Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Морские соединения смешанного биогенеза, например, имеющие гидрофобные фрагменты, образующиеся в результате ацетатного и мевалонатного направлений биосинтеза, и гидрофильные фрагменты углеводного происхождения, выделяются среди других метаболитов морского происхождения структурным разнообразием и часто проявляют перспективное для медицинского применения биологическое действие. Был продолжен поиск биологических источников новых вторичных метаболитов смешанного биогенеза преимущественно в губках и морских звездах, собранных в российских водах северо-западной части Тихого океана, Восточном секторе Арктики, а также в водах Вьетнама. Из образца губки № O47-247, предположительно Myxilla (Burtonanchora) kobjakovae (ранее этот вид назывался Melonanchora kobjakovae), выделили два ω-гликозилированных амида жирных кислот. По предварительным данным одно соединение является первым ω-гликозилированным амидом длинноцепной жирной кислоты без двойной связи в положении 5. Второе соединение является первым омега-дизамещенным биполярным производным жирной кислоты, содержащим первичный амид вместо остатка тирамина или дофамина в отличие от ранее изученных нами родственных соединений. Сочетанием колоночной хроматографии и обращенно-фазовой ВЭЖХ из полярных фракций этанольного экстракта вьетнамской губки Rhabdastrella globostellata выделены новые нор-изомалабарикановые кислоты, названные стеллеттинами W и X. Установлено, что стеллеттин W является первым изомалабарикановым производным с 13,14-эпоксидной группой в его структуре, а стеллеттин Х отличается от него присутствием 13,14-двойной связи вместо 13,14-эпокси-группы. Определена абсолютная стереохимия стереогенных центров в выделенных изомалабарикановых нор-тритерпеноидах. Ранее было высказано предположение о том, что среди морских губок, обитающих в акватории Вьетнама, источниками изомалабарикановых терпеноидов являются только представители вида Rhabdastrella globostellata. Это предположение было подтверждено нами изучением экстракта морской губки R. globostellata О63-136, из которого было выделено 4 индивидуальных метаболита, идентифицированных как ранее известные изомалабариканы. Было закончено структурное изучение стоникацидина А, уникального вторичного метаболита, выделенного из дальневосточной морской губки Lissodendoryx papillosa. Он является беспрецедентным гибридным природным продуктом, содержащим ядро углевода идоновой кислоты и бромпиррольные фрагменты, характерные для морских алкалоидов, и первым представителем нового структурного класса - алкалоидоуглеводов. Для установления его структуры применялись как современные физико-химические, так и синтетические методы для получения модельных соединений, необходимых для установления абсолютной стереохимии его L-идонового кора. Гибридные молекулы с остатком идоновой кислоты ранее не были найдены ни в наземных, ни в морских природных источниках. Исследование биологической активности показало, что стоникацидин А подавляет рост тест-штаммов бактерий Staphylococcus aureus и Escherichia coli, а также влияет на образование биопленок этих бактерий. Было установлено, что механизм антимикробного действия этого антибиотика связан с подавлением активности фермента сортазы А в болезнетворных бактериях. Первые природные сульфатированные липоаминокислоты обнаружены в 4-х образцах губок рода Antho, собранных у острова Беринга, установлены их предварительные структуры. Показано, что антоновые кислоты А–С являются N-(2-гидроксиэтил)-2-амино-15-(сульфоокси)эйкозановой, N-(2-гидроксиэтил)-2-амино-15-(сульфоокси)нонадекановой и N-(2-гидроксиэтил)-2-амино-19-метил-15-(сульфоокси)эйкозановой кислотами соответственно. Подобные липоаминокислоты ранее не были известны. На следующем этапе проекта планируется установить стереохимию асимметрических центров в этих соединениях. При помощи различных хроматографических методов из морской звезды Ceramaster patagonicus было выделено четыре новых стероидных гликозида, церамастерозиды A, B, D и E, и два ранее известных стероидных гликозида. Было установлено, что выделенные соединения имеют ряд структурных особенностей. В