文章亮点
作者从深海的放线菌(Streptomyces)中分离得到的新双吲哚生物碱-SpiroindimicinsA-D。SpiroindimicinsA-D存在独特的[5,6]或[5,5]螺环骨架，这表明其具有特殊的生物合成途径。本文对新化合物进行了平面结构解析，确定其立体构型，推测其生物合成途径，以及促血管生成生物活性检测。
平面结构解析
作者对于四个化合物的平面结构，分别进行了确定：
1.首先对于化合物1，根据化合物的HRESIMS数据发现，推测分子中存在两个Cl原子，然后作者根据化合物的13CNMR和1HNMR数据，发现，化合物中存在两个活泼氢，存在两个可交换的质子，两个甲氧基，19个烯烃和/或芳族碳（其中七个碳被质子化），还有两个酯羰基碳和一个未质子化的sp3杂化的碳。所有这些1H和13CNMR共振数据表明化合物中存在12度不饱和度。这样剩余的6个度不饱和度表明化合物1是一种六环化合物。
2.化合物1的1HNMR和COZY相关光谱显示H-8′/H-7′/H-5′的特征ABX自旋体系（表S3，图S6，支持信息），这表明化合物中存在典型的1,2,4-三取代苯环，这之后作者观察到H-5′与C-7′/C-9′相关，H-7′与C-5′/C-6′/C-9′相关以及H-8′C-4′/C-6′/C-9′相关，进一步证明了作者以上的观点。sp2杂化的次甲基的低场化学位移（δH8.04，δC.2，C-20）表明该次甲基碳与氮原子连接形成内在双键。从次甲基质子H-2′与C-4′和C-3′的HMBC相关性表明，后者的C=N是通过C-3′季碳与C-4′处的苯基连接。H-5′与C-3′之间的HMBC相关性证实了这一点。通过C-9′在δC.5的低场13CNMR化学位移推论出C-9′处氮原子与苯基的键合。根据化合物5和化合物6的结构，推测氯位于sp2杂化的季碳（δC.5，C-6′）处。因此，部分1a部分得以确立。化合物1的吲哚环（1b部分）的存在是通过，H-7′′/H-8′′和H-2′′/NH-1′′的1H1HCOZY相关，而推断得到的。这表示苯环中存在一对相互耦合的质子（J=8.5Hz）。后者提出了“=CH-NH-”片段。H-7′′到C-5′′/C-9′′相关，H-8′′到C-4′′/C-6′′相关，NH-1′′与C-2′′/C-3′′/C-4′′/C-9′′，以及H-2′′至C-4′′/C-9′′的HMBC相关性进一步确定了1b部分。作者之后还是根据化合物5和化合物6的结构，推导了氯原子位于sp2杂化的季碳（C-6′′）处，从而构建了1b的亚结构。然后作者通过比较1和化合物LymyycinD的NMR数据推导出1c部分。之后，从甲氧基质子到羰基碳（H-7/C-6，H-9/C-8）的HMBC相关性推断出两个甲酰基。根据活泼质子（δH12.20，brs，NH-1）与C-3和C-4之间的关键性的hmbc关联，将剩余的C4HN原子分配给四取代吡咯环结构，从而建立了1c片段中2,5-二甲酰基-3,4-二取代吡咯部分。以上推断的三个片段1a，1b和1c构成了五环结构，这表明应该通过连接这三个部分来形成一个另外的环，以满足推论得出的化合物1存在的六环系统。H-2′′到C-3的关键HMBC相关性推断出片段1c。此外，化合物1具有两个sp2杂化的季碳[δC.7（s，C-5′′），12′.1（s，C-4）]和一个sp3杂化的季碳[δC61.2（s，C-3′）]。因此，推测是通过将C-3′与C-4和C-5′′连接而形成六环。作者之后使用X单晶衍射的方法，进一步确定了化合物1的连接方式。至此确定了化合物1的平面结构。
