海洋天然药物
深入研究海洋生物的天然药物潜力
深入研究海洋生物的天然药物潜力海洋是地球上覆盖面积最广的生态系统之一，拥有丰富多样的生物资源。
近年来，人们对海洋生物的研究日益深入，发现其中蕴藏着大量的天然药物潜力。
本文将深入探讨这些海洋生物所包含的天然药物以及其在医药领域的应用前景。
一、海洋生物中的天然药物1. 海洋藻类海洋藻类是海洋生物界中最为丰富的类群之一，它们具有独特的生理活性成分，包括多糖、多肽和次生代谢产物等。
其中，褐藻类、红藻类和绿藻类等常见的海藻在天然药物研究中有着广泛应用。
比如，海带中含有丰富的褐藻酸和海藻酸，具有降血脂、抗肿瘤和免疫调节等功效。
此外，红藻类中的天然黄酮类化合物也具有良好的抗氧化和抗肿瘤活性，如藻胆蛋白。
2. 海洋细菌海洋细菌是一类独特的、广泛存在于海洋环境中的微生物。
通过对海洋细菌的研究，人们发现其产生了许多具有抗菌、抗肿瘤和抗病毒等活性的物质。
其中，一种名为抗氧化蓝酶的海洋细菌蓝藻菌已成功应用于创伤、炎症和肿瘤治疗领域。
3. 海洋动物海洋动物中也存在着许多具有药物潜力的天然产物。
比如，海平面下深不可测的珊瑚中产生的小分子物质具有很高的抗菌活性，被广泛应用于感染性疾病的治疗。
此外，海蛇毒素、海葵毒素等也是研究领域的热点，它们被认为具有抗癌和镇痛等功效。
二、海洋生物天然药物的应用前景1. 抗肿瘤药物海洋生物中的天然产物在抗肿瘤研究中展示出了良好的前景。
一些海洋藻类和细菌所产生的活性物质已经被广泛研究，例如青藻酸和樟脑类化合物等。
这些物质通过调节肿瘤细胞的增殖和凋亡，具有抑制肿瘤生长的作用。
2. 抗菌药物由海洋细菌产生的抗菌物质已经成为抗感染领域的重要研究方向。
这些物质具有广谱的抗菌活性，且对多种抗菌药物产生了耐药的细菌表现出了抗菌活性。
例如，蓝藻菌产生的抗氧化蓝酶已经应用于治疗创伤感染和炎症等疾病。
3. 免疫调节剂海洋藻类中的多糖和多肽等物质具有良好的免疫调节作用。
它们可以增强人体的免疫力，提高机体对疾病的抵抗力。
海洋天然药物
15R-PGA2 及其衍生物
Punaglandin 具有抗肿瘤活性
第六节生物碱及其他类化合物
C15乙酸原化合物
• 由乙酸乙酯或乙酰辅酶A生物合成。 • 截至目前海洋生物中发现的该类化合物主要为非 萜类C15乙酸原化合物。 • 结构比较简单，往往含有OH或其他卤素元素。 • 有直链型和环状之分。如：直链型
二、简单大环内酯类化合物
特点： 仅有一个内酯环、环上仅有OH或烷基取代、为长链脂肪 酸形成的内酯。 如aplyolide A、B、D
• 为海洋动物的化学防御物质，有强的毒鱼活性。
又如(-)-macrolactin A、(+)-macrolactin E
• 具有抗病毒活性。
三、内酯环含有氧环的大环内酯类
第十章 海洋天然药物
药学教研室 周志昆教授
zhouzhkun@
第一节
一、海洋知多少？
概
述
• 海洋占地球表面积的71.2%；海洋生物量占 地球总生物量的87%； • 海洋生物种类达1000多万种； • 我国海岸线长1.8万多公里，海域面积约 500万平方公里； • 海洋药用资源蕴藏十分丰富，涉及海洋生 物5个生物界、44个生物门、20278种。
