昆虫除了具有体积小、繁殖率高、多样性外，化学防御还被认为是昆虫增殖的另一个重要因素。已知某些昆虫中的一些小分子具有防御作用，但是，大多数来自昆虫的小分子的作用在很大程度上仍是未知的。
九香虫主要分布在云南、贵州、四川等南方省份。它是一种用作治疗癌症或胃痛、勃起功能障碍和消化不良的中药。在中国的一些地区，它也被当地人作为营养食品食用。然而，对它的小分子化学结构知之甚少。作者以前的研究表明，N-乙酰多巴胺衍生物是一类常见的小分子化合物。作为从昆虫中鉴定非肽类小分子计划的一部分，作者对20公斤的昆虫材料进行了扩展研究，从中获得了4对新的天然产物异构体。在这篇文章中，描述了它们的分离、结构说明和肾纤维化抑制活性。
AspongdopamineA (1)是一种淡黄色的胶状物，分子式为C25H25N7O6，不饱和度为17。碳谱和DEPT谱图显示了25个碳信号，分别为2个CH3、1个CH2、11个CH和11个季碳（两个羰基，九个sp2碳原子）。氢谱显示存在两个ABX自旋系统[（δH7.09，d，J=2.2Hz，H-2；δH6.89，d，J=8.4Hz，H-5；δH6.99，dd，J=8.4，2.2Hz，H-6）以及（δH6.82，d，J=2.0Hz，H-2′；δH6.75，d，J=8.1Hz，H-5′；δH6.72，dd，J=8.1，2.0Hz，H-6′）]再根据H-7′、H-8′、C-7′和C-8′的化学位移，判断可能存在2-（3′，4′-二羟苯基）-3-乙酰氨基-6-（N-乙酰基-2′′-氨基乙基）-1,4-苯并二恶烷的类似结构。1H-1H-COSY谱中显示了H-7/H-8和H-7′/H-8′的相关，以及H-8、H-10与C-9、H-8′、H-10′与C-9′、H-7′与C-1′、H-2、H-6与C-7的HMBC关联，除此部分结构外，化合物1的碳谱信号和分子组成与腺嘌呤残基一致。DMSO-d6中的HMBC实验给出了NH2/C-5′′，C-6′′，H-8′′/C-4′′，C-5′′，以及H-2′′/C-4′′，C-6′′的关联，证实了上述假设。H-7与C-4′′的HMBC关联使C-N键定位在C-7上。H-7′和H-8′由于其耦合常数较大，7.1Hz，所以取向为反相。缺乏旋光性则表明1是一个外消旋体。1的结构中有3个手性中心，理论上应该有8个异构体，而H-7′和H-8′的固定反式关系使潜在的异构体减少了一半。但是，化合物1的异构体在反相高效液相色谱图中没有显示出分辨率。随后的HPLC手性分离得到四个非对映异构体1a-1d。为了阐明绝对构型，首先采用电子圆二色谱（ECD）计算。（7′R，8′S，7S）-1或（7′R，8′S，7R）-1的ECD谱与1a或1c的ECD谱相似，表明1a或1c的绝对构型为7′R，8′S，7S或7′R，8′S，7R。但ECD计算不能用来确定C-7处1a和1c的绝对构型。在这种情况下，选择利用VCD计算是因为它是确定手性中心绝对构型的有力工具，。VCD特别适用于多种天然产物中绝对构型的测定。然而，VCD的一个缺点是它的灵敏度较低，这阻碍了它在少量天然产品中的应用。为了克服1的立体异构体数量有限的缺点，对其进行了全合成，手性分离，VCD测量和计算。Gaussian计算结果表明：（7′R，8′S，7S）-1和（7′R，8′S，7R）-1的能量较低。在实验VCD谱与（7′R，8′S，7S）-1和（7′R，8′S，7R）-1的玻尔兹曼分布较为一致的基础上，将1a和1c的绝对构型分别定为7′R，8′S，7S和7′R，8′S，7R。因此，化合物1a-1d的绝对构型分别为（7′R，8′S，7S）-Aspongdopamine A，（7′S，8′R，7R）-Aspongdopamine A，（7′R，8′S，7R）-Aspongdopamine A和（7′，8′R，7S）-Aspongdopamine A，
化合物1和2的1H-1H-COSY和HMBC相关
AspongdopamineB（2）为淡黄色胶状物。1H、13CNMR和DEPT谱与1非常相似，表明它们是类似物。对其二维核磁数据分析表明，它们的差异只发生在侧链的位置。H-6、H-7′与C-4、H-8与C-1、H-7与C-2和H-2与C-3的HMBC关联式支持1和2是异构体。H-7′/H-8′的大耦合常数（7.1Hz）表明它们是反式的，与1相同，HPLC手性分离得到4个异构体2a-2d，它们在立体生成中心的绝对构型在全合成后通过VCD计算得到了明确的分配。
自然界中利用特定的生物合成途径，如莽草酸盐、聚酮或甲羟戊酸盐，创造出多样而复杂的天然产物，而自然界也利用会聚生物合成产生天然产物杂交体，这在药物先导物的开发中似乎非常有希望，天然产物杂交已成为现代药物化学合成新分子实体的一种新兴策略。本研究分离的所有分离物均为腺嘌呤和N-乙酰多巴胺二聚体的杂交天然产物。众所周知，多巴胺是中枢神经系统的重要递质，而腺嘌呤是核苷酸的基本成分。它们中的任何一种对维持昆虫的生理功能都很重要。
肾纤维化是慢性肾脏疾病的一个常见特征，可能导致肾功能衰竭。转化生长因子-β1（TGF-β1）能刺激α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）和纤维连接蛋白、胶原蛋白等细胞外基质（ECM）的过度表达，是肾纤维化发生和发展的关键诱导因子。因此，靶向TGF-β1诱导的α-SMA和ECM的表达对于评价化合物的潜力具有重要意义。基于这一想法，并考虑到从该昆虫分离的具有抗肾纤维化特性的菌株，在TGF-β1诱导的大鼠肾上皮细胞（NRK-52e）中测试了所有立体异构体（1a-1d和2a-2d）。发现2a-2d在40μM时抑制α-SMA和纤维连接蛋白的上调。此外，还发现2a-2d可以以浓度依赖的方式下调α-SMA和纤维连接蛋白，其中2c和2d比2a和2b更有效。此外，胶原蛋白的表达也被2b-2d所抑制。此外，在40μM下还检测了细胞的细胞毒性，排除了细胞毒性可能引起的生物活性。研究结果表明，侧链的位置对生物活性有很大的影响。相反，这些分离物的立体化学性质几乎不影响其生物效价。
圆二色谱(CD)常用于化合物的立体化学结构确证。电子圆二色谱(ECD)适用于在紫外区有Cotton效应的化合物，而振动圆二色谱（VCD）适用于紫外区没有Cotton效应的化合物结构确证。
VCD的计算流程与ECD一样，需要先对化合物进行构象搜索、对每个构象进行优化、计算VCD、再对每个构象的VCD图谱按玻尔兹曼进行加权平均得到最终的图谱C-9′′是不存在的。
本文于2020年6月11日在线发表于ACS旗下期刊Organic Letters上。
第一作者是Wei-Yi Ding,通讯作者为程永现，中科院昆明植物所为通讯单位。
原文链接: https://dx.doi.org/10.1021/acs.orglett.0c01593