БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2011, том 37, № 5, с. 317-326
УДК 577.115.3 БИОХИМИЯ
простагландины и оксилипины кораллов
© 2011 г. а. Б. имбс
Учреждение Российской академии наук Институт биологии моря им. А. В. Жирмунского ДВО РАН,
Владивосток 690041 e-mail: andrey_imbs@hotmail.com
Статья принята к печати 24.03.2011 г.
Обобщены литературные данные за период с 1969 по 2010 г. о содержании и химической структуре про-стагландинов, простаноидов, эйкозаноидов и других циклических и ациклических оксилипинов, обнаруженных в кораллах. Приведены структурные формулы 97 соединений этой группы веществ.
Ключевые слова: простагландины, простаноиды, эйкозаноиды, оксилипины, кораллы, химическая структура.
Prostaglandins and oxylipins of corals. A. B. Imbs (A. V. Zhirmunsky Institute of Marine Biology, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok 690041)
Literature data for the period from 1969 to 2010 on the distribution and chemical structures of prostaglandins, prostanoids, eicosanoids and other cyclic and acyclic oxylipins from corals are summarized. The chemical structures of 97 compounds are given. (Biologiya Morya, 2011, vol. 37, no. 5, pp. 317-326).
Key words: prostaglandins, prostanoids, eicosanoids, oxylipins, corals, chemical structure.
Простагландины являются окисленными производными полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), содержащими циклический 5- или 6-членный фрагмент. Простагландины образуются в результате воздействия циклооксигеназы и ассоциированных ферментов на С20 ПНЖК (прежде всего на арахидоновую кислоту) и чрезвычайно важны для многих физиологических процессов наземных позвоночных. Простагландины вместе с производными, близкими по строению углеродного скелета (например, тромбоксаны), обозначаются как простаноиды. Кроме того, все циклические и ациклические окисленные производные С20 ПНЖК называют эйкоза-ноидами (они включают простагландины, тромбоксаны, лейкотриены и липоксины), а производные С18 ПНЖК -октадеканоидами. Для обозначения всех производных ПНЖК (циклических и ациклических), прошедших хотя бы одну стадию ферментативного окисления, предложен общий термин "оксилипины".
Простагландины и оксилипины являются мощными биологически активными соединениями и клеточными гормонами у высших животных и человека, однако их содержание в тканях наземных организмов очень низко. Поэтому для нужд фармакологии актуален поиск новых оксилипинов, а также природных источников этих веществ. В некоторых морских организмах, в частности в кораллах, обнаружено большое разнообразие оксилипинов. Сведения о распространении, химической структуре, биологической активности и методах химического синтеза оксилипинов кораллов можно найти в ряде обзоров (см.: Wahidulla, D'Souza, 1991; Gerwick et al., 1993; Grechkin, 1995; Bhakuni, Rawat, 2005; Rowley et al., 2005). Последний обзор по оксилипинам кораллов, опубликованный на русском языке, содержит материал
20-летней давности (Лис, Желдакова, 1993). В данной статье обобщена информация о содержании и химической структуре (см. рисунок) оксилипинов в кораллах, опубликованная до 2010 г.
ПРОСТАГЛАНДИНЫ
После того как в 1969 г. стала понятна химическая структура простагландинов, большое количество этих веществ было выделено из карибского горгониевого коралла Plexaura homomalla (см.: Weinheimer, Spraggins, 1969). Этот вид горгонарии содержал эфиры простагландинов в количестве 2-3% от сухой массы колоний. Авторы исследовали P. homomalla, собранную у побережья Флориды; основные вещества были идентифицированы как 15,R-PGA2 (1) и метиловый эфир ацетата 15^-PGA2 (2), конфигурация которых при С-15 была противоположна конфигурации простагландинов млекопитающих. В дальнейшем была обнаружена смесь 15^-PGE2 (4), метилового эфира 15,R-PGE2 (5) и метилового эфира 15.R-PGA2 (3) (Light, Samuelsson, 1972). Затем было отмечено, что колонии P. homomalla, собранные у Каймановых и Багамских островов, содержат те же самые простагландины, но с нормальной 15^-конфигурацией (6, 7). Очень редко образцы кораллов содержали оба изомера (Light, Samuelsson, 1972; Schneider et al., 1972).
Повторное исследование экстрактов P. homomalla ^-разновидности показало присутствие дополнительного продукта, структура которого была определена как (155)-15-гидрокси-9-оксо-5-/raw5-PGA2 (8) (Bundy et al., 1972). Кроме 15S-PGA2 (6) в горгонарии P. homomalla с Каймановых островов были обнаружены моноацетат
метилового эфира PGF2a (9), метиловый эфир PGF2a (10) и PGF2a (11) в форме кислоты, а также небольшое количество PGE2 (7) и 5,6-trans-PGA2 (8) (Schneider et al., 1977a). В минорных количествах в образце P. homomalla были найдены ацетат 13,14-cis-PGA2 (12), ацетат метилового эфира 13,14-дигидро-PGA2 (13), а также внутренний аддукт Михаэля 13,14-дигидро-PGA2 (14) (Schneider et al., 1977b).
Метиловый эфир 15-ацетата-15Л-простагландина E2 (15) был выделен из ^-разновидности горгонарии P. homomalla, собранной у побережья Флориды. Его количество составляло 2-10% от содержания основного компонента - метилового эфира 15-ацетета простаглан-дина А2. Структура выделенного простагландина была установлена на основании данных одно- и двумерной 'Н-ЯМР, ВЭЖХ и ВЭЖХ-МС. Образцы P. homomalla ^-разновидности содержали аналогичное количество 15^-изомера (Schneider et al., 2002).