等近30 种。
（二）神经作用物质
• 神经作用物质主要为海洋生物毒素。 • 海洋生物毒素分为肽类、聚醚类、胍胺类、萜类、大环 内酯类等，很多同时有抗肿瘤特性，但价格非常昂贵。 • 按照来源分有可分为微生物、微藻、动物毒素等。 • 如：石房哈毒素、海兔毒素、河豚毒素、海参毒素、芋 螺毒素等。
• 毒素中研究最多的芋螺毒素，已作为镇痛药物上市。
• 海洋天然药物化学已经成为天然药物研究中最为 活跃的分支。 • 目前已发现3万多种海洋天然产物，每年有600900个新的海洋天然产物被发现。 • 21世纪我国海洋药物研究与开发将有重大突破。
海洋天然药物化学和天然药物开发ppt课件
MARINE NATURAL MEDICINE
目的和要求 1、熟悉大环内酯类、聚醚类、肽类、C15乙酸原化合物、 前列腺素类似物、甾类化合物等海洋天然药物。 2、了解海洋天然药物研究进展 。
第一节 概 述
一、海洋知多少？
海洋占地球表面积的70.8%；
海洋生物量占地球总生物量的87%； 海洋生物种类达20多万种； 我国海岸线长1.8万多公里，海域面积约500万平方公里； 海洋药用资源蕴藏十分丰富，涉及海洋生物5个生物界、44 个生物门、20278种。
到1596年李时珍所写的《本草纲目》中海洋药物90余种。 至1765年，《本草纲目拾遗》中海洋药物总数发展到100余种 。
我国现代海洋药物的发展是在1978年全国科学大会上提出 “向海洋要药” 、“开发海洋湖沼资源，创建中国蓝色药业” 的战略设想之后，结束了缓慢发展的历史，进入高速发展的新 时期的。
又如(-)-macrolactin A、(+)-macrolactin E 具有抗病毒活性。
相继成立了中科院海洋所、植物所，及农业部黄海所，青岛 海洋大学，中山大学，北京大学等一批海洋生物研究及药物开 发基地。
随着生物工程技术和分子生物学的飞速发展，也给我国的海 洋生物研究注入了新的活力。
我国同世界先进水平的差距正逐步缩短。
目前海洋生物研究的主要领域
目前对海洋产物的研究主要集中在： 生物活性化合物的研究与开发：包括发现、结构修饰、合 成。 发现新结构 海洋生物工程
目前海洋生物生物活性研究的主要领域
预防、治疗心脑血管疾病的药用海洋生物
海洋生物
毒素名称
药理作用
岗比毒甲藻(Gambierdis-cus toxicus) 西加毒素(CTX) 强心
海洋天然药物
2、结构独特复杂多变且生物活性超强
海洋毒素：河豚毒素（生物碱） 刺尾鱼毒素（聚醚梯类）
二倍半萜：在陆生生物中比较罕见，但在海洋 微生物和海绵中却较多，1996~2006 年间仅从海绵中分离出的呋喃二倍 半萜就达260多个。
3、结构中含有罕见或特殊基团
氯代碳酰亚胺基、异氰基、胍基、环多硫醚、 过氧基以及自然界罕见的丙二烯或乙炔键等.
Me Me O
HO
O
Me O
O
OMe O
O
HO
O HO HO
Me O
O
OH
OH
Cl
OH
抗瘤谱特殊、活性高，是目前细胞毒活性最高的一类。
❖ 又如从海鞘中得到的ecteinascidin 743(ET743).