частности, в церамастерозиде B впервые был обнаружен остаток 3-O-Me-4-O-SO3-глюкопиранозы, который ранее не встречался в стероидных гликозидах морских звезд. Таким образом, было определено, что структурное разнообразие гликозидов полигидроксистероидов в морской звезде C. patagonicus значительно больше, чем было описано ранее. Была показана противовоспалительная и антиоксидантная активности стероидных гликозидов, полученных из морской звезды C. patagonicus, на мышиных микроглиальных клетках, что делает этот класс морских метаболитов перспективным для применения в медицине. Из морской звезды Leptasterias polaris acervata было выделено 4 цереброзида, 2 из которых являются новыми соединениями. Все соединения представляли собой глюкоцереброзиды Δ9-сфингозинового или Δ9-фитосфингозинового типа нормального строения с С14, С15 и С16 насыщенными 2-гидроксижирными кислотами. В настоящие время вещества подготовлены для исследования антимикробной и других видов биологической активности. Направлена в печать обзорная статья, касающаяся анализа структур и свойств биполярных липидов (болалипидов), содержащих два полярных концевых фрагмента и неполярную цепь (или цепи) между ними, из архей, бактерий и морских беспозвоночных, в том числе и открытых нашей группой. В нем обсуждены особенности структур, проблемы их выделения и установления строения, а также возможные пути биосинтеза, молекулярные аспекты их происхождения и некоторые особенности эволюции соответствующих продуцентов. По результатам работ на данном этапе выполнения проекта опубликованы 4 статьи и 3 тезисов докладов.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Были продолжены исследования морских соединений смешанного биогенеза. Эти необычные метаболиты, например, имеющие гидрофобные фрагменты, образующиеся в результате ацетатного и мевалонатного биосинтезов, и гидрофильные фрагменты углеводного происхождения, выделяются среди других веществ морского происхождения структурным разнообразием, и часто проявляют перспективное для медицинского применения биологическое действие. В том числе, установлено полное химическое строение первых четырех представителей сульфатированных липидных α-аминокислот, антоновых кислот А–С и антаминовой кислоты А, из морской губки Antho ridgwayi. Для определения абсолютной конфигурации при С-2 синтезировали (S)- и (R)-МТРА амиды десульфатированного метилового эфира антаминовой кислоты А, и применили модифицированный метод Мошера, который позволил установить 2S-конфигурацию в антаминовой кислоте А. Так как антаминовая кислота A, очевидно, является биосинтетическим предшественником антоновых кислот, абсолютная конфигурация антоновых кислот А–С была установлена как 2S. Для установления абсолютной конфигурации стереогенных центров при С-15 в антоновых кислотах А–С были получены (S)- и (R)-MTPA эфиры их десульфатированных метиловых эфиров. С помощью модифицированного метода Мошера установили 15R конфигурацию в антоновой кислоте В и 15S в антоновой кислоте С. Абсолютная конфигурация антоновой кислоты А была предложена как 15R на основе биогенетических представлений. Установлено, что антоновые кислоты A–C в концентрации 1 мкМ эффективно защищают клетки кардиомиоцитов H9c2 и нейробластомы SH-SY5Y в биотестах, моделирующих гипоксию и повреждения, вызванные ишемией/реперфузией, т.е. являются цитопротекторами. Из этанольного экстракта губки Monanchora pulchra был выделен новый алкалоид, монанхамид А. Установлено, что он представляет собой новый (2S)-N-(3-аминопропил)-2,16-дигидроксигексадеканамид. Предположено, что монанхамид А может образовываться из некоторых гуанидиновых пентациклических алкалоидов (например, монанхоцидина D или нормонанхоцидина D) под действием различных факторов, таких как температура, кислотность или УФ излучение. Монанхамид А показал цитотоксическую активность на клеточных линиях человека: моноцитарной лейкемии THP-1 и цервикальной карциноме HeLa с IC50 40.6 и 46.2 мкМ соответственно. Опубликована обзорная статья, касающаяся анализа структур и свойств биполярных липидов (болалипидов), содержащих два полярных концевых фрагмента и неполярную цепь (или цепи) между ними. Источниками