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allen.tsui金蟲 (正式寫手)
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《讀懂天然產物系列》-5-”面朝大海,不只花開“-讀一篇”龍“形天然產物文獻
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您的選擇:《讀懂天然產物系列》誠邀您撰寫屬于您自己的文獻評論!撰寫鏈接:http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=7732034&fpage=1 引言 這一切還要從1998年的夏天說起,具體到哪一天就不知道了,只知道新西蘭惠靈頓蔚藍色的海灣上泛起了一片紅。 如果是在欣賞風景來著,藍色夾雜些紅色呈現在海水中看起來還是很漂亮的,但是科學告訴我們這是一種赤潮現象,也是新西蘭惠靈頓海灣周圍生物不幸的開始。 剛開始,生長在赤潮海域中的魚、牡蠣等生物相繼出現了死亡狀況,隨后生活在這片海域附近的一些人也患上了不同程度的干咳、頭痛等疾病。這些狀況的出現不得不引起科學家的注意,經過調查,科學家發(fā)現造成此次災難的元兇是一種未知海藻,隨后被命名為Karenia brevisulcata 。與此同時,本文要介紹的主角(附件1, Yuka Hamamoto, Kazuo Tachibana, Patrick T. Holland, et al. Brevisulcenal-F: A Polycyclic Ether Toxin Associated with Massive Fish-kills in New Zealand. J. Am. Chem. Soc. 2012.)漸漸浮出水面。 正文 A 聯(lián)想 "科研工作者要具有一定的聯(lián)想能力,而這種能力往往是建立在對大量的文獻調研與分析上。" 在查閱Karenia(凱倫藻屬)其他種時,研究者發(fā)現同屬的Karenia brevis(短凱倫藻)和Karenia mikimotoi(米氏凱倫藻)能分別產生brevetoxins和gymnocins毒素,那么 Karenia brevisulcata那么Karenia brevisulcata是否也產生毒素呢?這只有通過對其進行初步的毒性試驗來驗證了。相關研究證實了事先的推斷,詳見附件3。 B 效率 "當有了目標之后,如何才能盡快達成就涉及到方法論的范疇了。" 細胞毒性追蹤指導分離,本是老生常談的話題了,但在本篇文獻中被用到了極致。不斷的通過毒性追蹤,直至分離出目標化合物。這些是值得深思的,比如有時候方法都為人所知,只是不同的人在運用時,其產生的作用是不同的。 C 堅持 "化合物的鑒定工作是枯燥的,這中間要有對各種分析技術的靈活選擇,也要有做好長期解析的心態(tài),然后堅持至勝利。" 在對Brevisulcenal-F的解析過程中,科研工作者用上了“十八般武藝”并花費了1年多的時間,最終將Brevisulcenal-F結構鑒定為一個類似于龍形的多環(huán)醚。結構如下圖: D 嚴謹 "是人難免就會有紕漏,科研人員也是人。如何避免紕漏的產生,這就涉及到工作中是否嚴謹了。" 從解出出的Brevisulcenal-F結構看,其碳、氫、氧數量巨大,各環(huán)之間連接有序,最終形成了多環(huán)醚。但是Brevisulcenal-F的結構信息表現在核磁圖譜上就很復雜了,所以在解析過程中可能會出現個別紕漏,于是采用另外一種方法去驗證就不免提上了日程;谇叭藢︻愃平Y構的解析經驗,本篇文獻采用的是先制備出Brevisulcenal-F的衍生物,然后采用MS/MS方法,最終通過對各個碎片離子峰的確認,證實了先前對Brevisulcenal-F的解析是正確的。 E 亮點 1. 文章的選題很有意義。本篇文獻就新西蘭惠靈頓發(fā)生的赤潮后引起的危害為切入點。 2. Brevisulcenal-F出自一個新發(fā)現的物種(Karenia brevisulcata)中,且結構很新穎。Brevisulcenal-F出自一個新被發(fā)現的物種為文章增色了不少。多環(huán)醚類化合物雖然從海洋生物出分離出過,但是Brevisulcenal-F的結構還是有區(qū)別于以前發(fā)現的多環(huán)醚的,用文獻中的話就是“NMR and MS/MS analyses revealed the complete structure for KBT-F, which is characterized by a ladder-frame polyether scaffold, a 2-methylbut-2-enal terminus, and an unusual substituted dihydrofuran at the other terminus”。 3. Brevisulcenal-F含量在Karenia brevisulcata中含量很多,且毒性很強。文章中說“we report the structure of brevisulcenal-F which is one of the most abundant toxins in K. brevisulcata”, “The mouse lethality of KBT-F was estimated to be 0.032 mg/kg”。