HO
MeO Me
O AcO O
NH HO
S
OMe Me
N
Me
O O
N OH
为一特殊烷化剂，作用于DNA双螺旋间的沟槽，表现出特
MW=3482
线性聚醚 特点：有高度氧化的碳链、仅部分羟基成醚环、多数 羟基游离、多为线型，极性较大、为水溶解性聚醚。 如从岩沙海葵中分离得到的palytoxin
大环内酯类聚醚
如扇贝毒素（pectenotoxin 2，PTX2）
Me
O
O
Me
O OH O
Me
OO
OO
Me Me Me O
HO HO
O
COO
直链型
如laurencenyne等。
OH OH
环氧化合物 不同位置的双键被氧化后，可形成不同
大小的氧环（3～12C）。
Cl
O
Br
Br
第十二章 海洋天然药物
水提取法
• 亲水性物质：多糖、蛋白质、氨基酸、苷类、有机酸盐、生物碱 盐及无机盐等 原料→浸渍、渗漉或煎煮法提取→过滤、离心→减压浓缩→喷雾干 燥→粗品
目标蛋白的富集问题
有机溶剂提取法
• 亲脂性化合物：大环内脂类、萜类、甾类、生物碱类以及聚醚类 极性由低到高的有机溶剂，分步提取→减压浓缩→不同极性的亲脂 性化合物 碱性化合物--加入适当碱液，使其游离后，有机溶剂提取 酸性化合物加入酸液
2.酯环含有氧环的大环内酯
该类大环化合物由于环结构上含有双键、羟基等，在次生 代谢过程中氧化、脱水，形成含氧的大环内酯类化合物， 氧环的大小有三元氧环、五元氧环、六元氧环等。 如有很强细胞毒活性的草台虫内酯（bryostatin）
3.多聚大环内酯类
• 这类化合物酯环上的酯键超出一个，主要具有抗真菌活 性。例如，从红藻中分离得到下列物质具有抗真菌作用。
1.简单大环内酯类
O O
HO O O
HO O O
该类化合物尽管环的大小各异，但环上仅有-OH或烷基等取代基，多数仅有一
个内酯环，为长链脂肪酸形成的内酯。如从海洋软梯动物Aplysia depilans皮
中分离得到的aplyolideA、B、C。为长链多不饱和脂肪酸的内酯。作为动物本 身的化学防御物质，该类化合物具有强的毒鱼活性。
lembyneA
（氧环碳环同时存在）
五、前列腺素类似药
• 前列腺素类似药表现出前列腺 素一样的活性，此外还具有抗 肿瘤的活性。例如从八放珊瑚 中分离得到下列化合物就具有 抗肿瘤的活性。
O OAC COOH OAC
OH
第二节 海洋天然药物提取方法
LOREM
1
海洋天然药物的提取
LOREM
海洋生物的生物碱探索海洋天然药物
海洋生物的生物碱探索海洋天然药物海洋是地球上最神秘、最广阔的生态系统之一，拥有丰富的生物资源。
其中，海洋生物碱作为一类重要的海洋天然药物，具有广泛的生物活性和药理作用，对人类健康产生着巨大的潜在价值。
本文将介绍海洋生物碱的研究进展以及其在海洋天然药物领域中的应用前景。
一、海洋生物碱的定义和特点海洋生物碱是一类来源于海洋生物体内的碱性化合物，具有多样的结构和生物活性。
这些化合物广泛存在于海洋生物体内，如海藻、海绵、海洋动物等。
与陆地生物碱相比，海洋生物碱具有独特的结构和特性。
研究表明，海洋生物碱具有抗菌、抗肿瘤、抗炎等多种生物活性，对治疗多种疾病具有潜在的药用价值。
二、海洋生物碱的研究进展在过去的几十年中，科学家们对海洋生物碱进行了广泛的研究。
通过采集海洋生物样品并进行生物筛选、化学分离和活性评价等方法，已经发现了大量具有潜在药用价值的海洋生物碱。
这些研究不仅丰富了人们对海洋生物资源的认识，也为海洋天然药物的研发提供了重要的科学依据。
三、海洋生物碱在海洋天然药物领域中的应用前景由于其独特的结构和多样的生物活性，海洋生物碱在海洋天然药物领域中具有巨大的应用前景。
目前，已经有多种海洋生物碱被应用于临床医学，用于治疗癌症、炎症等多种疾病。
此外，海洋生物碱还被广泛用于医药中间体合成和新药开发等领域。
未来，随着对海洋生物资源的深入研究和开发利用，海洋生物碱将发挥更大的潜力，并为人类健康带来更多的福祉。
