Synthesis of nature product kinsenoside analogues with anti-inflammatory activity

Article abstract of DOI:10.1016/j.bmc.2020.115854

Kinsenoside is the major bioactive component from herbal medicine with a broad range of pharmacological functions. Goodyeroside A, an epimer of kinsenoside, remains less explored. In this report we chemically synthesized kinsenoside, goodyeroside A and their analogues with glycan variation, chirality inversion at chiral center(s), and bioisosteric replacement of lactone with lactam. Among these compounds, goodyeroside A and its mannosyl counterpart demonstrated superior anti-inflammatory efficacy. Furthermore, goodyeroside A was found to suppresses inflammatory through inhibiting NF-κB signal pathway, effectively. Structure-activity relationship is also explored for further development of more promising kinsenoside analogues as drug candidates.

Full text of DOI:10.1016/j.bmc.2020.115854

Bioorg. Med. Chem. xxx (xxxx) xxx
Contents lists available at ScienceDirect
Bioorganic & Medicinal Chemistry
journal homepage: www.elsevier.com/locate/bmc
Synthesis of nature product kinsenoside analogues with
anti-inflammatory activity
,
,
,
,*
Wei Songa 1, Yong Suna 1, Lintao Xua, Yajing Sunb, Tianlu Lia b, Peng Pengb
,
,
*
Hongxiang Loua
a Key Laboratory of Chemical Biology of Ministry of Education, School of Pharmaceutical Sciences, Shandong University, Jinan 250012, PR China
b National Glycoengineering Research Center, Shandong University, Jinan 250012, PR China
A R T I C L E I N F O
A B S T R A C T
Keywords:
Kinsenoside is the major bioactive component from herbal medicine with a broad range of pharmacological
functions. Goodyeroside A, an epimer of kinsenoside, remains less explored. In this report we chemically syn-
thesized kinsenoside, goodyeroside A and their analogues with glycan variation, chirality inversion at chiral
center(s), and bioisosteric replacement of lactone with lactam. Among these compounds, goodyeroside A and its
mannosyl counterpart demonstrated superior anti-inflammatory efficacy. Furthermore, goodyeroside A was
found to suppresses inflammatory through inhibiting NF-κB signal pathway, effectively. Structure-activity
relationship is also explored for further development of more promising kinsenoside analogues as drug
candidates.
Kinsenoside
Goodyeroside A
Anti-inflammatory
Nitric Oxide Release
Structure-activity Relationship
1. Introduction
which is a long-termed process and generally requires sophisticated
expertise of extraction and fractionation. In particular, the presence of
Kinsenoside (1, Fig. 1) is the major bioactive compound isolated
from the whole plants of genus Anoectochilus.1 These plants are
commonly distributed among tropical and subtropical areas; their herbs
are popular as folk medicines. In Taiwan area, the herbs are renown as
“the Medicine of Kings” for treatment of a variety of diseases, and the
vegetative extract from the herb is used as a health supplement.2
Consistent with the widespread popularity of the herbs, kinsenoside
was found to possess a broad range of pharmacological functions,
including hepatoprotective,3 vascular protective,4 anti-hyperglycemic,5
anti-hyperliposis,6,7 and anti-inflammatory effects.8 On the other hand,
goodyeroside A (2, Fig. 1), an epimer of kinsenoside (1) which was
isolated as major constituent from genus Goodyera,9 displayed different
pharmacological profile.9,10 The minute change in structure and corre-
spondingly distinct effects on health call for thorough investigation of
the underlying structure-activity relationship (SAR), which would lead
to better understanding of their bioactivity and eventually contribute to
expanded medicinal applications.
acid-labile lactone moiety brings more challenge, that the original
bioactive components may be destroyed into its butanoic acid and
butanoic methylate counterparts where aqueous methanol solvent sys-
tem is extensively utilized.7
As an alternative, chemical synthesis is a powerful tool for the con-
struction of natural products and their analogues, in large quantities and
with high purity. Moreover, the establishment of efficient chemical
approach enables researchers to gain greater structural diversity and to
expand the study towards broader medicinal application. Although the
synthetic routes were reported for kinsenoside and goodyeroside A by
chemical or chemoenzymatic approaches,11–13 no structural variation
was obtained, and the structure-activity relationship is not yet estab-
lished. Hence, we aim to establish the chemical synthesis strategy of
kinsenoside, goodyeroside A and their analogues (Fig. 2), towards the
search for better drug candidates.
Based on the structural feature of kinsenoside, i.e. the butanoic acid
glucoside, we aimed to investigate the functional role of each moiety.
Hence, a series of kinsenoside analogues were designed based on the
following considerations. First of all, we aim to study the role of the
glycan by replacing D-glucose with other hexose glycans, such as D-
Unfortunately, the further research is largely impeded by the scarcity
of materials. Current approach towards kinsenoside and goodyeroside A
mainly relies on isolation of chemical components from plant materials,
* Corresponding authors.
E-mail addresses: pengpeng@sdu.edu.cn (P. Peng), louhongxiang@sdu.edu.cn (H. Lou).
1
These authors contributed equally.
https://doi.org/10.1016/j.bmc.2020.115854
Received 3 August 2020; Received in revised form 20 October 2020; Accepted 1 November 2020
Available online 13 November 2020
0968-0896/© 2020 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Please cite this article as: Wei Song, Bioorg. Med. Chem., https://doi.org/10.1016/j.bmc.2020.115854