另外,這個鏈接(http://www.u-tokyo.ac.jp/en/utokyo-research/research-news/brevisulcenal-f/)給出了Brevisulcenal-F毒性的具體參數,是氰化鉀的300倍。以上不就暗示了Brevisulcenal-F是造成新西蘭惠靈頓附近海域各種生物危害的罪魁禍首了嗎?My god!!!這解決了多大問題啊,雖然僅僅只是暗示,是推測。話說回來,無疑給文章增分很多! 4. Brevisulcenal-F結構的確認是經過很嚴謹的實驗得到的。首先,經過各種常規(guī)的波譜學實驗得到Brevisulcenal-F的結構,最后又經過MS/MS實驗進一步確認。我想,這么嚴謹的實驗無疑是打動JACS編輯的原因之一。 番外 1. a 通訊作者介紹:Masayuki Satake (佐竹真幸),東京大學理科化學部副教授,主要從事海洋天然產物研究。摘自:http://www.s.utokyo.ac.jp/en/people/index.php/SATAKE. b 本篇文獻的作者以及通訊作者的合影。摘從:http://d.hatena.ne.jp/TodaiGCOE/20120323. 中間為作者Yuka Hamamoto(浜本優(yōu)香);右邊為通訊作者Masayuki Satake (佐竹真幸) c 東京大學對Brevisulcenal-F相關工作的介紹:http://www.u-tokyo.ac.jp/en/utokyo-research/research-news/brevisulcenal-f/. 2. 新西蘭研究海洋生物的Cawthron Institute: http://www.cawthron.org.nz/analytical-services/. 3. Brevisulcenal-F類似結構的全合成。全合成大牛KCN對Maitotoxin(刺魚毒素)的全合成工作。 Maitotoxin 4. 海洋天然產物的相關綜述。NPR上幾乎每年一篇對海洋天然產物的綜述,現上傳近三年的文章。詳見附件4。 以上只是我讀完文獻的一些感受(僅為拋磚引玉),由于個人水平有限,還望各位海涵,謝謝! 淘帖鏈接:http://www.gaoyang168.com/bbs/taotie.php?action=view&ttid=55868.歡迎大家來訂閱 上一帖鏈接:《讀懂天然產物系列》-4-“變型”金剛:絕跡重生 http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=7676565&fpage=2 《讀懂天然產物系列》開帖篇地址:http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=7538755&fpage=1[ Last edited by allen.tsui on 2014-8-11 at 21:46 ] |
《讀懂天然產物系列》 | 實驗事故---要命呀 | 讀懂天然產物系列 |
榮譽版主 (職業(yè)作家)
kerry
![]() |
專家經驗: +726 |
曾幾何時,自己也曾懷著一腔熱血想從事海洋天然產物的研究,但是老板沒給這個機會,現在就從事了植物的研究。是一種機遇,也是一種幸運,自己在3年的努力中也發(fā)了比較好的文章,可以說很對得起自己的這些年,無論別人怎么評論,自己還是感覺很知足的。謹以此紀念不能從事海洋微生物研究的遺憾。小東寫的文獻評論很用心,也很仔細,從一篇文獻引出了這篇文獻的方方面面,甚至連作者的介紹都進行了闡述,實在是令人欽佩。這點,對我來說肯定是做不到的。向你學習學習再學習!從這里也看出這樣系統(tǒng)的撰寫文獻評論,對大家都是很有幫助的,所以希望廣大蟲友能積極參與,詳見: 您的選擇:《讀懂天然產物系列》誠邀您撰寫屬于您自己的文獻評論! 撰寫鏈接:http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=7732034&fpage=1 此英文原文獻我沒看,但是感覺小東你已經評論得很好了,文獻的選題思路,提出問題,解決問題的思路是很明確的,也很合理,雖然結構很復雜,但是作者用核磁和MS進行了解析,吻合性非常好,大家也公認,并且合成化學家對此類似物還進行了合成,的確很了不起。做天然藥化的,能得到世界大牛的支持實乃是萬幸啊,無論是否成藥,研究體現了他的價值性,就是最好的。能與實際相結合,我覺得就是最成功的科研了。 滿滿的都是褒義評價,等我認真看看文獻再給你提點疑問啊,哈哈。最后謝謝小東的竭力支持,你的撰寫很成功,期待本系列越辦越好!大家一起加油! ![]() ![]() |

金蟲 (正式寫手)
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波師兄已經很厲害了,希望再接再厲,文章發(fā)到全?。! 在查閱文獻過程中,我發(fā)現這個通訊作者還從其他海洋生物中,分離到類似的化合物,并大多發(fā)在了JACS,所以他們是有研究基礎的,具體就體現在選材的敏感性上。另外,日本本土學者在海洋天然產物上的成就很高的,畢竟他們有得天獨厚的海洋資源。但回過頭想想,我們海洋資源也很豐富啊!日本學者能看清自己的優(yōu)勢,并能長期保持在領域前沿,這本身就值得我們思考。 |
