海洋天然产物是支撑创新药物研发的核心战略资源，立体化学构型是决定分子生物活性、作用选择性与成药前景的关键要素。大量研究已证实，同一平面结构对应的不同立体异构体，在药效强度、作用靶点甚至毒副作用上往往存在显著差异。复杂天然产物的立体构型确证是本领域亟待突破的共性瓶颈。

构型判定存在两大现实堵点。一是深海活性物质含量极微，多数难以得到高质量的单晶，X射线衍射法无法适用。二是多环稠合复杂骨架核磁信号严重重叠，常规NOESY实验无法采集到有效空间关联信息，难以给出可靠构型判定。两大堵点让大量新颖结构化合物构型长期存疑，进而影响后续成药性评价与新药开发进程。

针对这一领域痛点，我所海洋生物遗传资源重点实验室王伟毅团队以量子化学计算为核心突破口，构建集高精度构象搜索、多水平核磁参数计算、多维度手性光学性质分析、高精准质子间距模拟于一体的专用计算平台，突破传统方法对晶体样本的强依赖，大幅降低构型确证对样品丰度的严苛要求，为低丰度、非晶态海洋天然产物的立体构型确证提供关键技术支撑。目前团队正推进AI赋能的一体化智能体建设，推动复杂海洋天然产物结构解析全流程向自动化、智能化跃升。依托该平台，团队已累计发表相关领域SCI论文40余篇，部分成果先后发表于Analytical Chemistry、Journal of Natural Products、Chinese Chemical Letters、Bioorganic Chemistry等本领域权威期刊，形成了行业示范效应。

近日，王伟毅研究团队在美国化学会Journal of Natural Products（JNP）发表题为“Miasporone, an Anti-inflammatory Diterpenoid with a 6/7/5-Fused Tricyclic Core from the Deep-Sea-Derived Fungus Microascus algicola”的研究论文，王伟毅研究员为该论文通讯作者。

高压、寡营养的深海环境，使栖居其中的微生物演化出有别于陆生近缘物种的代谢途径。Microascus属真菌在海洋沉积物中分布广泛，但其次级代谢产物研究相对薄弱，骨架特殊的二萜此前鲜有报道。研究团队从其发酵产物中得到二萜化合物miasporone。该化合物具有6/7/5稠合三环骨架，分子中含五个手性中心，其中三个因核磁信号严重重叠而无法由常规NOESY判定构型，理论上存在八种非对映异构体。本研究首先采用CREST进行构象搜索，并依次在B3LYP/6-31G(d)和M06-2X/6-311+G(2d,p)水平完成几何优化与热力学评估，获得各构象的玻尔兹曼分布。随后，在mPW1PW91-SCRF/6-31+G(d,p)水平计算8种候选非对映异构体的GIAO 1H/13C NMR化学位移，通过化学位移偏差分析将候选范围缩减至2种，再以DP4+概率分析进一步区分并锁定相对构型。在此基础上，通过CAM-B3LYP/6-311G(d)对优选构型及其C-2差向异构体开展TDDFT-ECD平行计算：前者的模拟谱与实验谱在关键Cotton效应的符号和相对强度上吻合，结合分子轨道分析对特征Cotton效应电子跃迁来源的归属，并以CAM-B3LYP/6-311+G(2d,p)水平计算的玻尔兹曼加权比旋光度与实验值交叉验证，最终确定miasporone的绝对构型为（1S,2R,5S,9S,10S）（图1左）。

Miasporone在浓度高达 20 μM 时仍未显示明显细胞毒性，可剂量依赖性地逆转脂多糖诱导的M1极化——抑制一氧化氮生成、清除线粒体活性氧、下调NLRP3表达。通路干预实验进一步表明，其抗炎作用经由线粒体ROS–NLRP3轴实现（图1右）。在完全弗氏佐剂诱导的小鼠炎性疼痛模型中，2 mg/kg连续2天腹腔给药可缓解机械痛敏与热痛敏、恢复步态协调、减轻足底充血肿胀，效果与同等剂量的阳性药地塞米松相当，给药期间小鼠体重无显著变化（图2）。

该研究拓展了Microascus属二萜的化学空间，也为抗炎先导化合物的发现提供了结构新颖的候选分子模板。

本研究获得国家自然科学基金、福建省科技计划项目、厦门市自然科学基金等项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.jnatprod.6c00851。

图1 深海真菌来源二萜miasporone的结构解析（左）和细胞水平活性评价（右）

图2 深海真菌来源二萜miasporone的动物水平活性评价