海洋天然產物
海洋天然產物
大自然源源不斷的為人類提供廣泛且不同種屬、不同結構的具有藥物價值的活性物質。這些藥物已經被證明是治療嚴重疾病的必需品，或者作為新藥物製劑的先導物。直到如青霉素、鏈黴素等抗生素的發現，從而打破在高等陸生生物中找物質的想法。因此,70年代以來人們把方向看向佔有地球70%面積的海洋。從海水、海底沉積土到海洋動植物，以及一些熱泉涌、水熱狹縫等，包羅萬象的生態圈,造就了海洋微生物這樣一個複雜多樣的群體，同時，形成了獨特的有別於陸地微生物的代謝產物。海洋生物的多樣性、複雜性和特殊性更是驅動了人們尋找海洋生物活性物質的決心與信心。1951年Bergmann and Feeney報道從隱南瓜海。
目錄
海洋生物的代謝物。其中的蛋白質、核酸、多糖等大分子物質，有專門的研究，不在此列。這裡主要指分子量較低、結構特殊的次級代謝物。它們具有各種生物活性，如有的是在生物體內能調節個體各細胞間的功能的激素；有的是在生物同種或異種內通過海水介質而相互作用的化學傳訊物質，即信息素。它們有能夠誘導交配、逃避、洄遊、識別、告警等各種行為。對釋放信息素的生物有利的，稱為利己信息素；對接受傳訊物質一方有益的，為利他信息素。有的代謝物為含鹵化合物和含氮化合物，它們往往有毒，為化學防禦信息素，並有抗菌、殺蟲、降血脂、抗腫瘤、抗癌等藥效，這些天然產物，也是構成海水溶解有機物的組成部分（見海水有機物）。
古代曾利用某些海洋生物的毒性和驅蛔蟲藥效以治病，但真正對海洋天然產物的化學研究，是從20世紀30年代對海洋無脊椎動物沙蠶毒素的研究開始的。50年代對海藻的海人草酸的研究，60年代對河豚毒素的化學研究等，都是早期有代表性的工作。70年代以來，人們為了向海洋探索新藥物，加上有機化學的分離和分析技術的發展，加速了對海洋天然產物的研究。
已分離出的海洋天然產物，按不同的化學結構，可歸納為：萜類化合物，甾體化合物，芳香族化合物，非異戊二烯化合物，含氮化合物等。
① 萜類化合物。以異戊二烯單元頭尾連接起來的化合物。有單萜(C10)、倍半萜(C15)、二萜(C20)、三萜(C30)等，多數萜含有鹵素，屬於有化學防禦傳訊作用的信息素或抗生素等。如紅藻凹頂藻，是含萜的種類最多的海洋生物；從軟珊瑚分離的二萜具有抗癌活性。
② 甾體化合物。從魚類、海綿、甲殼動物、棘皮動物和海藻等海洋生物中，已分離出100多種3-羥基甾體化合物。一種生物往往可含數種甾醇。這類物質屬於信息素或具有藥效。例如：雌蟹在蛻皮前放出的蛻皮激素，是一種甾醇，能引誘雄蟹在旁邊保護自己蛻皮，蛻皮之後，進行交尾；海星所含的皂角苷，是含硫酸基和糖的甾酮，有細胞毒性、溶血性和抗病毒等藥物活性。
③ 非異戊二烯化合物。多數是在脂肪酸的生物合成或代謝過程中生成的非異戊二烯結構的一類化合物，其中有的為含炔化合物、脂肪類化合物、含硫化合物等。從官能團、分子骨架上看，它們都與陸地生物來源的該類化合物截然不同。從網翼藻、水雲等的雌配子體釋放出的信息素，能吸引雄性配子體進行交配。凹頂藻和柳珊瑚分別所含的脫溴海兔素和前列腺素都具有顯著的藥物活性。
④ 芳香族化合物。從海綿、海藻（特別是凹頂藻、松節藻、多管藻等紅藻）等海洋生物中，可分離出多種溴代酚化合物。例如：從松節藻科海藻、海綿、蠕蟲等分離出的三溴代酚、二聯酚醚、三聯酚醚等；從海綿中分離出溴代吡咯化合物等。它們都具有不同程度的抗菌活性，可作為藥物。
⑤ 含氮化合物。海洋生物的次級代謝物中，有許多含氮化合物，其中有結構較簡單的特殊的氨基酸。例如：從紅藻分離出的海人草酸，是有效的驅蛔蟲劑；從海帶分離出的海帶氨酸，具有降血脂和降血壓的藥效。還有許多海洋動物所含的結構較複雜的有毒的含氮化合物，如從河豚分離出的河豚毒素，是該生物的防禦信息素。常用其研究神經系統的興奮現象，並用它作為癌症後期緩解疼痛的藥物。從沙蠶分離出的沙蠶毒素，含氮和硫，對魚有毒，具有殺蟲性能，已根據其化學結構合成出有效的稻田殺蟲劑。石房蛤以膝溝藻為餌，結果，從這兩者都分離出石房蛤毒素，其毒性與河豚毒素相似。從日本駿河灣的日本東方螺中分離出的駿河毒素，是一種防禦傳訊物質。
海洋生物代謝物的化學結構的多樣性和特異性，是陸地生物所不能比擬的。通過對它們的結構及其對生物的生理行為的研究，可進一步了解海洋生物在同種之間和異種之間賴以相互依存和相互聯繫的化學物質基礎。從這些特殊的化合物在各種生物中的分佈狀況，可探求生物演化的化學特徵，並可作為生物化學分類的依據。為了開發利用海洋的藥物資源，沿海國家先後設立了專門的研究機構，對海洋生物代謝物進行了大量的藥物篩選工作，已確定了一些比較有效的抗菌、殺蟲、抗腫瘤和抗癌的化合物，為製備新藥物提供了新途徑。
參考書目
日本化學會編：《海洋天然物化學》,化學総說,No.25，學會出版センタ一，1979。
P.J.Scheuer，Marine NaturalProducts，Chemicaland Biological Perspectives， Vol.1， Vol.2，Academic Press，New York，1978.