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有幸拜讀了這篇文獻,很精彩。我有兩個地方覺得有趣,又不太懂,想請教一下樓主和其他蟲友。 文中4963最后一段末尾:Similarly, 1.3 mg of 13C enriched 1 was isolated from 250 L cultures with added 13C-NaHCO 3 at about 35 mg/L. 用碳13同位素富集的compound1 有何意義? 文中4964: Isotope shift experiments measured in pyridine-d 5 /CD 3 OD (20:1) and pyridine-d 5 /CD 3 OH (20:1) showed that 13 oxycarbons (C-20, C-36, C-42, C-60, C-61, C-64, C-65, C-67, C-68, C-71, C-73, C-86, and C-94) were bearing hydroxyl groups. 這個同位素位移定羥基實驗是怎么做的? |

金蟲 (正式寫手)
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首先,謝謝您能抽出自己寶貴的時間對本貼的回復! 現我就您提出的兩個問題試著作下回答! 問題1:富集的含碳13的化合物是用于做碳譜的。我們都知道碳13在自然界中的豐度占有率很低(約1.1%),而核磁儀能識別的恰恰是這個。所以要做出易于識別的碳譜,往往需要很多的測試樣品外加多次的信號的累加。在這篇文獻中,Brevisulcenal-F一是量很少,二是結構很復雜(氫譜和碳譜中能看出)。為了避免信號多次累加造成的碳譜信號相互干擾,富集的含碳13直接做譜就變得很重要了。 問題2:對于這個問題,我查閱了相關資料。氘代質子溶劑(氘代甲醇-d4或d3)能夠置換化合物中的活潑氫(如羥基),而置換前后相連碳在碳譜中的化學位移會發(fā)生移動。不同碳上的活潑氫被氘代試劑置換后所表現的前后化學位移差值是不同的,通過計算前后之間的差值,可以確定Cn-活潑氫的對應關系。對于這個Isotope shift experiments ,我是第一次看到,看了些資料,但還不是很清楚,所以只能試著解釋這么多,中間也不免有誤,還望指正!最后,附件是找到的相關資料,附件1里有相關方法的陳述,附件2是方法的應用專著,拖了這么久才回復您,望見諒! |
金蟲 (正式寫手)
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小東第一個問題回答得很好,很正確,我也是初次學習這種方法。 至于第二個問題,講得還有點不完善,既然大家都認識,那我來補充下吧 。我是這么理解的:首先氘代吡啶是 非質子性溶劑,化合物1 的OH 信號會出現在H譜中,所以信號會顯得很雜,特別是連-O- 區(qū)域,一團信號,不便于分析。 氘代甲醇-d4屬于質子性溶劑,所以在氘代甲醇CD3OD里面的化合物打譜時候,D會與化合物的H發(fā)生交換,從而影響 核磁探頭的探測,也就是說,在氘代甲醇里面是很少出現活潑H 的峰,OH峰會消失(JACS 的supporting里面S1,S2譜圖是證明,可以查看)。 本文中為什么加入pyridine-d5/CD3OD (20:1)與 這種混合比例的呢? 經過分析,看出是有必要的,理由如下: CD3OD與CD3OH 不同在于是否完全氘代,顯然CD3OH 是含有自由H 的,實際上就相當于引進了H,所以不完全氘代的CD3OH 是不會發(fā)生D/H交換的,因為就算置換了,也還是H,所以在pyridine-d5/CD3OH (20:1)中,OH 峰還是會出現的。 而對應的加入pyridine-d5/CD3OD (20:1)就不一樣了,這個是完全氘代的,D 會跑到化合物的OH 上去,從而導致探頭測試不出來OH的信號,這樣控制了比例,20:1 ,前后條件一致,所以很容易知道哪些H 是活潑H , 而且前后化學位移偏差不會很大,然后根據qc,bc ,可以找到這些活潑H信號。 至于為什么找到連OH 的碳,我覺得僅僅比較化學位移差,是很難找到這些碳的(信號很雜,差值可能很。,個人覺得還是利用的qc,bc 的手段,因為OH 在的時候 可以找到與OH 相關的BC 信號。而OH旁邊的其他H 也可以根據qc定,不知我闡述得清楚否? 如果不清楚,還望大家補充啊 |

金蟲 (正式寫手)
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今天下午抽了時間,斷斷續(xù)續(xù)的研讀了這篇文章,一看進去,不得裊,完全被吸引了。因為看到了很多沒見過的技術的運用,看完之后,學到了東西,也遇到了疑問,我就說說看后的感受吧。 優(yōu)點: 1、這篇文章一開始從赤潮引入,“赤潮”,被喻為“紅色幽靈”,國際上也稱其為“有害藻華”。赤潮又稱紅潮,是海洋生態(tài)系統(tǒng)中的一種異,F象。它是由海藻家族中的赤潮藻在特定環(huán)境條件下爆發(fā)性地增殖造成的。海藻是一個龐大的家族,除了一些大型海藻外,很多都是非常微小的植物,有的是單細胞生物。根據引發(fā)赤潮的生物種類和數量的不同,海水有時也呈現黃、綠、褐色等不同顏色。從一個很好的現象切入,使讀者覺得是有備而來。