海洋生物活性物质-生物碱类

生物碱一般是指植物中的含氮有机化合物。目前，人们不断从海洋生物、微生物和昆虫的代谢产物中发现含氮化合物，有时也称之为生物碱。因此，广义上讲，生物界中所有含氮的有机物都可称为生物碱。

生物碱是人们研究的最早而且最多的一类天然有机化合物。在我国，赵学敏在《本草纲目拾遗》中记载，17世纪初《白猿经》记述了从乌头中提炼出砂糖样毒物作为箭毒，现代经验分析应为乌头碱。在欧洲，1806年德国科学家Sertürner第一次从鸦片中分离得到吗啡，因其具有碱性，曾称之为植物碱。1810年，西班牙医生Gomes从金鸡纳树皮中分离得到结晶cinchonino，证明其主要是奎宁和辛可宁的混合物。1819年，Weissner把这类来源于植物的碱性化合物统称为类碱（alkali-like）或生物碱（alkaloids）。生物碱一名沿用至今。据统计，1952年以前共发现生物碱有950多种，到1962年数量达到1100多种，1972年上升到了3000多种，目前发现的生物碱超过6000种，并且仍以每年约100种的速度递增。

生物碱类化合物大多具有显著的生理活性。如黄连中的小檗碱（黄连素）具有抗菌消炎作用；罗芙木中的利血平具有降压作用；长春花中的长春新碱具有抗癌活性；罂粟中的吗啡具有镇痛作用；延胡索中的去氢紫堇具有抗血栓的作用；包公藤中的包公藤甲素具有缩小瞳孔、降低眼压的作用，可用以治疗青光眼；海绵中的甾体生物碱plakinamina A、B具有抗菌的作用。生物碱化学的研究，为合成药物提供了重要的线索，例如古柯碱化学的研究导致了一些局部麻醉药如普鲁卡因等的合成。此外，在研究生物碱的结构时，往往会发现新的杂环体系，从而促进了杂环化合物化学的发展。正因为如此，生物碱一直是天然有机化学家的重要研究领域。

生物碱作为海岸带生物的一种次级代谢产物，具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒和抗污染等多种生物活性。它们很有可能成为抗肿瘤、抗病毒和抗菌的药物先导化合物，有良好的应用前景。

一、微生物来源的生物碱

（一）真菌

从渤海金灰青霉菌（P.aurantiogriseum）中发现抗肿瘤生物碱（1），对人肝癌细胞HEPG2的IC50为0.097μmol/L（Song等，2012）。

从红树林果实共生镰刀霉菌（Fusarium incarnatum HKI0504）中分离得到生物碱类化合物（2），对HUVEC、K562细胞的GI50为9.0～41.1μmol/L（Ping等，2012）。

从海南文昌海漆叶共生真菌Wallemia sebi PXP-89中分离得到抗菌生物碱（3），对产气杆菌有抑菌活性，最小抑菌浓度为76.7μmol/L（Peng等，2012）。

从南海红树林共生青霉属真菌中分离得到吡咯喹啉酮类生物碱（4），对高转移人肺癌细胞95-D和人肝癌细胞HepG2的IC50分别为0.57μg/ml和6.5μg/ml，同时可有效地杀死蚜虫Aphis gossypii（Shao等，2010）。

从一株海藻共生冠突散囊菌E.cristatum EN-220中获得了吲哚生物碱化合物（5），对大肠杆菌有抑制活性，最小抑菌浓度为64μg/ml（Du等，2012）。

从波罗的海浒苔属绿藻分离得到真菌Coniothyrium cereale，从其代谢产物中分离得到聚酮生物碱（-）-cereolactam（6），（-）-trypethelone（7），（-）-cereoaldomine（8）。研究表明，化合物（6）和（8）能选择性地抑制人白细胞弹性蛋白酶活性，化合物（7）对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和M.phlei等有抑制作用（Mathey，1980）。

从美国夏威夷岛真菌Malbranchea graminicola中分离得到了氯化的异戊二烯基吲哚生物碱（-）-spiromalbramide（9）（Figueroa，2011）。

