[发明专利]具有细胞毒活性的吲哚咔唑类生物碱及制备方法、用途

说明书

针对现有技术中吲哚咔唑生物碱所存在的问题，本发明提供了具有细胞毒活性的吲哚咔唑生物碱及其制备方法。本发明采用通过生物技术手段构建的重组菌株，通过对STA生物合成基因簇spc进行了定向改造，获得新的吲哚咔唑生物碱，为吲哚咔唑生物碱的组合生物合成研究开辟了新的思路。本发明所述的具有细胞毒活性的吲哚咔唑类生物碱对癌细胞株均具有良好的抑制作用；而且与STA相比，其对人正常肝细胞LO₂的毒性大大降低，因此，具有用于开发治疗与蛋白激酶相关疾病药物的潜能。此外，本发明所述的方法易于操作和实施，可以实现工业化的大量生产，具有广阔的应用前景和巨大的商业价值。

技术领域

本发明属于生物技术和活性化合物制备领域，具体涉及利用生物技术手段构建了一株产生吲哚咔唑生物碱星形孢菌素衍生物的重组菌株，从其发酵产物中得到具有细胞毒活性的吲哚咔唑类化合物。

背景技术

吲哚咔唑类生物碱具有多样的化学结构和广泛的生物学活性，包括抗细菌、抗真菌、抗病毒、抑制血小板凝集和抗肿瘤等。其中，抗肿瘤作用一直是研究的热点。1977年，Omura等从链霉菌Streptomyces staurosporeus中分离出了第一个吲哚咔唑类生物碱星形孢菌素staurosporine(STA)，研究表明，STA具有极强的蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)抑制活性，IC₅₀达到2.7nmol/L。PKC是一组磷脂依赖性的蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶，其在肿瘤的发生、发展和转移中均发挥着重要作用，是非常有价值的抗肿瘤药物潜在分子靶点。STA对PKC的抑制作用表现在其能够竞争性地结合到PKC的ATP结合位点上，抑制酶的活性，从而影响细胞周期，产生抗肿瘤活性。

此外，研究还发现STA对多种蛋白激酶都具有抑制活性，但是其抑制的非特异性导致毒性较大，限制了其临床应用。因此，通过化学手段对其衍生物进行开发的研究不断深入，目前已有多种STA衍生物进入临床研究，例如，UCN-01目前处于治疗淋巴瘤和乳腺癌的II期临床研究；Lestaurtinib(CEP-701)已于2006年被FDA批准作为治疗急性骨髓性白血病的孤儿药，同时还进入了成人实体瘤的I期临床和多种骨髓瘤、前列腺癌的II期临床研究；2017年4月，Midostaurin被FDA批准，可与化疗疗法联合用于新确诊的FLT3突变阳性的急性骨髓性白血病(AML)初治患者。然而，化学合成往往需要复杂的合成步骤，并产生有毒物质，造成环境污染，从而增加生产成本。