以后有機會也去搞赤潮研究下,呵呵…… 2、文章運用了TOCSY spectra 這個2D核磁技術,這個是我第一次看到運用這個,學習了 3、增加C-13的豐度,便于打譜,我就不說了,上面已解釋 4、化合物結構巨大,信號疊加很嚴重,能解決這個大結構,這是要非一般的毅力啊 疑惑疑點如下: 1、作者解析結構的時候,特別是”The 1H decoupled13C and DEPT, and HSQC spectra showed signals of 13 methyls, one methine and 25 methylene aliphatic carbons, 51 oxgenated methine and 10 oxygenated quaternary carbons, five methine and a quaternary olefinic carbons, and an aldehyde carbon. “ 甲基,次甲基,連氧次甲基,等等,闡述得很模糊,一下子就看混亂了,我看這個是看了半天,逗號,"and" 之間 容易起疑惑,個人覺得描寫不夠簡潔啊。 2、”To introduce a charge site into the molecule, KBT-F was reacted with 3 (hydrazinecarbonyl)benzene sulfonate in 80% pyridine (Figure2). Negative ion MALDI MS of a KBT-F benzene sulfonate derivative (2) revealed a molecular ion at m/z 2250 [M−Na]−“ 這個怎么出現了M-Na 的峰?是直接的鈉鹽掉鈉離子么? 3、文章最后”Configurations of other stereogenic centers (C-64, C-65, C-93, and C-94) on acyclic moieties and the diastereomeric relationships between rings Q−R, R−S, and W−X remain unknown “ 說還是有很多地方的 手性是沒有定出來的,算是個遺憾了。我想問下,這樣的化合物能不能結單晶? 有沒有特殊的方法結出晶體? 如果結出晶體,X 衍射 是否能直接毫無障礙的 定出平面結構和絕對構型? 4,就是這個化合物,作者分到的量太少了,既然赤潮有很多這種新物種,為什么只培養(yǎng)了這么一點量就去做分離?為啥不擴大生產,多培養(yǎng)這個物種,增加原始的量,再做提取分離?從而解決化合物1 量少的弊端。文章用C-13 去富集含量,實際上總體的質量不會變很多,用這個富集量,是不是有點故弄玄虛呢? 我們傳統(tǒng)的思維增加樣本量是不是不可取呢? 也許量大了,分離得到化合物1的含量就多了,也就有概率用合適的方法結出晶體,因為文章描述化合物1是無定型固體,至少證明不是油狀物質,還是有結晶的可能的。 |

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我接著話題繼續(xù)聊哈。 1.TOCSY spectra 能反映同一自旋體系中的H,H相關,在解析環(huán)肽,寡糖時也經常用到,而且能分清自旋體系,很給力。 2.文中為了把核磁數據給出的信息闡述完整,所以“甲基,次甲基,連氧次甲基,連氧季碳”說的比較細,因為結構比較復雜,行文可以理解。 3.”To introduce a charge site into the molecule, KBT-F was reacted with 3 (hydrazinecarbonyl)benzene sulfonate in 80% pyridine (Figure2). Negative ion MALDI MS of a KBT-F benzene sulfonate derivative (2) revealed a molecular ion at m/z 2250 [M−Na]−" 是KBT-F已經被苯磺酸鹽衍生化,這種情況下用陰離子模式的MS,所以有去Na離子的陰離子峰。 4.文章最后”Configurations of other stereogenic centers (C-64, C-65, C-93, and C-94) on acyclic moieties and the diastereomeric relationships between rings Q−R, R−S, and W−X remain unknown “ 這部分文中已經埋下伏筆,這個系列的化合物結構解析,compound1絕對構型測定,晶體衍生有共結晶法,日本人會繼續(xù)做下去,也許就是下一篇JACS,我們拭目以待。 5.化合物的產率問題。培養(yǎng)量已經達到了1450L,估計已經到極限。我沒有養(yǎng)過海藻,不知道能否上罐發(fā)酵提高產率。不過這種聚醚類化合物毒性大的驚人,文中記載小鼠致死劑量是0.032mg/kg,比砒霜還厲害,聯(lián)想到結構類似刺尾魚毒素(maitotoxin,MTX)號稱目前人類發(fā)現的非蛋白類最強毒素。估計這種產率在自然培養(yǎng)水體下,已經不低了,而且已經有生態(tài)風險。 |

木蟲 (正式寫手)
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木蟲 (正式寫手)
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