紅曲色素組份及其衍生物在抗癌中的應用的製作方法

2023-10-10 21:12:29

專利名稱：紅曲色素組份及其衍生物在抗癌中的應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及藥物生物技術和藥物開發領域，更具體涉及紅曲色素組份及其衍生物 作為抗癌藥物的用途。
背景技術：
紅曲生產及應用，在我國已有1000多年歷史。紅曲產品是傳統發酵產品，常用於 食品著色、釀酒以及藥用。紅曲色素是紅麴黴菌生長過程中產生的次級代謝產物，廣泛作為 天然食品色素，同時具有一定的防腐、消炎和抗氧化的生物活性作用。目前國內外對紅曲色 素產品的需求增長很快。紅曲色素屬Azaphilone化合物，由真菌聚酮合成酶(PolyketideSynthases, PKS) 代謝途徑合成，主要有六種分別為紅曲素兩種(紅斑胺、紅曲紅胺)、黃色素兩種(紅曲素、紅 曲黃素)和橙色素兩種(紅斑素、紅曲紅素)。另有一些新的紅麴黴菌Azaphilone代謝產物被 發現，如xanthomonasinA和B具有抑制Norl活性(一個NO供體)的作用；MonascopyridineA 和B能抑制永生化人腎上皮細胞生長，EC50介於11-31 pmol/L ；還有一些結構的作用還未 被進一步揭示，如MonasfluoreA禾口 B。現代藥理學研究表明Azaphilone類化合物對鞘氨醇激酶、脂肪酸合成酶、端粒 酶、gpl20-⑶4、Grb2-SH2和p53-MDM2等三大疾病(癌症、愛滋病和心血管疾病)相關的關 鍵酶蛋白具有重要的生物活性作用。不同紅曲色素組分的生物活性，如黃色素的治療代謝 綜合症和抑癌作用已引起國內外學者的廣泛重視。

發明內容
本發明的目的在於提供紅曲色素組份及其衍生物在製備抗癌藥物中的新用途。所述紅曲色素組份為紅麴黴菌的發酵產物；所述紅曲色素衍生物由紅曲色素組份 生物轉化或化學修飾合成。該系列化合物包括紅斑胺(Rubropunctamine)、紅曲紅胺(Monascorubramine)、 紅曲素(Monascin)、紅曲黃素(Ankaf lavin)、紅斑素(Rubropunctatin)、紅曲紅素 (Monascorubrine)、莫娜斯佛瑞爾 A (MonasfluoreA)和莫娜斯佛瑞爾 B (MonasfuloreB) 及其衍生物。本發明的顯著優點是本發明揭示了紅曲色素組份及其衍生物作為製備防治癌症 的藥物和保健品的用途，拓展了紅曲色素組份及其衍生物的利用領域。紅曲色素組份及其 衍生物對多種癌細胞具有高效的誘導凋亡活性，對胃癌的IC50最低濃度達7. 98umol/L, 且其對人體正常細胞毒副作用很小。


圖1為色素組份對人神經瘤細胞SH-SY5Y生長的抑制作用，其中0 紅曲紅素，Y 紅曲素，R:紅斑胺，下同；
圖2為色素組份對人結腸癌細胞HT-29生長的抑制作用； 圖3為色素組份對人肝癌細胞HepG2生長的抑制作用； 圖4為色素組份對人胃癌細胞MKN45生長的抑制作用； 圖5為色素組份對人胃癌細胞AGS生長的抑制作用； 圖6為色素組份對人胃癌細胞BGC-823生長的抑制作用。
具體實施例方式本發明的紅曲色素組份及其衍生物存在於紅麴黴的發酵產物中，或是發酵產物的 提取純化產物及其反應產物。提取方式可以採用水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙脂、乙酸丁脂 等一種或多種混合溶液進行萃取，純化方式可以採用矽膠柱、C18柱、大孔吸附樹脂、高速逆 流萃取色譜等一種或多種方法聯合純化。本發明的紅曲色素組份的分子結構如下
紅曲素、紅曲黃素、紅斑素、紅曲紅素、紅斑胺和紅曲紅胺見文獻 (Blanc, Loretetal. 1994)
莫娜斯佛瑞爾A和B見文獻(Huang, Xuetal. 2008).