结论海洋生物碱是海洋生物体内的一类重要化合物，具有多种生物活性和药理作用。
其在海洋天然药物领域中的研究进展和应用前景备受关注。
通过对海洋生物碱的深入研究和开发利用，将有助于挖掘海洋生物资源中的更多宝藏，并为人类的健康提供更多有效的治疗选择。
总结本文介绍了海洋生物碱的定义和特点，概述了其在海洋天然药物领域中的重要性和应用前景。
通过对海洋生物碱的深入研究和开发利用，我们可以期待未来海洋天然药物领域的更多突破和创新。
海洋天然药物研究现状及进展 ppt课件
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课件
1.专利申请人情况
➢ CA收载200多项涉及海洋天然产物的专利
64% 大公司
Harbor Branch Oceanographic Institution 1/3工业应用专利
PharmaMar 日本公司 Kawasaki Steel
Sankyo
剩下的专利申请 (约一半) 分属40多个独立公司 ➢ 三个活跃的美国文化教育机构
涉及学科：药物化学、药理学、生物化学、药物分析、药剂 学、分子生物学、海洋生物学、海洋化学生态学、基因工程、 遗传学
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4
课件
海洋药物学的重要性：
➢ 获得治疗疾病的药物以及海洋生物产物的综合利用、对海洋生物生态 适应化学基础的认识。
➢ 天然产物有高度的化学多样性及多方面的生物功能，多无毒或低毒、 可降解、资源可再生、与全合成药物相比价格占优势。
实例：海绵 Luffariella variabilis
HO
manoalide
H
O
O
O HO
海绵 Halichondria okadai
选择性抑制磷酸酯酶A2活性
O
H O H O
O H
O
O
O O H
O
okadaic acid
O H O H
O O H
选择性抑制蛋白磷酸酯酶
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课件
深海海绵 Discodermia dissoluta
HO H
OO
OH
OH OCONH2
OH
discodermolide 抑制癌细胞分化
蓝绿藻 Lyngbya majuscula
《海洋天然药物》课件
总结词
珊瑚是一种海洋生物，其提取物具有显 著的抗炎作用，可用于治疗炎症性疾病 。
VS
详细描述
珊瑚中含有大量的珊瑚素、珊瑚酸钠等抗 炎成分，这些成分能够抑制炎症反应，缓 解疼痛和肿胀等症状。此外，珊瑚提取物 还具有抗氧化、抗疲劳等多种药理作用， 可以用于治疗多种疾病，如关节炎、痛风 等。
案例四：深海微生物产生的抗菌肽
抗炎作用
抗炎作用
海洋天然药物中的某些成分具有抗炎 作用，能够缓解或抑制炎症反应，减 轻炎症引起的疼痛和肿胀等症状。
机制
抗炎作用成分主要通过抑制炎症介质 、抗炎细胞因子、炎症信号转导等途 径发挥抗炎作用，这些成分可能成为 新型抗炎药物的候选分子。
抗病毒作用
抗病毒作用
海洋天然药物中的某些成分具有抗病毒作用，能够抑制或杀灭病毒，预防和治疗 病毒感染性疾病。
独特性
由于海洋环境的特殊性和生物的适应性，海洋天 然药物往往具有独特的化学结构和药理活性。
3
高活性
许多海洋天然药物具有强效的药理活性，对于一 些难治性疾病具有较好的治疗效果。
海洋天然药物的发展历程
01
02
03
探索阶段
早期的探索主要集中在寻 找新的药物来源，发现了 许多具有抗菌、抗病毒和 抗癌等活性的物质。
在人体上进行药物试验，评估药物对某种 疾病的治疗效果和安全性。
对照试验
剂量-效应关系研究
将受试者随机分为试验组和对照组，分别 给予药物和安慰剂或不同剂量的药物，以 评估药物的疗效和安全性。
通过不同剂量的药物试验，观察药物的疗 效与剂量之间的关系，为确定最佳剂量提 供依据。
临床试验与注册审批
临床试验设计
抗菌药物