Morbi ac scelerisque magna. Integer imperdiet ligula sit amet est vestibulum dapibus. Sed facilisis et tellus sed dictum.
Quisque non maximus augue. Etiam euismod semper diam, interdum ultrices velit. Vivamus nulla enim, convallis vel leo
sit amet, efficitur maximus est. Nullam eu lacinia metus, a hendrerit mauris. Sed eu pulvinar lorem. Sed augue leo, facilisis
at eros quis, convallis sagittis ex. Donec ut tempor lectus, eu cursus est. Vivamus
Donec pretium egestas tellus ac rutrum. Vivamus cursus malesuada ipsum. Proin ornare eleifend eros at ornare. Duis
semper convallis nunc ut dignissim. Praesent nec nulla sit amet libero dignissim elementum at id velit. Vestibulum tempor
mollis porttitor. Cras viverra quam a ex efficitur, ac laoreet libero pulvinar. Etiam condimentum suscipit odio sed laoreet.
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Phasellus ac tellus tempus,
Nullam quis elementum velit. Proin mollis ornare mi id tempus. Nam faucibus mauris sapien, vitae scelerisque erat
lobortis sed. Vestibulum vel lectus a diam pharetra egestas. Etiam pulvinar ut metus vitae pretium. Etiam eu nisi sed urna
sollicitudin porta at eu enim. Nullam eu facilisis ligula. Cras magna ligula, porttitor in tellus at, gravida commodo est.
Nullam non odio sed mauris vestibulum rutrum in in nulla.
Curabitur varius est id magna facilisis, in suscipit tellus auctor. Donec suscipit sed ligula id condimentum. Cras ultrices
nisl non nisl interdum, at tincidunt ante tempor. Sed vitae elit quam. Mauris eget vehicula ligula, id sollicitudin ante.
Nullam semper venenatis sollicitudin. Etiam sem enim, rhoncus at lobortis vel, mattis et mauris. Ut posuere nisi ac lacus
pulvinar mollis.
Nullam quis elementum velit. Proin mollis ornare mi id tempus. Nam faucibus mauris sapien, vitae scelerisque erat
lobortis sed. Vestibulum vel lectus a diam pharetra egestas. Etiam pulvinar ut metus vitae pretium. Etiam eu nisi sed urna
sollicitudin porta at eu enim. Nullam eu facilisis ligula. Cras magna ligula, porttitor in tellus at, gravida commodo est.
Nullam non odio sed mauris vestibulum rutrum in in nulla.
Bioorganic & Medicinal Chemistry, Corrected proof, 115854. doi:10.1016/j.bmc.2020.115854

