Исследования тритерпеновых гликозидов голотурий

ИССЛЕДОВАНИЯ ТРИТЕРПЕНОВЫХ ГЛИКОЗИДОВ ГОЛОТУРИЙ (HOLOTHURIOIDEA, ECHINODERMATA) ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ МОРЕЙ РОССИИ

Голотурии или “морские огурцы”, - являются представителями типа иглокожих (Echinodermata), включающего, помимо класса голотурий (Holothurioidea), морских лилий (Crinoidea), морских звезд (Asteroidea), офиур (или змеехвосток) (Ophiuroidea) и морских ежей (Echinoidea). Голотурии широко распространены по всему Мировому океану: от Арктики до берегов Антарктиды и от литорали до глубины 11 км - во всех океанах и морях с нормальной солёностью воды. Многие голотурии являются ведущими видами биоценозов и на больших глубинах, где они являются господствующей группой, их биомасса может достигать 90% от суммарной биомассы. Несколько десятков видов голотурий, в основном тропических, употребляются в пищу человеком и используются в традиционной восточной медицине как лекарственное средство. Кукумария японская (Cucumaria japonica), кукумария фрондоза (Cucumaria frondosa) и дальневосточный трепанг (Apostichopus japonicus) являются в нашей стране объектами промысла, а трепанг, кроме того, ещё и потенциальный объект марикультуры.
    Отличительной особенностью голотурий является способность к наработке тритерпеновых гликозидов. Эта способность крайне редка для животных и более характерна для растений. Эти биологически активные вещества обладают гемолитическим, ихтиотоксическим, антигрибковым и противоопухолевым действием, а в последние годы открыто, что они обладают иммуностимулирующими, адьювантными и радиопротекторным свойствами. Интерес к гликозидам голотурий определялся также тем, что эти вещества обладают определённой таксономической специфичностью и используются в качестве признаков для уточнения систематики голотурий и установления путей их эволюции.
     Изучение биологической роли и физиологической активности этих соединений, связи между структурой и активностью, создание новых лекарственных средств на их основе невозможны без знания полных структур этих соединений. В последние годы сотрудниками лаборатории химии морских природных соединений Тихоокеанского института биоорганической химии ДВО РАН установлены структуры нескольких десятков тритерпеновых гликозидов из голотурий, в том числе и дальневосточных. Структуры этих веществ варьируют по многим относительно независимым признакам: числу и положению двойных связей, гидроксильных, ацетатных и других функциональных групп в агликоне, а также по числу, положению и природе моносахаридных остатков, числу и положению сульфатных групп в углеводных цепях. Эти вещества специфичны для подсемейств, родов и видов голотурий. Они обладают мощным мембранолитическим действием, связанным с образованием комплексов с 5(6)-ненасыщенными стеринами мембран клеток-мишеней. Это обусловливает широкий спектр их биологической активности, в том числе сильное ихтиотоксическое действие, как результат повреждения жаберных капилляров рыб и способствует эффективной защите голотурий - малоподвижных животных, как правило, мягкотелых, лишенных жесткого скелета, против хищных рыб. Эти обстоятельства делают гликозиды голотурий уникальным модельным объектом для исследования общих закономерностей эволюции вторичных метаболитов.      Сравнение особенностей строения гликозидов в тех или иных таксономических группах позволило выявить основные тенденции в эволюции этих веществ и показать, измеряя их мембранолитическую активность, что такая эволюция шла с усилением защитного ихтиотоксического действия. С помощью такого подхода мы показали, что к описанию эволюции гликозидов голотурий применимы некоторые сравнительно-морфологических концепции, использовавшиеся ранее только в сравнительной анатомии, а морфологические закономерности эволюции действуют и на уровне вторичных метаболитов, являясь наиболее общими закономерностями их эволюции [1-5].
    В настоящее время подробно изучена сумма гликозидов тихоокеанской промысловой голотурии Cucumaria japonica [6-9] Формула основного компонента которой - кукумариозид А₂-2 - приведена на рисунке.

Кроме голотурии Cucumaria japonica, в последние годы изучались следующие голотурии обитающие в Дальневосточных морях России: Cucumaria miniata [9], Cucumaria koraiensis. [10], Eupentacta fraudatrix [11], Duasmodactyla kurilensis. [12], Psolus eximius [13-15], Paracaudina ransonetii [16], Pseudostichopus trachus [17], Pentamera calcigera. Почти все они содержат необычные по своему строению гликозиды.

