微量天然产物的立体结构解析，长期以来一直是天然产物化学领域的“卡脖子”难题。传统方法高度依赖单晶X射线衍射，而绝大多数海洋来源的微量化合物难以获得高质量晶体，导致其绝对构型确证极具挑战。

为破解这一瓶颈，我所海洋生物遗传资源重点实验室王伟毅研究员团队近年来构建了一套本地化、模块化量子化学计算平台，涵盖：构象搜索、化学位移计算、耦合常数计算、手性光学性质计算和质子间距离计算等。

平台显著提升了低丰度、非晶态天然产物的结构解析与立体构型确证效率，突破了传统晶体依赖的局限。目前已支撑发表天然产物领域SCI论文近30篇，部分成果发表于Analytical Chemistry、Journal of Natural Products、Chinese Chemical Letters、Bioorganic Chemistry、Organic & Biomolecular Chemistry、Fitoterapia等国际权威期刊。

运用该平台，我所王伟毅研究员团队与陕西省天然产物化学生物学重点实验室韩文博教授合作，基于“多谱学数据+量子化学计算”协同策略，成功实现了十元内酯类微量天然产物绝对构型的确证。成果以“Discovery of novel ten-membered lactones as osteoblastogenesis agents targeting Wnt/β-catenin signaling pathway”为题，发表于国际期刊《Bioorganic Chemistry》，西北农林科技大学韩文博教授与自然资源部第三海洋研究所王伟毅研究员为本文共同通讯作者。

在本研究中，针对毫克级样品，将多谱学实验与量子化学计算深度融合，构建了“二维NMR（COSY、HMBC、HECADE）+13C NMR化学位移计算（DP4+概率分析）+TD-DFT ECD模拟+改进Mosher酯化法+单晶X射线验证”的一体化绝对构型确定策略。借助量子化学计算平台，利用常规的实测NMR与CD数据，即可高置信度完成立体化学解析，规避了传统单晶培养的瓶颈。该研究确证了12个新型十元内酯crispatumines A–L的绝对构型（包括罕见的氧桥联同型二聚体、吡喃并十元内酯多环体系及氧化裂解产物），为后续Wnt/β-catenin信号通路介导的成骨活性筛选提供了坚实结构基础。

本研究获得国家自然科学基金面上项目、陕西省创新能力支持计划、福建省科技计划项目等资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2026.109768