从红槟榔（Piper crocatum）中分离出的Cassipourol：针对白色念珠菌（Candida albicans）的分子对接及ADMET分析

《Results in Chemistry》：Cassipourol isolated from red betel ( Piper crocatum): Molecular docking and ADMET analysis against Candida albicans

　　抗真菌活性、红 betel、分子对接、CYP51酶、ADMET分析、念珠菌、二萜类化合物、结构鉴定、药代动力学、联用策略|

　　在现代社会中，真菌感染已成为一种日益严重的公共卫生问题。近年来，随着抗生素的广泛使用，抗真菌药物的耐药性问题也逐渐显现，这对治疗效果和患者健康构成了挑战。特别是口腔念珠菌病（Oral Candidiasis），它是一种由**白念珠菌**（*Candida albicans*）引起的常见真菌感染，主要影响口腔区域。由于其高发病率和对特定人群（如使用义齿、唾液分泌减少或免疫功能低下者）的显著影响，寻找新的抗真菌药物成为重要的研究方向。

在传统医学中，红槟榔（*Piper crocatum*）作为一种广泛使用的草药，因其具有抗菌、抗炎、抗氧化和抗癌等多种生物活性而受到关注。在印尼，红槟榔常被用于治疗由真菌引起的疾病，例如口腔念珠菌病和阴道分泌物异常。然而，尽管红槟榔在传统医学中的应用历史悠久，目前对其提取物中具有直接抗真菌活性的化合物进行系统研究和机制预测的工作仍较为有限。因此，本研究通过生物活性引导的分离方法，从红槟榔叶片的甲醇提取物中首次分离并鉴定出一种具有潜在抗真菌活性的化合物——**卡西普罗醇**（Cassipourol），并进一步评估其作用机制。

### 化合物的分离与鉴定

本研究首先对红槟榔的叶片进行了系统提取。采集的红槟榔新鲜叶片在2022年9月于印尼西爪哇省的贝卡西地区获得。随后，使用甲醇进行常温浸泡提取，提取液经过浓缩后得到约15克的固体浓缩物。接着，通过柱层析法对提取物进行分级分离，最终获得11个不同的组分（F1–F11）。其中，F1和F3组分表现出较强的抗真菌活性，进一步通过薄层色谱法（TLC）进行分析，确认F3组分中包含单一化合物——卡西普罗醇（1）。

为了进一步确认卡西普罗醇的结构，研究人员采用核磁共振（NMR）分析，包括1D和2D NMR技术，以及质谱（MS）分析。这些方法结合已有的文献数据，成功鉴定了卡西普罗醇的分子结构。卡西普罗醇在高分辨率电喷雾电离质谱（HR-ESI-MS）中显示为正离子模式，其分子离子峰为[M+H]? 295.4750，表明其分子量为294.52 Da。红外光谱（IR）分析进一步支持了其结构特征，显示出3335.2、2925.8、1668.7和1462.8 cm?1的吸收峰，这些数据与常见的萜类化合物特征一致。

### 抗真菌活性评估

为了评估卡西普罗醇的抗真菌活性，研究团队采用**纸片扩散法**（Kirby-Bauer disk diffusion method）对不同组分进行筛选，并选择F3组分进行进一步分析。结果显示，卡西普罗醇在2.5%和5%浓度下表现出中等抗真菌活性，而7.5%浓度下则显示出较强的活性。为了进一步量化其抗真菌效果，研究人员进行了**最小抑菌浓度**（MIC）和**最小杀菌浓度**（MFC）测试。实验表明，卡西普罗醇对* C. albicans* ATCC 10231的MIC值为625 μg/mL，属于中等活性范围。

为了深入理解卡西普罗醇的抗真菌机制，研究团队还进行了**分子对接**（molecular docking）实验，分析其与* C. albicans*多种关键酶的结合能力。选择的酶包括N-肉豆蔻酰转移酶（NMT）、分泌天冬氨酸蛋白酶（SAP5）、Geranylgeranyl转移酶类型1亚基α（GGTase）、二氢叶酸还原酶（DHFR）以及甾醇14α-脱甲基酶（CYP51）。这些酶在真菌的生长和致病性中扮演重要角色，例如CYP51是合成麦角固醇（ergosterol）的关键酶，其抑制将导致真菌细胞膜的流动性下降，从而影响细胞功能。

分子对接结果显示，卡西普罗醇对CYP51的结合亲和力（binding affinity）为-8.02 kcal/mol，显著高于常用的抗真菌药物——氟康唑（-6.77 kcal/mol）。这一结果表明，卡西普罗醇可能通过与CYP51的结合，影响真菌细胞膜的合成，从而发挥抗真菌作用。此外，卡西普罗醇对NMT、SAP5和GGTase的结合亲和力也高于氟康唑，显示出其可能通过多靶点抑制机制来对抗* C. albicans*。值得注意的是，卡西普罗醇的结合亲和力与其分子结构密切相关，特别是其非极性的特性，使其能够更有效地与非极性酶结合。

