非洲黑蛋巢菌与链霉菌代谢产物多样性及其生物活性研究

摘要

微生物次生代谢产物引起了学者的广泛关注。其中许多结构新颖活性独特的化合物已成为药物或农药先导化合物的宝库。本文以2株非洲黑蛋巢菌，4株链霉菌和1株苹果煤污菌为研究对象，通过联合多种色谱技术（高效液相色谱、中压制备色谱、葡聚糖凝胶、常压正反相硅胶等）对菌株发酵培养物进行了提取分离纯化，以及采用各种波谱技术方法(1H-NMR、13C-NMR、HSQC、1H-1H COSY、HMBC、NOESY、HR-ESIMS、ECD)鉴定了82个化合物的结构，包括19个新化合物，其中含1个9/7双环二萜新骨架化合物，并研究了化合物的生物活性。本论文取得的主要结果如下:
　　1、从非洲黑蛋巢菌Cyathus africanus5.1163中分离鉴定了19个化合物，其中10个为新鸟巢烷型二萜类化合物，命名为neocyathin A-J(1-10)。一氧化氮合酶(iNOS)抑制活性结果显示，化合物eyathin I(11)，cyathin O(13)，Allocyafrin B4(14)显示很强的抑制活性，抑制率分别为60.05％，55.38％，70.34％;环氧合酶-2(COX-2)抑制活性结果显示，化合物cyathinI(11)，cyathin O(13)显示很强的抑制活性，抑制率分别为53.9％，42.6％。讨论了化合物的构效关系。神经营养活性测试结果显示，化合物neocyathinE(4)，neocyathin E(5)，neoeyathinH(8)，neocyathin I(9)浓度为3μM时，对神经营养因子(NGF)诱导的PC-12细胞有弱的促进神经突起生长活性。
　　2、从非洲黑蛋巢菌Cyathus africanus5.1117中分离鉴定了10个鸟巢烷型二萜类化合物，其中7个为新化合物，命名为cyafricanin A-G，cyafricanin A具有4，9位裂环的鸟巢烷骨架，构成第一个新颖9/7环系结构，对其生源途径进行了探讨。神经营养活性测试结果表明，化合物cyafricanins A和B浓度为1μM时，对NGF诱导的PC-12细胞有显著的促进神经突起生长活性，促进率分别为35.1％和31.7％。
　　3、从链霉菌Streptomyces sp.S8中分离到5个化合物，其中2个新化合物命名为gabosines P(1)和Q(2)，属于多氧环己烯酮碳糖类。α-葡萄糖苷酶抑制活性结果显示，gabosine P具有很强的抑制α-葡萄糖苷酶的活性（IC50值=9.07μM），其活性远强于阳性对照阿卡波糖（IC50=663.28μM）。分子对接实验显示，gabosine P的羰基上的氧与糖苷酶精氨酸氮上的氢形成了氢键，从而抑制了糖苷酶的活性。文中同时讨论了化合物之间抑制α-葡萄糖苷酶的构效关系。
　　4、从链霉菌Streptomyces xanthophaeus Caa01代谢产物中鉴定了24个已知化合物。体外抑制α-葡萄糖苷酶活性结果显示，化合物daidzein(1)，genistein(2)及gliricidin(3)有较好的活性，其IC50值分别为174.2，36.1，47.4μM。萝卜种子化感活性结果显示，化合物gliricidin(3)和环(4-羟基-脯氨酸-亮氨酸)(13)浓度为100 ppm时具有较好的抑制萝卜根生长活性，抑制率分别为66.6％和87.7％。
　　5、从链霉菌Streptomyces sp.aw99c中分离鉴定了11个已知化合物(1-11)。浓度100 ppm时，4-羟基乙酰苯乙胺(2)，环（脯氨酸-亮氨酸）(4)，环（脯氨酸-丙氨酸）(6)和环（4-羟基-脯氨酸-苯丙氨酸）(11)有较好的抑制莴苣根生长的活性，抑制率分别为85％，65％，60％，55％，而化合物2和4对莴苣种子茎有抑制萌发活性。
　　6、从链霉菌Streptomyceszinciresistens K42代谢产物中分离鉴定了6个已知化合物，其中3个环己烯内脂类化合物为germicidin B(1)，germicidin A(2)，isogermicidinA(3)。化合物1-3在浓度为50 ppm时有抑制莴苣根生长活性。
　　7、从苹果煤污菌Peltasterfructicola代谢产物中分离鉴定了7个已知化合物(1-7)，包括(E)-7-hydroxy-3,7-dimethylocta-1,5-dien-3-yl acetate(1),N-AcetyIdopamine(2),cyclo-(trans-4-hydroxy-L-prolyl-L-phenylalanine)(3),N-Aeetyltyramine(4),N-(2-(1H-indol-3-yl)ethyl)propionamide(5)，胸腺嘧啶(6)和吡咯-2-甲酸(7)。