Curabitur varius est id magna facilisis, in suscipit tellus auctor. Donec suscipit sed ligula id condimentum. Cras ultrices
nisl non nisl interdum, at tincidunt ante tempor. Sed vitae elit quam. Mauris eget vehicula ligula, id sollicitudin ante.
Nullam semper venenatis sollicitudin. Etiam sem enim, rhoncus at lobortis vel, mattis et mauris. Ut posuere nisi ac lacus
pulvinar mollis.
Quisque et risus posuere, hendrerit libero in, vulputate massa. Vestibulum accumsan felis a odio rhoncus consequat. Morbi
consectetur eu ante sit amet molestie. Integer eu massa eget orci placerat volutpat vitae non nulla. Maecenas dapibus lacus
vitae vehicula tristique. Morbi a venenatis nisi. Ut imperdiet felis non neque feugiat consectetur nec id nisi. Cras ut
elementum nulla. Maecenas et posuere diam.
Aliquam faucibus maximus augue vitae molestie. Vivamus a odio ullamcorper, hendrerit nisi a, condimentum lectus.
Phasellus elementum, mauris id consequat fermentum, lorem lectus vehicula elit, in tempor nunc libero et nisl. Interdum et
malesuada fames ac ante ipsum primis in faucibus. Praesent ac nibh libero. Nunc tristique ac erat vitae scelerisque. Donec
ultricies suscipit enim, molestie convallis dui iaculis sed.
Etiam dapibus tincidunt pulvinar. Cras lorem felis, mattis sodales congue sed, semper eu lorem. Lorem ipsum dolor sit
amet, consectetur adipiscing elit. Proin faucibus est dictum, pulvinar dui vitae, elementum leo. Maecenas elementum
consequat nisl ut feugiat. Morbi dignissim ex vitae malesuada imperdiet. In blandit, arcu at finibus egestas, neque nisi
egestas diam, et fringilla orci est ut ligula. Pellentesque habitant morbi tristique senectus et
Quisque et risus posuere, hendrerit libero in, vulputate massa. Vestibulum accumsan felis a odio rhoncus consequat. Morbi
consectetur eu ante sit amet molestie. Integer eu massa eget orci placerat volutpat vitae non nulla. Maecenas dapibus lacus
vitae vehicula tristique. Morbi a venenatis nisi. Ut imperdiet felis non neque feugiat consectetur nec id nisi. Cras ut
elementum nulla. Maecenas et posuere diam.
Bioorganic & Medicinal Chemistry, Corrected proof, 115854. doi:10.1016/j.bmc.2020.115854

Maecenas sodales semper euismod. Nam non suscipit enim. Donec id lorem at est suscipit posuere. Etiam tincidunt nisi
eget leo faucibus porta. Sed congue magna in dignissim tristique. Morbi sodales, enim quis scelerisque congue, risus nisi
venenatis dolor, ut finibus magna augue vel elit. Integer nec mauris nec ligula elementum dictum. Nullam semper luctus
justo, eget tincidunt metus eleifend id. Nunc semper non leo et eleifend
Sed luctus aliquet ligula. Sed gravida fringilla quam ac fermentum. Duis molestie maximus ultrices. Ut non sodales orci.
Morbi facilisis mattis ex, sollicitudin feugiat augue malesuada sit amet. Praesent ornare ligula ut est mollis, sit amet
sagittis urna faucibus. Vestibulum ante ipsum primis in faucibus orci luctus et ultrices posuere cubilia curae; Donec laoreet,
massa sit amet condimentum volutpat, odio lorem tempus dui, sit amet aliquet felis sem id lectus.
Pellentesque rhoncus tempor nisl, at porttitor ipsum suscipit quis. Proin mattis, urna id ultricies volutpat, augue dui
scelerisque purus, et tristique libero justo sed quam. Class aptent taciti sociosqu ad litora torquent per conubia nostra, per
inceptos himenaeos. Pellentesque habitant morbi tristique senectus et netus et malesuada fames ac turpis egestas.
Vestibulum ipsum arcu, cursus nec commodo eget, egestas vel dui. Donec vulputate nec orci
Nullam quis elementum velit. Proin mollis ornare mi id tempus. Nam faucibus mauris sapien, vitae scelerisque erat
lobortis sed. Vestibulum vel lectus a diam pharetra egestas. Etiam pulvinar ut metus vitae pretium. Etiam eu nisi sed urna
sollicitudin porta at eu enim. Nullam eu facilisis ligula. Cras magna ligula, porttitor in tellus at, gravida commodo est.
Nullam non odio sed mauris vestibulum rutrum in in nulla.
Vestibulum metus tellus, lobortis non dictum ac, dignissim at mauris. Ut ornare, diam quis fermentum finibus, eros lacus
tristique orci, ut molestie lectus justo ut odio. Vivamus egestas enim turpis. Aenean tempor malesuada odio non ornare.
Suspendisse scelerisque leo urna, convallis tristique ligula commodo vel. Quisque lectus augue, interdum at viverra vitae,
bibendum nec leo. Duis id rhoncus felis
Bioorganic & Medicinal Chemistry, Corrected proof, 115854. doi:10.1016/j.bmc.2020.115854