从南海沉积物获得的真菌P.paneum中分离得到苯三唑羧酸penipanoid A（10），2种新的喹唑啉酮生物碱penipanoid B（11）和C（12）以及一种喹唑啉酮衍生物。其中，喹唑啉酮衍生物对A549和BEL-7402肿瘤细胞具有细胞毒活性，Penipanoid A（10）对SMMC-7721肿瘤细胞具有细胞毒活性（Ma，2011）。

从分离自中国广西红树林的共生真菌Hypocrea virens的代谢物中提取得到一种新的生物碱化合物（13）（Liu T，2011）。

从中国海南文昌红树林根迹耐盐真菌P.Chrysogenum的代谢物中提取得到两种吡喃酮生物碱chrysogedone A（14）和B（15）（Peng，2011）。

从俄罗斯采集的褐藻中分离得到了肉色曲霉菌Aspergillus carneus，并从该菌的代谢产物中提取得到了吲哚生物碱化合物（16～18）和喹唑啉酮衍生物（19）和（20）（Irwin，2005；Hopmann，2001；Bringmann，2003；Zhurarleva，2012）。

从日本鹿儿岛珊瑚共生的烟曲霉菌Aspergillus fumigatus代谢物中分离得到两个类麦角碱生物碱（21）和（22），从千岛群岛的烟曲霉菌A.fumigatus代谢物中提取到螺环二酮哌嗪生物碱（23）和一种新的生物碱类化合物（24）（Zhang，2012；Afiyatullov，2012）。

从波罗的海绿藻内生真菌Coniothyrium cereale的次级代谢产物中提取得到异吲哚类生物碱conioimide（25），活性测试结果显示，该化合物能选择性抑制人白细胞弹性蛋白酶活性（Elsebai，2011，2012）。

从褐藻内生真菌Eurotium cristatum的代谢物中分离得到4种吲哚生物碱cristatumin A～D（26～29），活性测试结果表明，cristatumin A对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有显著抑制作用（Fujimoto，1999；Nagasawa，1976；Du，2012）。

从韩国釜山海水沉积物中分离得到了曲霉属真菌，从其代谢产物中分离得到4种哌嗪类生物碱（30～33）。化合物33的平面结构曾在专利中报道过（Lee，2011）。

从中国福建莆田的海盐田海水沉积物中分离得到曲霉菌A.Terreus，在其代谢产物中分离得到生物碱terremides A（34），对铜绿假单胞菌P.aeruginosa和产气大肠杆菌E.aerogenes具有抑制作用（Wang，2011）。

从中国营口潮间带海泥中分离得到了一株曲霉属真菌A.fumigatus，在其代谢产物中提取得到多种二酮哌嗪类化合物：prenylcyclotryprostatin B（35），20-hydroxycyclotryprostatin B（36），9-hydroxyfumitremorgin C（37），6-hydroxytryprostatinB（38）和spirogliotoxin（39）。其中化合物35和37对人白血病单核淋巴癌细胞具有中等程度的抑制作用（Wang，2012；He，2012；Li，2012）。

（二）放线菌

从美国加州一株链霉菌Streptomyces sp.CNQ-418的次级代谢产物中分离得到吡咯生物碱marinopyrroles A（40），对人结肠癌细胞HCT-116有抑制作用，且有很强的抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的作用（MIC＜1μg/ml）（Hughes等，2012）。

从山东胶州湾的一株弗氏链霉菌S.fradiae 007代谢物中发现吲哚咔唑生物碱（41），具有由吲哚的噻唑连接而成的新骨架结构，对多株人肿瘤细胞株HL-60，K562，A549和BEL-7402都有抑制活性，同时对蛋白激酶C的IC50为0.001～4.6μmol/L（Fu等，2012）。

从一株三亚红树林土壤链霉菌Streptomyces sp.FMA的代谢产物中分离得到一个吲哚咔唑生物碱（42），由两个吲哚氮与糖的1，3-位通过氮苷键相连，对HL-60，A549和Hela细胞具有细胞毒活性，IC50分别为1.4，5.0，34.5μmol/L，并能将Hela细胞阻滞在G2/M期。