本發明的紅曲色素衍生物由紅曲色素組份生物轉化或化學修飾合成，主要修飾位置為 2-3位、4位或6位。 紅曲色素衍生物2-3位的修飾為內脂轉為開環結構，具體反應如下
M是醫學上可以接受的銨離子或金屬離子，該鹽可以是銨離子、鉀離子、鈉離子、鎂離 子、鋅離子或鐵離子中的一種，優選鉀離子、鈉離子、鈣離子或銨離子中的一種。
紅曲色素組份4位的修飾為羰基還原為羥基，具體反應如下
紅曲色素組份6位的修飾為氧雜環轉變為氮雜環化合物，氮來源於胺基酸的氨基，所 述的胺基酸包括鹼性胺基酸、中性胺基酸或酸性胺基酸中的一種，具體反應如下
紅曲色素組份及其衍生物存在形式是晶體，晶型為晶體或列定型；或者是離子狀態，或 者以鹽存在於液相、固相以及固液混合物中。通過下面給出的本發明的幾個具體實施例，進一步描述本發明，但是它們不是對 本發明的限定
實施例1
紅曲色素粗提物的製備
大米蒸至熟透，冷卻後接種紅麴黴置於30°c條件下固態發酵8天，發酵產品色價γ s ,
5100U/g (Ε TT 505nm)，含紅色素(紅斑胺和紅曲紅胺)10. lg/Kg，橙色素(紅斑素和紅曲紅 素)48. 3g/Kg，黃色素(紅曲素和紅曲黃素)41. 9g/Kg。發酵產品採用70% (重量比，下同)乙醇溶液萃取(60°C水浴，固液比1 :10)後，真 空濃縮至原體積1/2即析出紅曲色素組份粗提物，得率10. 1%，色素組份佔粗提物總重的 78. 9%ο37°C、5%C02條件下常規培養人肝癌細胞ifep-G2、人神經瘤細胞SH-5Y、結腸癌細胞HT-29、人胃癌細胞BGC-823、AGS和MKN45。癌細胞接種於96孔板中，細胞濃度為2500 個/孔，紅曲色素組份粗提物用0. 4% (體積比，下同)DMSO助溶，採用MTT法測試紅曲色素 組份粗提物的抗癌細胞活性(24h)。紅曲色素粗提物對人肝癌細胞Hep-G2、人神經瘤細胞 SH-5Y、結腸癌細胞HT-29、人胃癌細胞BGC-823、AGS和MKN45的半抑制濃度(IC50)分別為 153. 43,92. 57,161. 28,87. 53,192. 73 和 138. 43ymol/L ； 實施例2
紅曲色素純化組份的製備
紅曲色素純化組份的製備將實施例1所製備的色素粗提物採用HPLC (C18柱)分離 純化，洗脫條件80%甲醇溶液，分別收集紅曲素、紅曲紅素和紅斑胺組份洗脫樣品，真空濃 縮至原體積1/2即析出晶體，紅曲素、紅曲紅素和紅斑胺組份晶體採用HPLC-MS測定，其分 子量分別為358、382和353，純度分別為99. 3%, 98. 6%和98. 9%。37°C、5%C02條件下常規培養人肝癌細胞ifep-G2、人神經瘤細胞SH-5Y、結腸癌細 胞HT-29、人胃癌細胞BGC-823、AGS和MKN45。癌細胞接種於96孔板中，細胞濃度為2500個 /孔，將紅曲素、紅曲紅素和紅斑胺組份用0. 4%DMS0助溶，採用MTT法測試各組份的抗癌細 胞活性(24h)。如圖1-6所示，紅曲紅素對人肝癌細胞H印-G2、人神經瘤細胞SH-5Y、結腸癌 細胞HT-29、人胃癌細胞BGC-823、AGS和MKN45的半抑制濃度(IC50)分別為44. 19,30. 95、 36. 69,12. 57,7. 98和19. 27ymol/L ；紅曲素對結腸癌細胞HT-29、人胃癌細胞BGC-823和 AGS的半抑制濃度(IC50)分別157. 34、102. 49和88. 65 μ mol/L，對其他癌細胞的抑制作用 均大於200 μ mol/L ；紅斑胺對結腸癌細胞HT-29和人胃癌細胞AGS的半抑制濃度(IC50)分 別178. 46和157. 24 μ mol/L,對其他癌細胞的抑制作用均大於200 μ mol/L。實施例3