Из горгонарии Euplexaura erecta, собранной в зал. Сагами (Япония), был выделен простагландин PGF2a (16), хроматографическая подвижность которого на ТСХ-пластинке, а также масс-спектр его эфира совпадали с таковыми стандартного образца (Komoda et al., 1979). Было показано, что мягкий коралл Lobophyton depressum из Красного моря содержит четыре производных простагландина F: метиловые эфиры 11-ацетата-15(S)-PGF2a (17) и его 18-ацетокси-производного (18), а также соответствующие свободные карбоновые кислоты (19) и (20) (Carmely et al., 1980).
Два производных, простагландин PGB2 (21) и его метиловый эфир (22), были найдены в мягких кораллах Sarcophyton trocheliophorum и Lithophyton arboreum из Красного моря в количестве 3.6 и 4.0 мкг/г сырой ткани соответственно (Rezanka, Dembitsky, 2001).
Опубликована информация об обнаружении метилового и этилового эфиров простагландинов PGA2, а также продукта их деградации простагландина PGB2 (21) в коралле Lobophytum carnatum из прибрежных вод Вьетнама (Латышев и др., 1986). Эти простагландины были идентифицированы путем сравнения со стандартами времени их удерживания при ВЭЖХ и ГЖХ, а также масс-спектров. Высказано предположение, что появление этиловых эфиров является следствием фиксации кораллов в этаноле.
В холодноводном мягком коралле Gersemia rubiformis (Берингово море, Авачинская губа) было найдено вещество, которое при анализе методом ТСХ совпадало с метиловым эфиром PGA2 по хроматографиче-ской подвижности и специфической цветной реакции, а также обладало сходным УФ-спектром (Имбс и др., 1989). Из 1.5 кг влажных колоний другого холодновод-ного мягкого коралла Gersemia fruticosa (Белое море) было получено 2 мг PGD2, 14 мг PGE2, 13 мг 15-кето-PGF2a и 91 мг PGF2a, а также был выделен ряд изомеров гидрокси-эйкозатетраеновой кислоты (HETE); структура этих соединений была установлена по данным ГЖХ-МС и 13С-ЯМР (Varvas et al., 1993).
Редкий простагландин - метиловый эфир (5Z)-9,15-диоксопроста-5,8(12)-диен-1-овой кислоты (23) был найден в мягком коралле Sarcophyton crassocaule из Индийского океана. Его структура была установлена на основании данных спектрального анализа ОН- и 13С-ЯМР, DEPT, H-H COSY, C-H COSY, HRMS и HMBC) (Anjaneyulu et al., 2000).
ЦИКЛИЧЕСКИЕ ОКСИЛИПИНЫ
В 1982 г. две группы японских исследователей (Kikuchi et al., 1982; Kobayashi et al., 1982) независимо друг от друга сообщили о выделении серии новых простаноидов из мягкого коралла Clavularia viridis (о-в Окинава). Они были названы клавулонами (clavulones) (Kikuchi et al., 1982) и клавириденонами (claviridenones) (Kobayashi et al., 1982); в настоящее время в литературе используется термин "клавулоны". В 1980-х гг. было открыто 9 клавулонов, которые можно разделить на три группы в зависимости от их химического строения. В молекулах всех клавулонов присутствует циклопентено-новый фрагмент, как у простагландина А, у которого в а-и ß-положении находятся фрагменты с 7 (карбоксильная группа) и 8 (ю-цепь) атомами углерода соответственно, а также имеется 12S-ацетокси-группа. Первая группа клавулонов (I, II, III, IV) (24-27) содержала 4 соединения с 4Л-ацетокси-группой, которые различаются геометрией Д5 и Д7 двойных связей (Kikuchi et al., 1982, 1983; Kobayashi et al., 1982; Kitagawa et al., 1985). Вторая группа клавулонов состояла из трех 20-ацетокси-производных (28-30) (Iguchi et al., 1983), а в третью группу входили два 4-дезацетил-производных (31, 32). Для выяснения структуры и абсолютной конфигурации клавулонов использовали результаты ИК, УФ, 'Н- и 13С-ЯМР, спектроскопии кругового дихроизма и частичной химической модификации, в частности озонолиз по Д5 двойной связи.
Уникальные галогенированные аналоги клавулонов: хлоровулоны I-IV (chlorovulones) (33-36) (Iguchi et al., 1985; Nagaoka et al., 1986a), бромовулон (37), иодову-лон (38) (Iguchi et al., 1986) и 10,11-эпоксид хлоровулона I (39) (Iguchi et al., 1987) - также были выделены из мягкого коралла C. viridis. Установлено, что галогенированные и эпокси-простаноиды имели 12Л-конфигурацию, т.е. противоположную стереоконфигурации аномерного центра при 12-м атоме углерода у клавулонов. Несмотря на то, что все эти соединения имеют сходную структуру и выделены из одного источника, механизм биосинтеза разных изомеров остается неясным.
C. viridis - единственный вид среди кораллов рода Clavularia, обитающих у о-ва Окинава, в котором были найдены простаноиды. Исследование филогенетической связи между организмами-хозяевами мягких кораллов этого рода показало, что в молекулярно-генетической дендрограмме C. viridis сильно расходится с другими видами рода Clavularia, в которых не происходит биосинтез простаноидов (Fujiwara et al., 2003). В результате дальнейшего исследования минорных
Химические структуры (1—97) прост
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.