从一株分离自威海的蓝灰异壁放线菌Actinoalloteichus cyanogriseus WH1-2216-6的代谢产物中分离得到3个吡啶生物碱caerulomycins I（43），cyanogrisides B（44）和cyanogrisides C（45）。活性测试表明，它们对肿瘤细胞K562，HL-60，A549，KB和MCF-7具有抑制活性（Fu等，2011），其中化合物（43）和（45）作用最强，对人白血病细胞K562的IC50分别为0.4μmol/L和0.7μmol/L。化合物（44）在与阿霉素和长春新碱联合用药时，可逆转多药耐药细胞株MCF-7/Adr，K 562/A 02和KB/VCR的耐药性；浓度在10μmol/L时，逆转倍数分别为1.2，1.7和3.6（Fu等，2011）。进一步衍生化研究发现，由苯基取代吡啶，或者肟羟基、吡啶环上的羟基被甲醚化时，细胞活性都有所降低，但环糖苷化和3-取代对活性无明显影响。

从一株红树林根系内生链霉菌Streptomyces sp.GT2002/1503的次级代谢产物中分离得到两个由五环组成的吲哚生物碱化合物（46）和（47），其中化合物（46）对人癌细胞HT-29，GXF 251L和LXFA 629L等具有抑制作用（Ding等，2010）。

从分离自中国威海的一株异壁放线菌Actinoalloteichus cyanogriseus的代谢产物中分离得到了5个吡啶生物碱caerulomycin F～J（48～52）和一个苯基吡啶生物碱caerulomycin K（53）。它们对4种人肿瘤细胞都具有一定的细胞毒活性（Funk，1959；Mcinnes，1977；Divekar，1967；Fu，2011）。

从中国威海沉积物的一株放线菌A.Cyanogriseus代谢物中分离得到4种糖苷联吡啶生物碱Cyanogrisides A～D（54～57）。活性测试结果显示，化合物（54～56）对三株人肿瘤细胞有中等细胞毒活性，化合物（55）表现多耐药性（Fu，2011）。

从日本冲绳岛的一株链霉菌的代谢产物中分离得到两个吡啶生物碱JBIR-56（58）和JBIR-57（59）（Motohashi K，2011）。从中国三亚海绵Craniella australiensis共生链霉菌Streptomyces sp.的代谢产物中分离得到一个吲哚生物碱streptomycindole（60）（Huang X L，2011）。从中国渤海采集的沉积物中分离得到一株链霉菌Streptomyces sp.，在其代谢产物中分离得到二酮哌嗪化合物（61）。化合物60和61对HL-60细胞具有中等细胞毒活性（de Boer D，2003）。

从山东胶州湾沉积物中分离得到一株弗氏链霉菌Streptomyces fradiae，在其代谢产物中获得吲哚并咔唑生物碱Fradcarbazoles A～C（62～64），对多株人细胞株具有显著的细胞毒活性，另外也是PKC-a激酶的抑制剂（Fu P，2012）。

从海洋来源的链霉菌的代谢产物中分离得到吩嗪衍生物（65）和（66），它们对LPS诱导NO的生成具有抑制作用（Kondratyuk，2012）。(www.xing528.com)

从孟加拉海湾采集的沉积物中分离得到一株链霉菌，从其代谢产物中获得4种吲哚生物碱Spiroindimicins A～D（67～70）。化合物68和70对多株癌细胞具有中等强度的细胞毒活性。从波罗的海海湾沉积物中分离得到一株链霉菌，从其代谢产物中获得了一个吩嗪类生物碱geranylphenazinediol（71），它是一种乙酰胆碱酯酶的抑制剂（Zhang，2012）。

从中国南海沉积物分离得到一株链霉菌，在其代谢产物中提取得到了4种吲哚生物碱dixiamycinA（72）和B（73），oxiamycin（74）和chloroxiamycin（75）（Ding，2010）。

（三）微藻

在太平洋关岛采集的一株蓝藻（Symploca）发酵液中分离出一个新的生物碱guamamide（76），对KB癌细胞的IC50为1.2μmol/ml（Wiuiams，2004）。

