上調劑的篩選細胞培養與轉染RPMI-1640 Medium(Hyclone)(含10％標準胎牛血清(Hyclone)，100U/毫升青黴素，100μg/毫升鏈黴素)用於肝癌細胞BEL-7402的培養。轉染用質粒DNA的提取採用WizardRPureFection Plasmid DNAPurification System試劑盒(Promega)。採用LipofectAMINETM2000Reagent(Invitrogen)轉染試劑盒進行細胞轉染。
光素酶表達活性的測定細胞螢光素酶表達活性的測定採用螢光檢測試劑盒LuciferaseAssay System和Dual-Luciferase Assay System(Promega)。用BMGPolarstar Galaxy紫外-可見-螢光臺式培養板用分光光度計檢測螢光素酶活性。
篩選樣品的準備待篩化合物溶於DMSO。微生物發酵液用等體積丙酮或乙酸乙酯提取後乾燥，溶於DMSO。
轉染條件的確定以pGL3-basic為陰性對照質粒，pGL3-cotrol為陽性對照質粒，與構建的質粒pGL3-CLAP同時分別瞬時轉染肝癌BEL-7402細胞，對轉染條件進行優化，確定用96孔培養板初步篩選化合物和微生物次級代謝產物的條件如下每孔接種5×104個細胞，200ng質粒DNA，0.5μl脂質體，轉染時間為6小時，轉染6小時後換為無血清無抗生素培養基。
加入待篩選的樣品後繼續溫育18小時後，測定肝癌BEL-7402細胞中螢光素酶活性，結果見表3。
實驗結果表明不同孔的變異係數(CV)不超過10％，孔間一致性較好，而pGL3-CLAP與pGL3-basic組間差別顯著。
表3 96孔培養板讀數的孔間差異(x±s，n＝10)

DMSO對篩選結果的影響待篩樣品採用DMSO溶解，因此測定了不同濃度DMSO螢光素酶活性的影響，結果表明，在DMSO濃度為0.1％-0.01％時對螢光素酶活性影響較小，篩選時採用此範圍濃度並設置溶媒對照孔。
待測樣品對螢光素酶表達活性改變率的計算用如下方程計算待測樣品對螢光素酶表達活性的改變率改變率(％)＝(A-B)/B×100其中，A為加入待測樣品後測定的螢光素酶表達活性(或相應的螢光單位)，B為加入陰性對照樣品(空白)後測定的螢光素酶表達活性。
對於改變率在+20％以上的待測樣品可初步認定為具有人高密度脂蛋白受體上調劑。
篩選結果應用上述確定的篩選條件測定本發明所述脫氧新羥麴黴酸，結果見表4，其中本發明所述脫氧新羥麴黴酸使得螢光素酶活性改變率大於+60％，顯示為強人高密度脂蛋白受體上調劑。
表4.脫氧新羥麴黴酸(2101C)上調高密度脂蛋白活性結果(螢光報告基因法，螢光強度)

實施例4 脫氧新羥麴黴酸抑制巨噬細胞泡沫化活性的測定A)氧化的低密度脂蛋白(OX-LDL)的製備將低密度脂蛋白(LDL)溶於0.15mol/L，pH7.4的NaCl溶液中，然後放入透析袋中置於含10μmol/L CuSO4的PBS中，37℃透析12小時後，在含0.1％EDTA的PBS中透析24小時，0.2μm微孔濾膜過濾除菌，備用。用硫代巴比妥酸反應物含量來鑑定LDL氧化程度。以四乙氧基丙烷為標準品，按丙二醛(MDA)測定試劑盒說明書操作，測定此批氧化後每毫克LDL的丙二醛含量。
B)將人類單核細胞株U937，置於37℃含0.5％CO2培養箱中，倍增時間為24～48小時，在含10％胎牛血清的RPMI-1640培養液中懸浮生長，培養液中加青黴素和鏈黴素各1.0×105IU/L。U937細胞實驗前用100nmol/L的佛波酯(PMA)刺激72小時，使其由單核細胞分化為巨噬細胞。換無血清培養液並加到96孔培養板上，每孔150μl，細胞密度為1×106個/毫升左右，此時將U937細胞分為對照組、泡沫細胞組和加樣組。對照組只加無血清培養液，泡沫細胞組另加OX-LDL至每孔終濃度為80mg/L，加樣組在泡沫組的基礎上，再加入待測樣品(5μl微生物發酵液)，培養48小時後，進行染色。
C)U937細胞油紅O染色①油紅O染色液的配製方法油紅0.3克溶於30毫升異丙醇，攪拌下60℃保溫過夜，然後再加20毫升蒸餾水攪拌過夜，過濾。使用時必須用新鮮過濾好的濾液。
②U937細胞中性脂質的油紅O染色法按步驟2)提到的方法，將加好樣的96孔培養板從二氧化碳孵箱中取出，10％戊二醛固定液固定(15μl/孔)，10分鐘後棄去溶液，水洗兩次，再加入60％異丙醇(150μl/孔)放置5分鐘，棄去溶液，用油紅O染色液(150μl/孔)染色1小時，棄去溶液用60％異丙醇(150μl/孔)洗孔，然後水(150μl/孔)洗兩次，最後每孔加150μl水放到顯微鏡下觀察。
D)鏡檢結果經油紅O染色後，鏡下觀察不加OX-LDL的對照組細胞內無明顯紅色油滴狀顆粒，而泡沫細胞組的細胞可見到細胞漿內有較多的紅色油滴顆粒，並且由於個別細胞吞噬的油滴過多使得這些細胞體積增大，樣品組中若有對巨噬細胞泡沫化有抑制作用的樣品，其細胞中幾乎無紅色油滴顆粒。由附圖所示，本發明所述脫氧新羥麴黴酸的加入，使得能夠有效抑制對巨噬細胞的泡沫化。
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1.一種如式1所示的脫氧新羥麴黴酸 式1
2.一種產生權利要求1所述脫氧新羥麴黴酸的微生物，其保藏號為CGMCC 1125。
3.一種製備權利要求1所述脫氧新羥麴黴酸的方法，包括1)利用權利要求2所述微生物在適於權利要求1所述脫氧新羥麴黴酸產生的條件下培養所述微生物；2)在適當條件下從微生物培養液中回收所產生的脫氧新羥麴黴酸。
4.權利要求1所示脫氧新羥麴黴酸用於製備具有上調高密度脂蛋白受體表達活性的作用或具有抑制巨噬細胞泡沫化作用的藥物的用途。
全文摘要
本發明涉及一種如下式1所示的新結構化合物，脫氧新羥麴黴酸。本發明還涉及一種產生所述脫氧新羥麴黴酸的微生物，以及利用所述微生物製備脫氧新羥麴黴酸的方法。本發明還涉及脫氧新羥麴黴酸用於具有製備通過上調高密度脂蛋白受體表達活性作用及抑制巨噬細胞泡沫化作用等防治動脈粥樣硬化作用藥物的用途。
文檔編號C07D241/18GK1673220SQ20041002990
公開日2005年9月28日 申請日期2004年3月26日 優先權日2004年3月26日
發明者司書毅, 洪斌, 姜威, 張月琴, 田德峰, 黃明玉, 李曉平, 巫曄翔, 楊媛, 劉曉輝, 王麗非 申請人:中國醫學科學院醫藥生物技術研究所