目录

论文说明

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 化合物多样性及培养条件方法

1．2 二萜类化合物

1．2．1 无环二萜类化合物

1．2．2 双环二萜类化合物

1．2．3 三环二萜类化合物

1．2．4 四环二萜类化合物

1．2．5 大环二萜类化合物

1．3 论文设计思路

1．3．1 选题背景

1．3．2 选题目的和意义

第二章 非洲黑蛋巢菌神经营养及神经保护活性研究

2．1 前言

2．2 实验材料

2．2．1 菌种

2．2．2 培养基

2．2．3 供试化学试剂及生物

2．2．4 仪器与色谱耗材

2．3 实验方法

2．3．1 目标菌株发酵条件筛选

2．3．2 目标菌株发酵培养

2．3．3 分离纯化

2．3．4 蛋白质印迹分析(Western Blot Analysis)

2．3．5 神经营养活性

2．4 结果与讨论

2．4．1 菌种培养条件筛选结果分析

2．4．2 化合物结构解析

2．4．3 细胞毒活性结果

2．4．4 神经营养活性结果

2．4．5 一氧化氮合酶活性测试结果

2．4．6 环氧合酶2活性结果

2．5 小结

第三章 非洲黑蛋巢菌二萜化合物与神经营养活性研究

3．1 前言

3．2 实验材料

3．2．1 菌种

3．2．2 培养基

3．2．3 供试化学试剂及生物

3．2．4 仪器与色谱耗材

3．3 实验方法

3．3．1 菌株发酵条件筛选

3．3．3 分离纯化

3．3．4 神经营养活性

3．4 结果与讨论

3．4．1 菌种培养条件结果分析

3．4．2 化合物结构解析

3．4．3 神经营养活性结果

3．5 小结

第四章 链霉菌S8次生代谢产物中α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究

4．1 前言

4．2 实验材料

4．2．1 菌种

4．2．2 培养基

4．2．3 供试化学试剂及生物

4．2．4 仪器与色谱耗材

4．3 实验方法

4．3．1 目标菌株发酵条件筛选

4．3．2 目标菌株发酵培养

4．3．3 分离纯化

4．3．4 生物活性测试

4．4 结果与讨论

4．4．1 发酵条件筛选分析

4．4．2 化合物结构解析

4．4．3 生物活性测试结果

4．5 小结

第五章 放线菌caa01代谢产物糖苷酶与化感活性研究

5．2．1 菌种

5．2．2 培养基

5．2．3 供试化学试剂及生物

5．2．4 仪器与色谱耗材

5．3 实验方法

5．3．1 目标菌株活性及培养基筛选

5．3．2 目标菌株扩大发酵培养

5．3．3 分离纯化

5．3．4 生物活性测试

5．4 结果与讨论

5．4．1 通过活性筛选菌株

5．4．2 化合物结构解析

5．4．3 生物活性测试结果

5．5 小结

第六章 红海海洋放线菌aw99c次生代谢产物研究

6．1 前言

6．2 实验材料

6．2．1 菌种

6．2．2 培养基

6．2．3 供试化学试剂及生物

6．2．4 仪器与色谱耗材

6．3 实验方法

6．3．1 目标菌株活性筛选

6．3．2 目标菌株扩大发酵培养

6．3．3 分离纯化

6．3．4 生物活性测试

6．4 结果与讨论

6．4．1 发酵条件筛选分析

6．4．2 化合物结构解析

6．4．3 生物活性测试结果

6．5 小结

第七章 极端环境铜锌矿放线菌K42次生代谢产物研究

7．1 前言

7．2 实验材料

7．2．1 菌种

7．2．2 培养基

7．2．3 供试化学试剂及生物

7．2．4 仪器与色谱耗材

7．3 实验方法

7．3．1 目标菌株活性筛选

7．3．2 目标菌株扩大发酵培养

7．3．3 分离纯化

7．3．4 生物活性测试

7．4 结果与讨论

7．4．1 发酵条件筛选分析

7．4．2 化合物结构解析

7．4．3 生物活性测试结果

7．5 小结

第八章 苹果煤污病原菌代谢产物研究

8．1 前言

8．2 实验材料

8．2．1 菌种

8．2．2 培养基

8．2．3 供试化学试剂、仪器与色谱耗材

8．3 实验方法

8．3．1 目标菌株条件筛选

8．3．2 目标菌株扩大发酵培养

8．3．3 分离纯化

8．3．4 生物活性测试

8．4 结果与讨论

8．4．1 菌种培养条件筛选结果分析

8．4．2 化合物结构解析

8．4．3 生物活性测试结果

8．5 小结

第九章 研究结果与创新

9．1 研究结果

9．2 创新点

参考文献

附录

致谢

作者简介