二、动物来源的生物碱

Cutignano等从意大利Ustica岛海岸捕获的海绵（Halicortex sp.）中提取得到一个溴化吲哚生物碱dragmacidin F（77），活性研究表明，该化合物对HIV-1和HSV-1病毒具有抑制作用，ED50分别为0.91μmol/ml和95.8μmol/ml（Adele，2000）。

Aoki等从海绵中分离得到了一种五环胍类生物碱crambescidin，其对慢性骨髓瘤细胞K562的S期具有显著影响，在0.15～1.00μmol/ml时，K562细胞中的血红蛋白含量升高，在24h时，p21蛋白开始表达，48h后表达量持续增加，对p27蛋白的表达水平无明显影响。从Kuchinoerabu-jima岛附近采集的海绵（Neopetrosia sp.）中，提取得到了一种四氢异喹啉生物碱renieramycin J，在0.086μmol/ml浓度下，对3Y1细胞作用6h后，细胞核开始萎缩或消失，并有效抑制伪足生长，12h后细胞界限模糊，细胞开始死亡。从日本Nagashima岛采集的海绵（Dictyodendrilla verongi formis sp.）中提取得到了一种生物碱dictyodendrin A（78），在50μg/ml浓度下，能够完全抑制端粒酶活性，这是从海洋生物中获得的第一个具有抑制端粒酶活性的天然化合物，具有良好的抗肿瘤药物开发前景（Warabi，2003）。

从印度尼西亚的一种海绵（Biemna fortis）中提取得到了一种新的吡哆吖啶类生物碱labuanine A，在0.03～3.00μmol/ml浓度下，能够有效诱导神经2A细胞多极化。Endo T等从海绵Agelas sp.中提取了8种溴代吡咯生物碱nagelamides A～H，其中nagelamides A（79）能够抑制蛋白磷酸酶A2活性，预示了其潜在的抗肿瘤活性，同时该类生物碱能够有效抑制革兰阳性球菌、杆菌和革兰阴性埃希菌属的生长（Endo，2004）。

从海绵Agelas nakamurai中分离得到了一种具有荧光特性的生物碱ageladine A（80），能够抑制MMP-2酶活性，抑制血管生成，具有潜在的抗肿瘤活性（Fujita，2003）。

从Jaeju岛海绵（Sarcotragus sp.）中提取到了酯化萜类生物碱sarcotragins A（81），对白血病K562细胞系具有细胞毒活性，LD50为207μmol/ml（Jonghcon等，2001）。

Romila等（2002）从海绵（Thorectandra sp.）中提取到了一种六环β-咔啉生物碱thorectandramine（82），对美国国立癌症研究中心提供的60株肿瘤细胞具有明显的细胞毒活性。

从Okinawan岛采集的海绵（Suberea sp.）中提取到了新的溴代酪氨酸生物碱maedamines A（83），对多株肿瘤细胞具有显著的细胞毒活性（Keiko，2000）。

从海绵（Stylissaaff.massa）中分离得到了一种高度氧化的生物碱massadine（84），对白色假丝酵母GG TaseⅠ的IC50为3.9μmol/ml（Nishimura，2003）。

从海绵（Arenosclera brasiliensis）中分离得到了两个四环烷基哌啶生物碱arenosclerins A（85）和haliclonacyclamine E（86），在1.5～7.0mg/ml的浓度范围下，对L929，U138和B16等肿瘤细胞具有显著的细胞毒活性。同时化合物85和86具有显著的抗细菌活性，对Candida albicans，Staphy lococcus aureus，Escherichia coli和12种医院环境中的耐药菌株有效（Torres等，2002）。

Tabudravu等（2002）从Fijian海绵（Druinella sp.）中提取得到了一种溴代酪氨酸生物碱purealidin S（87），对肿瘤细胞具有中等强度的细胞毒作用。

Manzo从巴布亚新几内亚海绵（Pseudoceratina sp.）中提取得到了两个杂环生物碱ceratamines A和B，具有抗有丝分裂活性。Ridley等从海绵（Corticium niger）中得到了类固醇生物碱plakinamine A～K，具有细胞毒作用。从南海珊瑚虫A.Versicolor中分离得到了3种生物碱cottoquinazoline B～D（88～90）。其中，cottoquinazoline C（89）对白色念珠菌具有显著的抑制作用（Zhuang，2011）。

