第四章 海洋药物基因工程PPT.ppt

第四章 海洋药物基因工程 海洋药物的历史可以追溯到两千多年前，《黄帝内经》中记载有以乌贼骨为丸，饮以鲍鱼汁治疗血枯。《神农本草经》、《本草纲目》等收集的海洋药物达百余种，近30年来，海洋天然产物化学的研究取得了令人注目的成果，从种类丰富的海洋生物中分离出许多结构新颖、功能独特，具有抗肿瘤、抗病毒、 抗菌、降压和抗凝血等生物活性的物质， 使得海洋这一人类保健品的天然宝库更 加引起世人的瞩目。 与陆地生物相比，海洋生物往往具有许多独特的优点， 不仅许多新颖的化学结构是陆地生物所不具有的，而且一种海洋生物常含有多种活性物质。 如海绵中含有多种萜类、生物碱、脂类物质，具有细胞毒性和抗肿瘤活性。 同一种蓝藻中也常含有多种有效成分，有的蓝藻中仅细胞毒性物质就达几十种， 通常这些活性物质作用浓度甚微而且其他毒副作用较低。 目前应用的海洋药物多为直接提取的天然成分或将其进行化学修饰后所得的化合物，许多天然成分在海洋生物中以微量形式存在，产，量很低而且价格昂贵，如每克河豚毒素价值170000 美元。近20 a来，基因工程作为定向改造生物遗传物质的有效手段，已经在植物遗传育种和生物技术制药领域取得了很大的成功。尤其是医药生物技术，作为现代生物技术中起步最早、发展最快的一个分支，正在成为医药工业的一个新门类，而且已经形成颇具规模的产业。美国生物技术药品销售额，1993年为36.07×108美元，199年为42.38×108美元，1995年为48.55×108美元，年增长率分别为18.9 %，17.5 %和14.8 %。预计到2000年世界生物技术医药产品的总销售额将突破600×108美元，年增长率达24.0 %。对于许多具有独特药用价值但天然含量甚微的海洋生物活性物质，生物技术，尤其是基因工程具有重要的意义。 1 海洋生物活性物质的种类及分布 目前已发现的海洋生物活性物质广泛分布于海洋微生物(包括海洋细菌、海洋真菌和海洋放线菌)、海洋植物和海洋动物中，化学结构丰富多样，许多分子结构新颖独特，是陆地生物所不具有的。这些海洋生物活性物质大多具有很强的生理活性，包括抗肿瘤、抗病毒、抗菌、降压、抗凝血等，具有广阔的药用前景。 1.2 大环内酯类 从甲藻Amphidinum sp.中分离出一系列大环内酯化合物Amphidinolides，其中3种组分具有一定的细胞毒性。前沟藻Amphidinium sp.中含有前沟藻内酯(Amphidinolide A)，具有体外抗肿瘤活性。Custafson等从海洋细菌中分离到大环内酯类化合物Maclolactin，具有抗病毒、抗肿瘤和抗菌作用。来自海绵Theonella sp.的Theomezolid A及Hyritos altum的Altolyrtin A，B，C， 5-desacetyl-altolyrtin A具有抗肿瘤活性。Warshel等(1987)认为，分离自海鞘Lisso-clinum bistratum的Bistratemes可以抑制HL60前髓系白血病细胞系的生长，IC50为424 nmol/L。由苔藓动物总合草苔虫Bugula neratina分离的bryostatins也是一类具有较高抗癌活性的大环内酯类化合物，到目前为止，已分离到15个活性单体，其中两种经美国国立癌症研究所(NCI)的鉴定，已投入临床试验，是极有希望的新型抗癌药物。 1.3 萜类 从褐藻Dilophus ligulatus中分离到一种Xeni-cane型二萜Dilopholide，经检测对多种肿瘤细胞株有细胞毒作用。从加勒比褐藻棕叶藻(Stypopodium zonale)中分离出一种磷-醌二萜棕叶藻酮(Sty- poldione)，可能具有抗肿瘤活性。从甲藻Amphidini-um sp.中分离出一种丙二烯去甲萜类化合物，Apo-9′-fucoxanthinone，具有细胞毒性。多种珊瑚、海绵中含有种类繁多的萜类活性物质，具有细胞毒性和抗肿瘤活性，包括半萜、倍半萜、二倍半萜等。从珊瑚Bri-areum asbestinum中得到具有细胞毒性的新环烯醚萜BriantheinⅤ。从南海西沙群岛水域采集的软珊瑚Clavularia virclisGuoy and Gaimard中分离到5种具不饱和内酯环的二萜化合物，可直接杀死艾氏腹水癌细胞，对S180腹水癌细胞也有显著抑制作用。由加勒比海柳珊瑚Pseudo plexaura porosa中提取的14-de-oxycrassin及Pseudoplexaurol具有强的抗肿瘤作用。从海绵Hippospongia sp.中分离出含21个碳原子的呋喃萜Unten