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allen.tsui金蟲 (正式寫手)
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《讀懂天然產(chǎn)物系列》-5-”面朝大海,不只花開“-讀一篇”龍“形天然產(chǎn)物文獻
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您的選擇:《讀懂天然產(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)不得不引起科學家的注意,經(jīng)過調(diào)查,科學家發(fā)現(xiàn)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(diào)研與分析上。" 在查閱Karenia(凱倫藻屬)其他種時,研究者發(fā)現(xiàn)同屬的Karenia brevis(短凱倫藻)和Karenia mikimotoi(米氏凱倫藻)能分別產(chǎn)生brevetoxins和gymnocins毒素,那么 Karenia brevisulcata那么Karenia brevisulcata是否也產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(shù)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(xiàn)在核磁圖譜上就很復雜了,所以在解析過程中可能會出現(xiàn)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。基于前人對類似結構的解析經(jīng)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(xiàn)的物種(Karenia brevisulcata)中,且結構很新穎。Brevisulcenal-F出自一個新被發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(shù),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(jīng)過很嚴謹?shù)膶嶒灥玫降。首先,?jīng)過各種常規(guī)的波譜學實驗得到Brevisulcenal-F的結構,最后又經(jīng)過MS/MS實驗進一步確認。我想,這么嚴謹?shù)膶嶒灍o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(chǎn)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(chǎn)物的相關綜述。NPR上幾乎每年一篇對海洋天然產(chǎn)物的綜述,現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)物系列》 | 實驗事故---要命呀 | 讀懂天然產(chǎn)物系列 |
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(xiàn)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(zhì)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(xiàn)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! |
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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(jīng)常用到,而且能分清自旋體系,很給力。 2.文中為了把核磁數(shù)據(jù)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(jīng)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(jīng)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(chǎn)率問題。培養(yǎng)量已經(jīng)達到了1450L,估計已經(jīng)到極限。我沒有養(yǎng)過海藻,不知道能否上罐發(fā)酵提高產(chǎn)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(xiàn)的非蛋白類最強毒素。估計這種產(chǎn)率在自然培養(yǎng)水體下,已經(jīng)不低了,而且已經(jīng)有生態(tài)風險。 |

榮譽版主 (職業(yè)作家)
kerry
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專家經(jīng)驗: +726 |
曾幾何時,自己也曾懷著一腔熱血想從事海洋天然產(chǎn)物的研究,但是老板沒給這個機會,現(xiàn)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(chǎn)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(jīng)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(xiàn)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! ![]() ![]() |

木蟲 (正式寫手)
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(zhì)子性溶劑,化合物1 的OH 信號會出現(xiàn)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(zhì)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(xiàn)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(jīng)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(xiàn)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(jù)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,差值可能很小),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(jù)qc定,不知我闡述得清楚否? 如果不清楚,還望大家補充啊 |

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祝福 [ 發(fā)自小木蟲客戶端 ] |
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木蟲 (正式寫手)
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