3.作者之后对化合物2的平面结构进行确定，作者对2的13CNMR，1HNMR，HSQC光谱数据进行分析发现，存在两个活泼氢，一个N-甲基[δH2.88（1H，s）]，一个甲氧基[δH3.61（3H，s）]，一个亚甲基，18个烯烃和/或芳族碳（其中七个被质子化），一个未质子化的sp3杂化的碳和一个酯羰基。作者之后比较化合物1和化合物2的NMR数据，发现化合物2与化合物1具有相同的部分结构特征。两个ABX自旋系统（H-7′H-8′/H-5′;H-7′′/H-8′′/H-5′′）相似。在化合物1的1HNMR和COZY相关光谱中观察到了片段1a的图谱，表明在2中存在两个1,2,4-三取代的苯环，它们分别为片段2a和片段2b，作者之后并通过关键的HMBC相关性得到证实。此外，从N-甲基质子（H-1′′）到C-2′和C-9′的HMBC相关性发现位于2a中N-1′处的N-甲基。2c部分从H-2到C-3/C-4/C-5的关键的HMBC相关性被证明，并与从1H-1HCOSY相关性观察到的一个质子自旋系统H-2/NH-1耦合。单酯基通过HMBC相关性从H-2到C-3′′位于C-5。作者通过将C-3′与C-2′′连接起来，发现与化合物2的中的[5,6]螺旋环系统与化合物1不同。至此作者确定了化合物2的平面结构。
4.作者最后对化合物3和4的平面结构进行确定，作者将3的1H和13CNMR光谱与化合物2的1H和13CNMR光谱的比较，发现化合物3与化合物2的区别仅在于丢失了N-10甲基。然后作者对比化合物4与化合物2的1H和13CNMR光谱数据，发现化合物4与化合物2的不同之处在于化合物4具有一个额外的甲酯部分。化合物2中的sp2杂化次甲基[δH6.91（d，J=3.0Hz，H-2），δC.3（d，C-2）]替换为4中的sp2季碳[δC.5（s，C-2）]，然后其他甲酯部分确定在C-2处。至此，作者确定了化合物3和4的平面结构。
立体构型的确定
作者使用计算ECD的方法，对化合物的立体构型进行确定，最后确定在化合物1中C-3′为S构型，在化合物2-4中，C-3′为R构型。
生合成途径推测
SpiroindimicinsA-D（1-4）是一种新的具有前所未有骨架的双吲哚生物碱，具有[5,6]（1）或[5,5]（2-4）螺环骨架。在新化合物的生物合成中，通过一个关键的吲哚阳离子自由基中间体催化色吡咯酸的C-2′和C-2′′的芳基-芳基偶联反应，形成吲哚卡唑平面骨架。与此自由基机理类似，SpiroindimicinsA（1）中的[5,6]螺旋环被认为是通过C-3′和C-5′′的芳基-芳基偶联从lynamicinD（6）中衍生而来，而lynamicinA（5）中的C-3′和C-2′′的芳基-芳基偶联将导致螺旋二霉素C（3）中的[5,5]螺旋环，进一步修改后产生新化合物2。
生物活性
作者通过MTT测定法评估了化合物1至6对5种癌细胞系的体外细胞毒性，其中包括MCF-7，HepG2，B16，H和CCRF-CEM。SpiroindimicinB（2）对CCRF-CEM，B16和H表现出中等的细胞毒活性，IC50值分别为4、5和12μg/mL，与50-hydroxy-staurosporine相当。SpiroindimicinC（3）抑制HepG2和H的生长，IC50值为6和15μg/mL。SpiroindimicinD（4）对HepG2，B16和H表现出中等抑制作用。相比之下，化合物1,5和6没有明显的抑制活性。
总结
作者从深海的放线菌(Streptomyces)中分离得到的新双吲哚生物碱-SpiroindimicinsA-D。SpiroindimicinsA-D存在独特的[5,6]或[5,5]螺环骨架，这表明其具有特殊的生物合成途径。作者通过波谱分析确定了其平面结构，并通过ECD计算确定了其绝对构型。作者在平面结构解析过程中,观察1H-1HCOSY谱图特征，巧妙的从两部分进行解析，提供了很好的化合物结构解析的思路。并且作者还对这种新化合物的生源关系,做了一定的推导，这对于以后的天然产物的生合成提供了很好的指导意义。
本文于年06月15日在线发表于ACS旗下期刊OrganicLetters
张文君为第一作者，张长生教授为其通讯作者，中国科学院海洋生物资源可持续利用重点实验室为通讯单位。
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