### 与类似化合物的比较

为了进一步探讨卡西普罗醇的抗真菌潜力，研究团队还将其与另一类萜类化合物——**卡西普鲁醇甲酸酯**（Cassipouryl formate）以及**菲托醇**（Phytol）进行了比较。卡西普鲁醇甲酸酯是从另一种植物（*Syzgium fluviatile*）中分离出的化合物，其结构中含有酯基，而菲托醇则是一种常见的二萜类化合物。分子对接结果显示，卡西普鲁醇甲酸酯在多个酶的结合亲和力上优于卡西普罗醇，尤其是对CYP51和DHFR的结合能力更强。这可能与其酯基的存在有关，酯基能够增强分子与酶的相互作用，提高其抗真菌活性。

另一方面，菲托醇由于结构简单，缺乏环状结构，因此在结合亲和力上低于卡西普罗醇。这一发现表明，分子结构的复杂性和功能性基团的种类对抗真菌活性具有重要影响。因此，通过结构修饰或优化，可能进一步提升卡西普罗醇的抗真菌能力。

### 药物性质预测与药代动力学分析

除了抗真菌活性评估，研究团队还对卡西普罗醇及其衍生物进行了**ADMET（吸收、分布、代谢、排泄和毒性）**预测分析。ADMET是评估化合物作为药物潜力的重要参数，其中水溶性、肠道吸收率、血脑屏障（BBB）穿透性以及中枢神经系统（CNS）渗透性是关键指标。

根据预测结果，卡西普罗醇的水溶性较低（log mol/L ~ 7.0），但其肠道吸收率较高（>90%），表明其具有一定的口服生物利用度。然而，其**logP值**（5.97）超过推荐的阈值（<5），这可能影响其在体内的分布和代谢过程。此外，卡西普罗醇的**血脑屏障渗透性**（log BBB）和**CNS渗透性**（log PS）均较高，这表明其可能具有一定的中枢神经系统作用。不过，由于研究的目标是治疗微生物感染，而非针对中枢神经系统疾病，因此这一特性可能限制其作为口服药物的适用性。

在代谢方面，卡西普罗醇被预测可能抑制CYP1A2酶，而该酶在体内参与多种内源性底物的代谢，包括褪黑素（melatonin）。抑制CYP1A2可能导致代谢异常，进而影响药物的安全性。因此，尽管卡西普罗醇在抗真菌方面表现出一定的潜力，但其潜在的代谢风险需要进一步研究。

在毒性方面，卡西普罗醇的**LD??值**（半数致死量）被预测为1.82–1.85 mg/kg，属于**高度致命**的范围。相比之下，常用的抗真菌药物如**两性霉素B**（Amphotericin B）和其脂质体形式（AmBisome）的LD??值分别为约2.23 mg/kg和2.72 mg/kg，说明卡西普罗醇的毒性可能高于这些药物。然而，两性霉素B通常通过静脉或局部给药方式使用，而卡西普罗醇由于其高毒性，可能更适合用于**局部抗真菌治疗**，如口腔喷雾或外用凝胶，而非口服药物。

### 未来研究方向与应用前景

尽管卡西普罗醇显示出一定的抗真菌潜力，但其**ADMET性质**和**毒性**可能限制其作为口服药物的开发。因此，研究团队建议通过**前药策略**（prodrug strategy）或**结构优化**来改善其药代动力学特性。例如，通过去除或替换某些功能基团，可以降低其脂溶性，从而减少对CYP1A2的抑制作用，提高其安全性。

此外，卡西普罗醇的高毒性也提示其可能更适合作为**辅助药物**（adjuvant drug）或**联合治疗**的一部分。类似地，天然产物如**小檗碱**（Berberine）在抗真菌和抗生物膜方面表现出显著活性，但其口服应用受限于**生物利用度低**和**肝毒性**。因此，小檗碱常与氟康唑或两性霉素B联合使用，以增强疗效并减少耐药性风险。这种策略可能同样适用于卡西普罗醇，使其在不增加剂量的情况下发挥更好的抗真菌效果。

### 传统医学与现代科学的结合

红槟榔作为传统医学中的重要草药，其抗真菌作用已有多项研究支持。然而，现代科学方法的引入使得我们能够更系统地研究其活性成分，并探索其作用机制。通过分子对接、ADMET预测和药代动力学分析，研究团队不仅验证了红槟榔的抗真菌潜力，还为未来药物开发提供了新的思路。这种结合传统医学与现代科学技术的方法，有助于发现更多具有临床价值的天然产物。

综上所述，卡西普罗醇作为一种从红槟榔中分离出的萜类化合物，显示出对* C. albicans*的中等抗真菌活性，并且在分子对接分析中表现出对多种关键酶的多靶点抑制能力。然而，其ADMET性质和毒性提示其在作为口服药物方面存在挑战。因此，未来的研究应集中在**结构优化**、**前药设计**以及**联合治疗策略**上，以提高其安全性和有效性。这一发现不仅为抗真菌药物的开发提供了新的候选分子，也进一步验证了红槟榔在传统医学中的应用价值。