Morbi ac scelerisque magna. Integer imperdiet ligula sit amet est vestibulum dapibus. Sed facilisis et tellus sed dictum.
Quisque non maximus augue. Etiam euismod semper diam, interdum ultrices velit. Vivamus nulla enim, convallis vel leo
sit amet, efficitur maximus est. Nullam eu lacinia metus, a hendrerit mauris. Sed eu pulvinar lorem. Sed augue leo, facilisis
at eros quis, convallis sagittis ex. Donec ut tempor lectus, eu cursus est. Vivamus
Vestibulum metus tellus, lobortis non dictum ac, dignissim at mauris. Ut ornare, diam quis fermentum finibus, eros lacus
tristique orci, ut molestie lectus justo ut odio. Vivamus egestas enim turpis. Aenean tempor malesuada odio non ornare.
Suspendisse scelerisque leo urna, convallis tristique ligula commodo vel. Quisque lectus augue, interdum at viverra vitae,
bibendum nec leo. Duis id rhoncus felis
Maecenas sodales semper euismod. Nam non suscipit enim. Donec id lorem at est suscipit posuere. Etiam tincidunt nisi
eget leo faucibus porta. Sed congue magna in dignissim tristique. Morbi sodales, enim quis scelerisque congue, risus nisi
venenatis dolor, ut finibus magna augue vel elit. Integer nec mauris nec ligula elementum dictum. Nullam semper luctus
justo, eget tincidunt metus eleifend id. Nunc semper non leo et eleifend
Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam,
eaque ipsa quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae dicta sunt explicabo. Nemo enim ipsam
voluptatem quia voluptas sit aspernatur aut odit aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores eos qui ratione voluptatem
sequi nesciunt. Neque porro quisquam est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, consectetur
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam tempor aliquet risus, nec auctor ante ultrices vel. Nam
rutrum justo quis magna ornare, non lobortis purus faucibus. In hac habitasse platea dictumst. Vivamus imperdiet est vel
massa fringilla fringilla. Curabitur eros nulla, ornare quis sollicitudin ac, accumsan in tellus. Mauris tempus efficitur mi et
scelerisque. Duis diam arcu, facilisis vel eleifend vitae, congue eu nulla
Bioorganic & Medicinal Chemistry, Corrected proof, 115854. doi:10.1016/j.bmc.2020.115854

Donec pretium egestas tellus ac rutrum. Vivamus cursus malesuada ipsum. Proin ornare eleifend eros at ornare. Duis
semper convallis nunc ut dignissim. Praesent nec nulla sit amet libero dignissim elementum at id velit. Vestibulum tempor
mollis porttitor. Cras viverra quam a ex efficitur, ac laoreet libero pulvinar. Etiam condimentum suscipit odio sed laoreet.
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Phasellus ac tellus tempus,
Curabitur varius est id magna facilisis, in suscipit tellus auctor. Donec suscipit sed ligula id condimentum. Cras ultrices
nisl non nisl interdum, at tincidunt ante tempor. Sed vitae elit quam. Mauris eget vehicula ligula, id sollicitudin ante.
Nullam semper venenatis sollicitudin. Etiam sem enim, rhoncus at lobortis vel, mattis et mauris. Ut posuere nisi ac lacus
pulvinar mollis.
Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam,
eaque ipsa quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae dicta sunt explicabo. Nemo enim ipsam
voluptatem quia voluptas sit aspernatur aut odit aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores eos qui ratione voluptatem
sequi nesciunt. Neque porro quisquam est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, consectetur
Nullam quis elementum velit. Proin mollis ornare mi id tempus. Nam faucibus mauris sapien, vitae scelerisque erat
lobortis sed. Vestibulum vel lectus a diam pharetra egestas. Etiam pulvinar ut metus vitae pretium. Etiam eu nisi sed urna
sollicitudin porta at eu enim. Nullam eu facilisis ligula. Cras magna ligula, porttitor in tellus at, gravida commodo est.
Nullam non odio sed mauris vestibulum rutrum in in nulla.
Etiam dapibus tincidunt pulvinar. Cras lorem felis, mattis sodales congue sed, semper eu lorem. Lorem ipsum dolor sit
amet, consectetur adipiscing elit. Proin faucibus est dictum, pulvinar dui vitae, elementum leo. Maecenas elementum
consequat nisl ut feugiat. Morbi dignissim ex vitae malesuada imperdiet. In blandit, arcu at finibus egestas, neque nisi
egestas diam, et fringilla orci est ut ligula. Pellentesque habitant morbi tristique senectus et
Bioorganic & Medicinal Chemistry, Corrected proof, 115854. doi:10.1016/j.bmc.2020.115854

