銅死亡（Cuproptosis）作為近年來新發現的銅依賴程序性細胞死亡方式，已被證實與神經退行性疾病等重大疾病的病理機制存在密切關聯。銅螯合劑可抑制銅死亡的發生，但銅死亡特異性抑制劑的研發仍處于探索初期。近期，中國科學院華南植物園戰略植物資源保育與利用團隊與中國科學院昆明植物研究所植物化學生物學團隊展開合作，從檸檬桉（Corymbia citriodora）果實中分離并鑒定了兩個具有新穎骨架結構的多環多甲基間苯三酚類化合物——Corymbinols?A（1）和B（2a/2b）（圖1）。通過構建elesclomol (ES)/CuCl2誘導的HepG2細胞銅死亡模型，研究發現Corymbinol A在20?μM濃度下表現出一定的銅死亡抑制活性。
檸檬桉（C. citriodora）是桃金娘科傘房桉屬的一種高大喬木，其枝葉和樹脂已被廣泛用于提取具有抗菌和抗炎活性的成分。然而，長期以來，檸檬桉的果實并未受到化學研究的充分關注。本研究團隊通過核磁共振（NMR）、電子圓二色光譜（ECD）及X射線單晶衍射技術，成功解析了corymbinols?A和B的復雜結構。其中，corymbinol A具有前所未有的6/6/10/6/6五環骨架，該骨架由倍半萜單元（C15）與雙β-三酮通過連續兩步雜Diels–Alder（HDA）環加成形成；corymbinol B為一對對映異構的雙β-三酮-二氫查耳酮雜合物。銅與線粒體三羧酸循環中的酯化酶結合而導致蛋白質毒性應激，并最終導致細胞銅死亡。本研究通過銅離子載體elesclomol與Cu2+聯用構建銅死亡誘導模型，旨在發現非銅螯合劑的銅死亡抑制劑。實驗表明，corymbinol A在20?μM濃度下可部分逆轉由于Cu2+過度積累導致的肝母細胞瘤HepG2細胞的銅死亡。同時corymbinol A部分回復了銅死亡相關線粒體鐵硫簇蛋白ACO2和SDHB的表達水平。研究團隊還提出了其生物合成路徑：桃金娘科植物中廣泛存在的β-三酮單體（leptospermone）經還原、脫水生成關鍵中間體ii，該中間體分別與hedycaryol和2,4,6-三羥基二氫查爾酮發生HDA環加成反應，從而形成了化合物corymbinol?C（3）和4，化合物3和4進一步與中間體ii發生HDA反應，最終分別生成corymbinols?A（1）和B（2）（圖2）。該研究不僅拓展了多環多甲基間苯三酚類化合物的化學多樣性，還為靶向銅死亡的藥物研發提供了全新的分子骨架。
相關研究成果以“Corymbinols A and B: Bis-β-triketone Conjugates of Sesquiterpene and Chalcone from the Fruit of?Corymbia citriodora”為題發表于國際權威期刊Organic Letters（《有機化學通訊》）。中國科學院華南植物園李玉林博士后、中國科學院昆明植物研究所丁驍副研究員和段先樂碩士研究生為本文的共同第一作者。華南植物園邱聲祥研究員和中國科學院昆明植物研究所郝小江研究員為本文的共同通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金和中國科學院科技服務網絡計劃的資助。文章鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.orglett.5c01245
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圖1. 檸檬桉（C. citriodora）果實中發現新穎骨架結構化合物
圖2. Corymbinols A和B可能生源途徑（左），化合物1抑制銅死亡活性（右）
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