этих необычных соединений являются археи, бактерии и морские беспозвоночные, в том числе и открытые нашей научной группой. В обзоре обсуждены особенности структур, проблемы выделения и установления строения, а также возможные пути биосинтеза липидов, молекулярные аспекты их происхождения и некоторые особенности эволюции соответствующих продуцентов. Обобщены и представлены в виде научного обзора результаты изучения биологической активности сфинголипидов морского происхождения, опубликованные с 2003 года по настоящее время. В него вошли литературные данные 69 источников, включающие информацию о биологической активности и химической структуре 155 индивидуальных соединений из 52 морских организмов. Обзор структурирован в соответствии с биологической активностью сфинголипидов и источниками их выделения, особое внимание уделено сфинголипидам, выделенным в виде индивидуальных веществ. Основными источниками сфинголипидов, рассматриваемыми в этом обзоре, являются морские грибы, морские губки и иглокожие. Большая часть информации о биологической активности этих веществ связана с их цитотоксическим действием. Из морской звезды Leptasterias polaris acervata было выделено два новых цереброзида, лептастериацереброзиды A и B, а также два известных цереброзида. Лептастериацереброзиды A и B представляют собой глюкоцереброзиды с С22,Δ9-сфингозиновым основанием, нормального типа, содержащие насыщенную С14 2R-гидроксижирную кислоту нормального типа и насыщенную С15 2R-гидроксижирную кислоту нормального типа соответственно. Сочетание необычного длинноцепочечного основания с 2-гидроксижирными кислотами встречается в цереброзидах чрезвычайно редко. Более того, присутствие 2-гидроксипентадекановой кислоты в лептастериацереброзиде B представляет химический интерес, поскольку жирные кислоты, содержащие нечетное число атомов углерода, являются редкими, что указывает на необычный путь биосинтеза. Это первое сообщение о сфинголипидах из морской звезды L. polaris acervata. Были исследованы антимикробная, уреазаингибиторная, цитотоксическая и цитопротекторная активности четырех цереброзидов, выделенных из L. polaris acervata. Все соединения значительно ингибировали активность уреазы по сравнению с тиомочевиной. Лептастериацереброзид A продемонстрировал значительную цитопротекторную активность на кардиомиоцитах H9c2, обработанных CoCl2, в то время как лептастериацереброзид В и известный астроцереброзид B оказались более эффективными цитопротекторами на клетках H9c2 при использовании в качестве цитотоксического агента TNF-α. Ранее было высказано предположение, что морские губки рода Rhabdastrella являются единственным известным источником изомалабарикановых тритерпеноидов. Нами был проведен химический скрининг губок, содержащих изомалабариканы, среди образцов, собранных в семи морских экспедициях у берегов Вьетнама (Южно-Китайское море), и проведена их достоверная идентификация с помощью морфологического и молекулярного (18S рРНК и 28S рРНК) анализов. В результате было обнаружено, что изомалабариканы содержатся в экстрактах девяти образцов губок, идентифицированных как Rhabdastrella globostellata. Химическое исследование образца R. globostellata (PIBOC O63-136) привело к выделению девяти изомалабарикановых тритерпеноидов, включая одно новое соединение, структура которого была установлена на основе данных ВР ИЭР МС и ЯМР. Для обнаружения, аннотации и характеристики химического разнообразия изомалабариканов в девяти образцах R. globostellata была применена комбинация ВЭЖХ-МС/МС, многомерного статистического анализа и метода построения молекулярных сетей. В результате во вьетнамской популяции этой губки обнаружены два основных хемотипа, содержащие индивидуальные наборы аннотированных соединений. Полученные данные показали также наличие в экстрактах R. globostellata ряда новых редких изомалабариканов, включая азотсодержащие метаболиты и гликозиды этого структурного класса. По результатам работ на данном этапе выполнения проекта опубликованы 4 статьи, включая 2 обзорные статьи, 1 статья принята в печать, 1 статья направлена в печать, исполнители проекта принимали участие в двух научных конференциях.