从斯匹次卑尔根岛捕获的海绵Haliclona viscosa中提取得到了一种新的吡啶生物碱haliclocyclin C（91）（Schmidt，2011）。

在日本冲绳岛附近捕获的海绵Amphimedon sp.中分离得到了两种新的吡啶生物碱pyrinodemins E（92）和F（93），其中pyrinodemin E是外消旋化合物（Kura，2011）。

从日本采集的海绵Biemna sp.中提取了两个新的生物碱N-methylisocystodamine（94）和N-methoxymethylisocystodamine（95），它们是有效的人白血病细胞红细胞分化诱导物（Ueoka，2011）。

在日本冲绳岛捕获的皮海绵Suberites sp.中提取得到了3种新的芳香环吲哚生物碱nakijinamines C～E（96～98）（Takahashi，2011；Regalado，2011）。

从瓦努阿图的奥雷岛捕获的海绵Clathria（Thalysias）araiosa中分离得到了两种环胍生物碱araisoamine A（99）和B（100）（Wei，2011）。

从日本黑色软海绵Halichondria okadai中分离得到了3种罕见的萜类生物碱Halichonines A～C（101～103）（Ohno，2011；Mao，2011）。

从马赛附近海域的变形角珊瑚Paramuricea clavata中分离得到了一些简单的生物碱和嘌呤生物碱104和105，具有中等的抗细菌黏附作用，其中化学物105曾作为合成产物被报道（Pénez，2011）。

从中国南海的疏枝刺柳珊瑚Echinogorgia pseudossapo中分离得到了两种新的zoanthoxanthin型生物碱106和107（Gao，2011）。

从法国科西嘉岛采集的海绵Axinella polypoides中提取得到了一个新的甜菜碱生物碱108。从挪威斯瓦尔纳特群岛捕获的蜂海绵Haliclona viscosa中分离得到了4种新的吡啶生物碱viscosalines B1（109），B2（110），E1（111）和E2（112）（Menna，2012；Schmidt，2012）。

从中国海南岛采集的Mycale brexilis中分离得到一种新的吲哚生物碱113；从泰国海绵Smenospongia sponge中提取得到9种新的溴化吲哚生物碱（114～122）（Wang， 2012；Prawat，2012）。

从印度尼西亚的苏拉威西岛附近采集的Hyrtios reticulatus中分离得到5种吲哚生物碱Hyrtioreticulins A～E（123～127），其中化合物Hyrtioreticulins A和B能够抑制泛素激酶的生成，并且是抗癌蛋白酶调节剂（Yamanokuehi，2012）。

从日本冲绳县的皮棉属海绵中分离得到6种生物碱Nakijinamines A（128），B（129），F～I（130～132）以及6-bromoconicamin（133）（Takahashi，2012）。其中Nakijinamines A，B，F和I是外消旋体化合物。

从南海西沙群岛采集的疏海绵属Aaptos suberitoides中分离得到4种吡啶生物碱suberitines A～D（134～137）（Liu，1997），它们都是P388细胞的抑制剂。

从巴哈马群岛收集的海绵Agelas citrina中分离得到3种生物碱Agelasidine E，F和Agelasine（138～140）（Stout，2012；Kubota，2012），经活性测试表明，化合物Agelasidines F有微弱的抗真菌作用；从日本冲绳岛的Agelas sp.中分离得到7种有广谱活性的二萜类生物碱化合物agelasines O～U（141～145）。

从澳大利亚新南威尔士州苔藓虫Amathia tortuosa中分离得到一种新型三溴吲哚生物碱化合物kororamide A（146）（Carroll，2012），活性测试结果表明，此化合物对氯喹敏感型和氯喹耐药型恶性疟原虫有杀伤作用，并能抑制P.falciparum生长。

从澳大利亚海鞘中提取得到了6种生物碱lamellarin A1～A6（147～152）。对海鞘Didemnum sp.的进一步化学研究发现3个新的生物碱ningalins E～G（153～155）（Plisson，2012）。ningalins C，D和G是CK1d，CDK5和GSK3b激酶的强有效抑制剂。