昆明植物所许刚研究组在天然PPAP类化合物研究中取得新进展

天然多环多异戊烯基取代间苯三酚类化合物（Polycyclic Polyprenylated Acylphloroglucinols，简称PPAP）是一类具有聚酮和异戊烯基化杂合生源途径的天然产物。PPAP的间苯三酚母核通常由一个酰基（苯甲酰基、异丁酰基或2-甲基-丁酰基）和多个异戊烯基取代。酰基的种类、异戊烯基的位置和取代个数、异戊烯基的氧化程度及环合位置、不同类型的次级环化（如aldol、Diels-Alder等）等造就了PPAP类化合物的多样性和复杂程度；这也导致化合物多样且显著的生物活性。近年来PPAP类化合物已经成为了天然产物化学及相关领域的一个新的研究热点。

中国科学院昆明植物研究所植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室许刚研究组自2008年来开始探索天然PPAP的研究，截至目前已完成了12种藤黄科金丝桃属植物中PPAP类化学成分的研究。在Chemical Communications（《化学通讯》）、Organic Letters（《有机化学通讯》）、Journal of Natural Products（《天然产物杂志》）等国际杂志上发表多篇相关研究论文；发表新化合物53个，包括新骨架化合物7种，其中的5个新骨架化合物(hypercohin A, hyperuralone A和hyphenrones A、C、D)均被“Nat. Prod. Rep.”列为了“Hot off the press”。研究过程中发现多个PPAP化合物具有显著的生物活性，申请并获授权专利2项。有力推动了天然PPAP类化学成分的研究进展。

近期，该研究组廖洋、刘霞等在对近无柄金丝桃(Hypericum subsessile)的研究过程中发现了首个金刚烷1,9开环的化合物hypersubone A和具有7元过氧环的金刚烷类化合物hypersubone B (图1)。研究发现hypersubone B对四种人源癌细胞株(HepG2, Eca109, HeLa和A549)显示出较好的细胞毒活性(IC50 0.07−7.52 μM)。该部分工作已发表在有机化学领域杂志Org. Lett.上(2015, 17, 1172; http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.orglett.5b00100)。

同时，该组杨兴伟博士在金丝桃属植物芒种花（H. henryi）的化学成分研究中再获新进展。从对该植物中得到了40多个PPAP类化合物，共涉及12种不同的骨架，几乎包含目前为止所有已发现的天然PPAP的结构类型；并在此基础上对常规桥环、金刚烷型、螺环及一些新颖骨架的PPAP的生源途径进行了归纳与总结(图2)，发现多个化合物在体外细胞毒和乙酰胆碱酯酶抑制方面表现出有趣的活性。此外，研究人员还通过NMR数据分析和仿生合成方法修订了前人发表的新骨架化合物perforatumone的结构(图3)。该工作是天然PPAP类化学成分研究方面一篇较为全面和系统的研究与总结。目前相关成果已发表在天然产物化学领域杂志J. Nat. Prod.上(2015, 78, 885; http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jnatprod.5b00057)。本研究得到了国家基金委、中国科学院以及云南省科技厅等相关项目的资助。

图1. 近无柄金丝桃中发现的新骨架PPAP类合物

图2.芒种花中PPAP的系统生源网络

图3. 芒种花中的代表PPAP及perforatumone结构修正