中国海洋大学 海洋药物学试卷A 答题要点

《海洋药物学》试卷A答题要点

药学07级、08级；2010-2011学年第1学期期末考试

一、简答题（每题6分，共30分）：

1．海洋天然产物的概念及其内涵

海洋天然产物：源于海洋植物、动物、微生物的代谢产物。

来源：源于海洋的天然产物；源于海洋生物的天然代谢产物。

分子大小：主要指小分子次级代谢产物(相对分子质量1000以下）；也包括多糖、蛋白质等大分子。

含量与组成：一般含量低微，且易变。

生物学作用：化学防御(威胁或捕食、毒性、拒食、阻止消化)及种间化学物质(种间竞争或相克、防附着)、幼虫附着、引诱物质、信息素(生物群落)。

自我合成，摄取(修饰或不修饰)，借助其它共生物。

2．海洋天然产物的生物来源

海洋天然产物研究的生物范围主要包括海洋植物、低等无脊椎动物和微生物三大种群。迄今为止，已从海绵、海鞘、软珊瑚、软体动物、棘皮动物、苔藓虫、海藻、微藻、细菌、真菌等各类海洋生物中分离获得各种结构类型的化合物。

3．海洋天然产物研究的一般方法

采样，样品鉴定，样品提取、分离，化合物结构鉴定，药理活性测试，构效关系研究。

4．例举6种热带珊瑚礁药用生物

软珊瑚，柳珊瑚，海绵，海鞘，苔藓虫，海星，海参，海兔等。

5．极端微生物资源特点和对海洋药物发现的潜力

海洋细菌在进化的过程中适应了不同的生存条件。例如，深海微生物的环境：高压(最大可达1100个大气压)，低氧，深海海底温度低于0ºC, 高酸性(pH<2.8)，热泉附近海水的温度又可达到100ºC。

深海热泉环境的特殊性，其中蕴含的大量特有的微生物，是海洋天然产物开发的重要资源。

二、简述题（每题15分，共30分）：

1．从海藻和海兔中卤代单萜的生源关系角度简述其化学生态学关系。

从红藻中发现了一系列环状单萜和链状单萜，而且大多为多卤素取代。从红藻Plcamium angustum中分离出了一系列环状卤代单萜化合物；之后，在海兔Aplysia Punctata 中也发现了很多结构相似的卤代单萜化合物。从红藻中发现的多卤代单萜化合物，从海洋食草动物，如海兔中也常有发现。从Aplysia 属海兔中还分离获得了一系列多卤代单环单萜化合物，与从海藻中得到的卤代环状单萜化合物结构十分相似。这表明了海兔以海藻为食的食

物链关系。海兔将海藻中的次级代谢产物摄入体内，富集，并成为自身的化学防御化合物。

2．阐述头孢菌素类抗菌素的发展历程、母核结构特点和作用机制，阐释海洋微生物药物的发展前景。

发展历程：

20世纪50年代，意大利撒丁岛伤寒肆虐，岛上的医生即细菌学家Giuseppi Brotzu发现，在撒丁岛附近倾倒过垃圾的海区游过泳的人并未染上伤寒病，也无人因生吃了在倾倒垃圾海区捕捞的贝类而染上伤寒病。

推想海里一定存在某种自净方式，或者是存在一些抗菌的植物、微生物等，杀死了倾倒在海里的伤寒病菌。

1945年7月，找到了一株海洋真菌，其次级代谢物质有很广的抗菌谱。将这株海洋真菌的培养液浓缩10倍，用来治疗撒丁岛上的伤寒病人，因伤寒所致的发热完全减退。

1948年，Edward Abraham在生物活性追踪下从海洋真菌C．ackemonium发酵液有机溶液萃取后的水溶性部分分到一个微量抗菌成分penicillin N。1953年，以杂质形式存在于penicillin N中的头孢菌素C被分离发现。