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第四节
氨基酸及肽类化合物
氨基酸 活性：如海人酸具有驱虫活性。牛磺酸具 有中枢性降压、抗动脉硬化、抗心律失常、 改善充血性心力衰竭等作用。
COOH NH2
N H COOH COOH
HOOC N H
COOH COOH
肽类
如从鲑鱼、鳗鱼、鳟鱼等腮体组织中提取 得到的鲑降钙素是由32个氨基酸组成的多 肽，临床上用于治疗变形性骨炎、缓解骨 痛、改善骨组织、治疗老年性骨质疏松、 骨转移性肿瘤等。 从软体动物中分离得到一种环肽，对结核 杆菌有较高的抑制作用。 芋螺毒素具有镇痛、神经保护、抗惊厥、 镇咳等作用。
第四节 多糖类
海洋生物中常见的多糖：琼脂、卡拉胶、 海带多糖等 生物活性：抗凝血、降血脂、止血、抗病 毒、抗肿瘤等活性。 例如：从红藻中提取的多糖硫酸盐具有抑 制爱滋病病毒复制。 从棘皮动物中提取的粘多糖具有抗凝 血、降血脂、抗病毒、抗肿瘤等活性。
第五节 前列腺素类似药
前列腺素类似药表现出前列腺素一样的 活性，此外还具有抗肿瘤的活性。例如 从八放珊瑚中分离得到下列化合物就具 有抗肿瘤的活性。
O O
HO O
HO O
O
O
A
B
C
二、内脂环含有氧环的大环内脂
从海绵类生物中分离得到具有广谱抗肿瘤 活性物质和抗真菌的活性物质。例如，从 苔癣虫中分离得到三种抗肿瘤活性成分， 其中一种比丝裂霉素抗肿瘤活性强1400倍。
三、多聚内脂类
这类化合物酯环上的酯键超出一个，主 要具有抗真菌活性。例如，从红藻中分 离得到下列物质具有抗真菌作用。
O OAC COOH OAC
OH
第六节 海洋天然产物研究概况
一、生物活性 （一）抗肿瘤 这些活性成分主要存在于海鞘、海绵、 海兔、海葵、藻类和鲨鱼类生物中。 （二）神经毒素 大多的海生毒素都具有较强的神经毒 素，如河豚毒素、石房哈毒素、青环海蛇 毒素、海兔毒素等。
（三）心血管作用 如具有强心作用的有牛磺酸，藻酸双酯钠、 甘糖脂等具有抗凝血和抗血脂的作用，D－ 聚甘酯已用于临床。 （四）抗AIDS 从海洋生物中提取的化合物，很多具有抗 爱滋病毒的活性，如：海藻倍半萜烯氢酯 能抑制AIDS病毒的DNA合成RNA；海藻硫酸 多糖能够干扰HIV病毒吸附和渗入细胞，阻 断病毒与靶细胞的结合。
第十一章
海洋天然药物
主讲：吴方评
概述
数据：海洋占地球表面的71％，生物量占 地球总生物量的87％，生物种类达20多万 种，利用率仅为1％。 生物活性：抗真菌，抗病毒，止血，抗凝 血，抗肿瘤等活性。
第一节 大环内脂类
一、简单大环内脂化合物 从海洋软体动物Aplysia depilans中分离 得到下列三种化合物作为一种防御的化 学物质，和具有毒鱼活性。
作业布置
1.简述海洋天然药物的主要生物活性。 2.简述天然药物的主要结构类型。
主要参考文献
《天然药物化学》，科学出版社，主编：杨 宏建，2009。 《天然药物化学》，河南科技出版社，主编： 杨宏建，2007。 《天然药物化学》，人民卫生出版社，主编： 吴立军，2006版。
O OH O OH O O
O O O OH O OH
O O O O O
四、其它大环内脂类
从被囊动物海鞘中分离得到一种化合 物，在药理实验中表现出特殊的抗肿瘤活 性机理，对于晚期软组织如直肠癌、乳腺 癌、肺癌、黑色素瘤等显示较好的疗效。
第二节 聚醚类化合物
聚醚类化合物是海洋中的一类毒性成分， 如从涡鞭毛藻中提取形成赤潮的毒性物质。 从泥鳗中分离得到的西加毒素，都是聚醚 类含化合物，西加毒素对交感神经有兴奋 作用。
二、分离实例
河豚毒素的分离 河豚毒素为含有胍基的化合物，该化合物 不溶于水，也不溶于有机溶剂，仅能溶解 于稀醋酸和稀矿酸中。 提取方法
小结
海洋天然药物常见的化合物有大环内酯类、 聚醚类、氨基酸及肽类、多糖类、前列腺类 似物等，主要的生物活性有：抗肿瘤、神经 系统、心血管系统作用、抗菌抗病毒作用。 海洋天然药物是现代药物研究的热点。