南极真菌Penicillium sp.S-3-88的次级代谢产物的研究

摘要

极地低温高辐射等苛刻生存条件使生活在此的微生物形成了许多物理的或化学的保护机制，其次级代谢产物的酶反应系统和生物合成途径与普通陆生微生物之间存在很大差异，因而能够产生结构新颖、活性独特的化合物。因此，极地是重要的微生物资源库，也是开发新药最具潜力的领域之一。
　　在课题组前期研究中，采用细胞毒活性模型对源自南极的一批菌株进行活性初筛，发现了一株细胞毒活性突出的青霉属菌株Penicillium sp.S-3-88。该菌株对受试的H446，A549，SW-1990，MCF-7，HeLa和SGC-7901六种肿瘤细胞株的生长均有较强抑制作用，表明该菌株可以产生较强抑制肿瘤生长的活性成分。因此我们首先以对A549和SW-1990的细胞毒活性及次级代谢产物量为优化指标，对菌株Penicilliumsp.S-3-88的发酵条件进行初步优化。菌株最终较为适宜的培养条件为:含盐PDB培养基(马铃薯葡萄糖肉汤培养基，NaCl25g·L-1)，培养温度20℃，转速180r·min-1，培养时间14d。优化后次级代谢产物量比优化前提高了203.57％;对A549和SW-1990细胞的抑制率分别提升了48.32％和44.92％。
　　按优化后的条件规模发酵150L，发酵结束后将发酵液高速离心，分别获得菌丝体和滤液，滤液用等体积乙酸乙酯萃取3次，浓缩获得约80 g浸膏;菌丝体用乙醇超声提取3次（30min/次），浓缩提取液至无有机溶剂，加水混悬，乙酸乙酯等体积萃取3次，获得浸膏约20g。合并浸膏，共获得总提物约100g。采用硅胶柱层析、ODS反相柱层析、MCI柱层析、凝胶柱层析及高效液相等分离手段对总提物进行分离纯化，最后获得单体化合物20余个。利用高分辨质谱及核磁共振等手段并结合相关文献，鉴定出15个化合物的结构，分别为:peniacetal(1)，2，6-二（1-苯乙基）-苯酚(2)，2，4，6-三（1-苯乙基）苯酚(3)，2-乙酰基-4(3H)喹唑啉酮(4)，chrysogine(5)，ergosterol peroxide(6),melithasterol B(7),22E,24R-5α,6α-epoxyergosta-8(14),22-diene-3β,7α-diol(8),cerevisterol(9),benzo[d]thiazol-2(3H)-one(10),5-甲氧基-3，4-二氢-1(2H)-萘酮(11)，5-羟基-3，4-二氢-1(2H)-萘酮(12)，3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯(13)，邻苯二甲酸二异丁酯(14)和邻苯二甲酸丁基异丁基酯(15)。其中化合物1为新骨架化合物，命名为peniacetal;化合物2和3首次从极地青霉属菌株中分离得到。
　　对这些化合物进行抗菌/真菌、细胞毒活性和蛋白酪氨酸磷酸酶1B(ProteinTyrosin Phosphatase1B)抑制活性的评价，结果表明，化合物2有明显的PTP1B抑制活性，IC50为14.81±0.428μM;化合物3的PTP1B抑制活性较弱，IC50大于49.26μM（阳性对照齐墩果酸的IC50为5.41±0.607μM）。此外，本研究首次发现化合物2和3对肿瘤细胞有较强的体外抑制活性。化合物2和3表现出较好的抑制HCT-116细胞增殖的作用，化合物2的IC50为5.09±1.15μM，作用优于阳性对照药物顺铂(IC50为16.30±0.70μM);化合物3的IC50为16.43±2.31μM，作用和顺铂相当。化合物3对SW-1990细胞增殖有明显抑制作用，IC50为9.47±0.86μM。抗菌/真菌活性结果表明，化合物6对枯草杆菌和金黄色葡萄球菌均有一定抑制作用，MIC均为50μg·mL1;化合物4、6、7、8、10和13对稻瘟霉有较强抑制作用，MIC为1.9μg·mL-1。

目录

声明

摘要

缩略词表

前言

第一章 Penicillium sp．S-3-88发酵条件初步优化及规模发酵

一、菌株简介

二、实验材料、试剂和仪器

三、发酵条件优化实验方法

四、规模发酵实验方法

五、实验结果

六、小结与讨论

第二章 Penicillium sp．S-3-88次级代谢产物的分离纯化、结构鉴定及生物学活性评价

一、实验材料、试剂和仪器

二、实验方法

三、实验结果

四、小结与讨论

全文总结

参考文献

文献综述 喹唑啉酮及其衍生物的生物学活性研究进展

附录

在读期间发表论文和参加科研情况

致谢