1961年，Abraham教授在牛津大学提出了头孢菌素C的分子结构，该结构随后被新发展起来的核磁共振波谱技术和X射线衍射技术所证实。

母核结构特点：

由于头孢菌素C含量极微，且抗菌活性较弱，当时未被重视。随后Abraham教授发现头孢菌素C的优点：对酸的作用比青霉素N稳定；水解不产生青霉胺；不受青霉素酶的作用。药用潜力巨大。

构－效关系研究，找到了保持头孢菌素C抗菌药效的药效基团7-ACA。通过对C7位胺基和C3位侧链进行修饰，发展成为当今在临床上使用的一系列四代40多个头孢菌素类药物。

临床上使用的头孢菌素药物，是通过真菌发酵产生头孢菌素C，去侧链产生7-ACA抗菌核，再经化学修饰获得半合成商业产品。其关键步骤在于获得足够量的7-ACA抗菌基团。

作用机制：

头孢菌素类药物的抗菌机制与青霉素相似，通过连接在青霉素连接蛋白位点上(转肽酶、羧肽酶、肽链内切酶)，抑制革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌细胞壁黏肽的生物合成，导致具有缺陷的细胞壁或无壁细胞的细菌产生，达到抗菌目的。

海洋微生物药物的发展前景：

由于微生物可经发酵工程大量获得发酵产物，药源得以保障；特别是海洋共生微生物，有可能是其宿主中某些活性天然产物的真正生产者，对其深入研究意义重大。

三、综合思考题（每题20分，共40分）：

1．阐述国际上认可的海洋药物的名称、结构特点、药理作用及其作用机制

头孢菌素类抗菌素Cephalosporins ：β-内酰胺类化合物，抗菌素类药物。 阿糖胞苷Cytarabine/AraC: 核苷类, 抗癌药，干扰DNA 。 阿糖腺苷Vidarabine/AraA: 核苷类, 抗病毒药，干扰DNA 。 芋螺毒素 ziconotide (ω-conotoxin MVIIA)：多肽类，镇痛，N -型钙通道阻断剂。 ET-743 (ecteinascidin 743, Yondelis ®)：异喹啉生物碱类，抗癌，DNA 嵌入。 结构描述或结构图：

N

N O NH 2

Ara-C

cephalosporin C

H 3N +

N N N Ara-A

Cys Lys

Gly Lys Gly

Ala

Lys

Cys Ser

Arg

Met Tyr Asp

Cys

Cys Thr

Gly Ser

Cys

Arg

Ser Lys Cys

H 2N

H 2

N ziconotide ( -contoxin MVIIA)

O

H 3ET-743

2．简述珊瑚动物中二萜类化合物的结构多样性、结构和活性特点，简述结构类型之间的生源关系。

珊瑚尤其是八放珊瑚目中发现了大量的二萜类代谢产物，结构新颖、复杂多变，与陆地生物代谢产生的二萜类化合物相比有显著的差别。到目前为止，已经从八放珊瑚目中分离鉴定了数十种特殊骨架的二萜类代谢产物，如 cembrane 型 (西松烷型)，cladiellane 型，sarcodictyin 型，amphilectane 型，verticillane 型，xenia 型，lobane 型，briarane 型，briarellin 型，biflorane (也称 serrulatane) 型，dolabellane 型，dolastane 型，eunicellin 型，aromadendrane 型等。其中，cembrane 型又可分为普通 cembrane 型，epoxycembrane 型，cembrane lactone 型和二聚西松烷型；xenia 型又可分为 xenicin 型，xenicane 型，xeniolide 型，xeniaether 型，azamilide 型和新 xenia 型。此外，还有 decalin 型二萜苷类等二萜衍生物。珊瑚中的二萜类化合物表现出多种多样的生物活性，如抗炎、抗肿瘤、抗病毒、抗菌、免疫调节等。 生物活性：化学防御，抗肿瘤，抗炎，酶抑制剂，抗菌等。

结构类型之间的关系：