At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti
quos dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non provident, similique sunt in culpa qui officia
deserunt mollitia animi, id est laborum et dolorum fuga. Et harum quidem rerum facilis est et expedita distinctio. Nam
libero tempore, cum soluta nobis est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod
Maecenas sodales semper euismod. Nam non suscipit enim. Donec id lorem at est suscipit posuere. Etiam tincidunt nisi
eget leo faucibus porta. Sed congue magna in dignissim tristique. Morbi sodales, enim quis scelerisque congue, risus nisi
venenatis dolor, ut finibus magna augue vel elit. Integer nec mauris nec ligula elementum dictum. Nullam semper luctus
justo, eget tincidunt metus eleifend id. Nunc semper non leo et eleifend
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna
aliqua. Ut enim ad minim veniam, quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat. Duis
aute irure dolor in reprehenderit in voluptate velit esse cillum dolore eu fugiat nulla pariatur. Excepteur sint occaecat
cupidatat non proident, sunt in culpa qui officia deserunt mollit anim id est laborum.
Pellentesque rhoncus tempor nisl, at porttitor ipsum suscipit quis. Proin mattis, urna id ultricies volutpat, augue dui
scelerisque purus, et tristique libero justo sed quam. Class aptent taciti sociosqu ad litora torquent per conubia nostra, per
inceptos himenaeos. Pellentesque habitant morbi tristique senectus et netus et malesuada fames ac turpis egestas.
Vestibulum ipsum arcu, cursus nec commodo eget, egestas vel dui. Donec vulputate nec orci
Morbi ac scelerisque magna. Integer imperdiet ligula sit amet est vestibulum dapibus. Sed facilisis et tellus sed dictum.
Quisque non maximus augue. Etiam euismod semper diam, interdum ultrices velit. Vivamus nulla enim, convallis vel leo
sit amet, efficitur maximus est. Nullam eu lacinia metus, a hendrerit mauris. Sed eu pulvinar lorem. Sed augue leo, facilisis
at eros quis, convallis sagittis ex. Donec ut tempor lectus, eu cursus est. Vivamus
Bioorganic & Medicinal Chemistry, Corrected proof, 115854. doi:10.1016/j.bmc.2020.115854

Vestibulum metus tellus, lobortis non dictum ac, dignissim at mauris. Ut ornare, diam quis fermentum finibus, eros lacus
tristique orci, ut molestie lectus justo ut odio. Vivamus egestas enim turpis. Aenean tempor malesuada odio non ornare.
Suspendisse scelerisque leo urna, convallis tristique ligula commodo vel. Quisque lectus augue, interdum at viverra vitae,
bibendum nec leo. Duis id rhoncus felis
Cras metus lectus, pellentesque ullamcorper bibendum a, interdum non ligula. In ultrices sodales iaculis. Ut ipsum felis,
eleifend non nunc ut, pharetra molestie ex. In volutpat ante ex. Suspendisse bibendum tortor a lectus consectetur
scelerisque. Ut ut lacus dui. Ut non molestie velit. Sed efficitur enim in venenatis tristique. Mauris pulvinar libero quis
faucibus consectetur.
Maecenas sodales semper euismod. Nam non suscipit enim. Donec id lorem at est suscipit posuere. Etiam tincidunt nisi
eget leo faucibus porta. Sed congue magna in dignissim tristique. Morbi sodales, enim quis scelerisque congue, risus nisi
venenatis dolor, ut finibus magna augue vel elit. Integer nec mauris nec ligula elementum dictum. Nullam semper luctus
justo, eget tincidunt metus eleifend id. Nunc semper non leo et eleifend
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam tempor aliquet risus, nec auctor ante ultrices vel. Nam
rutrum justo quis magna ornare, non lobortis purus faucibus. In hac habitasse platea dictumst. Vivamus imperdiet est vel
massa fringilla fringilla. Curabitur eros nulla, ornare quis sollicitudin ac, accumsan in tellus. Mauris tempus efficitur mi et
scelerisque. Duis diam arcu, facilisis vel eleifend vitae, congue eu nulla
Etiam venenatis non libero at lacinia. Sed vitae lacinia justo. Vestibulum rutrum porta lacus, nec vestibulum enim fringilla
id. Curabitur nunc risus, egestas vel nunc in, vestibulum scelerisque enim. Cras aliquet euismod magna. Maecenas viverra
neque quam, vitae fringilla augue dignissim sed. Phasellus nisl sapien, iaculis sed lobortis vitae, tristique tincidunt neque.
Aliquam ac blandit risus.
Bioorganic & Medicinal Chemistry, Corrected proof, 115854. doi:10.1016/j.bmc.2020.115854