紅曲紅素衍生物N-戊二醯基紅曲紅胺的製備取實施例2製備的紅曲紅素Ig溶解於 100mL70%的乙醇溶液中，60°C條件下加入IOmL穀氨酸單鈉(lmol/L)，反應1小時後採用矽 膠柱純化，無水甲醇洗脫，收集N-戊二醯基紅曲紅胺組分洗脫樣品，真空濃縮至原體積1/2 即析出晶體，N-戊二醯基紅曲紅胺晶體採用HPLC-MS測定，其分子量511，純度為99. 1%。紅斑胺衍生物4-羥基紅斑胺的製備取實施例2製備的紅斑胺Ig溶解於 100mL70%的乙醇溶液中，30°C條件下加入5mL硼氫化鈉(lmol/L)，反應1小時後採用矽膠 柱純化，無水甲醇洗脫，收集4-羥基紅斑胺組分洗脫樣品，真空濃縮至原體積1/2即析出晶 體，4-羥基紅斑胺晶體採用HPLC-MS測定，其分子量355，純度為98. 9%。37°C、5%C02條件下常規培養人肝癌細胞ifep-G2、人神經瘤細胞SH-5Y、結腸癌細 胞HT-29、人胃癌細胞BGC-823、AGS和MKN45。癌細胞接種於96孔板中，細胞濃度為2500 個/孔，待測藥物用0. 4%DMS0助溶，採用MTT法測試N-戊二醯基紅曲紅胺、4-羥基紅斑胺 的抗癌細胞活性(24h)。結果表明N-戊二醯基紅曲紅胺對人肝癌細胞H印-G2、人神經瘤 細胞SH-5Y、結腸癌細胞HT-29、人胃癌細胞BGC-823、AGS和MKN45的半抑制濃度(IC50) 分別為 103. 59、161. 28,202. 46,89. 48,90. 5、164. 16 μ mol/L ；4-羥基紅斑胺對人肝癌細胞 !fep-G2、人神經瘤細胞SH-5Y、結腸癌細胞HT-29、人胃癌細胞BGC-823、AGS和MKN45的半抑 制濃度(IC50)分別為 224. 54,214. 43、187. 57、183. 86、175. 38、157. 80 μ mol/L。
權利要求
一種紅曲色素組份及其衍生物作為製備抗癌藥物的應用，其特徵在於所述紅曲色素組份及其衍生物用於製備抗癌藥物；所述紅曲色素組份為紅麴黴菌的發酵產物或發酵產物的提取純化產物；所述紅曲色素組份的衍生物由紅曲色素組份經生物轉化或化學修飾合成。
2.根據權利要求1所述的應用，其特徵在於所述紅曲色素組份的化合物具有以下分 子結構 上述為紅曲色素組份化合物的分子結構。
3.根據權利要求1所述的應用，其特徵在於所述紅曲色素組份的衍生物由紅曲色素 組份經生物轉化或化學修飾合成，主要的生物轉化或化學修飾的位置為2-3位、4位或6位。
4.根據權利要求3所述的應用，其特徵在於所述紅曲色素組份2-3位的修飾由內脂 結構轉為開環結構，反應式如下 M是銨離子、鉀離子、鈉離子、鎂離子、鋅離子或鐵離子中的一種。
5.根據權利要求3所述的應用，其特徵在於所述紅曲色素組份4位的修飾為羰基轉 化為羥基，反應式如下 羰基轉化為羥基反應式。
6.根據權利要求3所述的應用，其特徵在於所述紅曲色素組份6位的修飾為氧雜環 轉變為氮雜環化合物，氮來源於胺基酸的氨基，反應式如下 所述的胺基酸為鹼性胺基酸、中性胺基酸或酸性胺基酸中的一種。
全文摘要
本發明提供一種紅曲色素組份及其衍生物作為製備抗癌藥物的應用；屬於紅曲化合物應用技術領域，解決現有技術中對於紅曲色素組份及其衍生物應用範圍較窄的問題。本發明的系列化合物包括紅斑胺(Rubropunctamine)、紅曲紅胺(Monascorubramine)、紅曲素(Monascin)、紅曲黃素(Ankaflavin)、紅斑素(Rubropunctatin)、紅曲紅素(Monascorubrine)、莫娜斯佛瑞爾A(MonasfluoreA)和莫娜斯佛瑞爾B及其衍生物。該類化合物可作為防治癌症的藥物和保健品添加劑，且其對人體正常細胞毒副作用很小。
文檔編號A61K31/4355GK101862324SQ20101014550
公開日2010年10月20日 申請日期2010年4月13日 優先權日2010年4月13日
發明者石賢愛, 鄭允權, 郭養浩 申請人:福州大學