НЕКОТОРЫЕ ПОСЛЕДНИЕ РАБОТЫ:
1. Калинин В. И. Морфологические закономерности в эволюции тритерпеновых гликозидов голотурий (Holothurioidea, Echinodermata) // Журн. общ. биологии. 1992. Т. 53, N 5. С. 672 - 688.
2. Калинин В. И., Левин В. С., Стоник В. А. Химическая морфология: Тритерпеновые гликозиды голотурий (Holothurioidea, Echinodermata). Владивосток: Дальнаука, 1994. 284 с.
3. Kalinin V. I., Anisimov M. M., Prokofieva N. G., Avilov S. A., Afiyatullov Sh. Sh., Stonik V. A. Biological Activities and Biological Role of Triterpene Glycosides from Holothuroids (Echinodermata) // Echinoderm Studies / Ed. Jangoux M., Lawrence J. M. A. A. Balkema, Rotterdam, Brookfield: 1996. V. 5. P. 139 - 181.
4. Kalinin V. I., Prkofieva N. G., Likhatskaya G. N., Schentsova E. B., Agafonova I. G., Avilov S. A., Drozdova O. A. Hemolytic Activities of Triterpene Glycosides from the Holothurian Order Dendrochirotida: Some Trends in the Evolution of This Group of Toxins // Toxicon. 1996. V. 34, N. 4. P. 475 - 483.
5. Kalinin V. I., Stonik V. A. Application of Morphological Trends of Evolution to Phylogenetic Interpretation of Chemotaxonomic Data // J. Theor. Biol. 1996. V. 180. P. 1 - 10.
6. Авилов С. А., Стоник В. А., Калиновский А. И. Строение четырех новых - тритерпеновых гликозидов из голотурии Cucumaria japonica // Химия природ. соедин. 1990. № 6. С. 787 - 792.
7. Дроздова О. А., Авилов С. А., Калиновский А. И., Стоник В. А., Мильгром Ю. М., Рашкес Я. В. Новые гликозиды из голотурии Cucumaria japonica // Химия природ. соедин. 1993. № 2. С. 242-248.
8. Дроздова О. А., Авилов С. А., Калиновский А. И., Стоник В. А., Мильгром Ю. М., Рашкес Я. В. Трисульфатированные гликозиды из голотурии Cucumaria japonica // Химия природ. соедин. 1993. № 3. С. 369 - 374.
9. Drozdova O. A., Avilov S. A., Kalinin V. I., Kalinovsky A. I., Stonik V. A., Riguera R., Jimenez C. Cytotoxic triterpene glycosides from Far-Eastern sea cucumbers belonging to the genus Cucumaria. Liebigs Annalen. 1997. № 11. P. 2351 - 2356.
10. Avilov S. A., Kalinovsky A. I., Stonik V. A., Kalinin V. I., Riguera R., Jimenez C. Koreoside A, a new nonholostane triterpene glycoside from the sea cucumber Cucumaria koraiensis // J. Nat. Prod. (Lloydia). 1997. V. 60, № 8. Р. 808-810.
11. Avilov S. A., Kalinin V. I., Makarieva T. N., Stonik V. A., Kalinovsky A. I. Structure of cucumarioside G2, a novel nonholostane glycoside from the sea cucumber Eupentacta fraudatrix // J. Nat. Prod. (Lloydia). 1994. V. 57, № 8. P. 1166 - 1171.
12. Авилов С. А., Калиновский А. И., Стоник В. А. Два новых тритерпеновых гликозида из голотурии Duasmodactyla kurilensis // Химия природ. соедин. 1991. № 2. С. 221 - 226.
13. Калинин В. И., Калиновский А. И., Стоник В. А. Структура псолюсозида А - основного тритерпенового гликозида из голотурии Psolus fabricii // Химия природ. соединений. 1985. № 2. С. 212 - 217.
14. Калинин В. И., Калиновский А. И., Стоник В. А., Дмитренок П. С., Елькин Ю. Н. Структура псолюсозида В - неголостанового тритерпенового гликозида из голотурий рода Psolus // Химия природ. соединений. 1989. № 3. С. 361 - 368.
15. Kalinin V. I., Avilov S. A., Kalinina E. Y., Korolkova O. G., Kalinovsky A. I., Stonik V. A., Riguera R., Jimenez C. Structure of eximisoside A, a novel triterpene glycoside from the Far-Eastern sea cucumber Psolus eximius // J. Nat. Prod. (Lloydia) 1997. V. 60, № 8. Р. 817 - 819.
16. Калинин В.И., Малютин А.Н., Стоник В.А. Каудинозид А - новый тритерпеновый гликозид из голотурии Paracaudina ransonetii // Химия природ. соедин. 1986. № 3. С. 378 - 379.
17. Калинин В. И., Стоник В. А., Калиновский А. И., Исаков В. В. Структура псевдостихопозида А - основного тритерпенового гликозида из голотурии Pseudostichopus trachus // Химия природ. соедин. 1989. № 5. С. 678 - 684.

АВИЛОВ Сергей Анатольевич, к.х.н., ст.н.с.Лаборатория химии морских природных соединений Тихоокеанского института биоорганической химии ДВО РАН

КАЛИНИН Владимир Иванович, к.х.н., ст.н.с.Лаборатория химии морских природных соединений Тихоокеанского института биоорганической химии ДВО РАН

Тел.: +7(4232)-31-11-68
FAX: +7(4232)-31-40-50
E-mail: kav@piboc.marine.su