两株极地海洋真菌次级代谢产物的研究

摘要

地球的两极具有独特的气候及地理特征，赋予了极地微生物特殊的生物学特性。极地微生物资源的开发和应用日益受到国内外科研人员的广泛关注。有关极地微生物的药用资源开发与活性化学成分研究，也引起了当下天然产物研究者的广泛兴趣。　　在前期研究中，本课题组从多株极地微生物样品中筛选了两株具有多种细胞毒活性的极地海洋真菌Aspergillus sp.S-3-62和Geomyces sp.3-1。基于此背景，本文展开了对这两株真菌的发酵产物的化学成分研究。首先对菌株Aspergillus sp.S-3-62进行了发酵培养基的初步优化。采用OSMAC策略，在相同的培养条件下，选取5种不同培养基，通过比较发酵终点pH值、菌丝体干重、发酵液的总提物重量、总提物组分分布（TLC和HPLC-UV）得出最佳发酵条件为：采用改良察氏液体培养基，温度24℃，接种量10％，转速120r/min，振荡培养8d。　　菌株Aspergillus sp.S-3-62按优化后的条件规模发酵350L，发酵结束后将发酵液高速离心，分别获得菌丝体和菌液，菌液部分用等体积乙酸丁酯萃取3次，40℃减压浓缩后获得42g浸膏;将菌丝体部分以1∶5的比例浸泡于无水乙醇中，超声提取(40min/次，共两次)，过滤，得上清液进行减压蒸馏，除去有机溶剂，加蒸馏水混悬，再用乙酸乙酯（体积比1∶1）萃取3次，获得浸膏8g。合并两部分浸膏，共获得粗提物浸膏约50g。菌株Geomyces sp.3-1通过分批摇瓶发酵共获得发酵液42L，采用同上方法分别将菌液和菌体用有机溶剂提取后再合并，共得到粗提物浸膏9.3g。　　采用正相硅胶柱层析、C18反相硅胶柱层析、LH-20凝胶柱层析和高效液相HPLC等色谱技术，从两株极地真菌中获得单体化合物30余个。通过现代波谱分析手段，采用包括一维核磁共振(1D-NMR)、二维核磁共振(2D-NMR)以及高分辨质谱(HR-ESI-MS)等方法，并结合相关的文献数据报道，共鉴定了两株菌种共18个化合物的结构，他们分别为：β-carboline(1)，N-(2-Hydroxypropanoyl)-2-aminobenzoic acid amide(2),Cyclo-(Pro-8-hydroxy-Ile)(3),Cyclo-(Pro-Ile)(4),2-Acetyl-4(3H)-quinazolinone(5),4-Hydroxybenzaldehyde(6),Benzeneacetic acid,2-hydroxy-1-methylpropyl ester(7),PalitantinA(8),Palitantin B(9),Palitantin(10),Paulownin(11),Demethylincisterol A3(12),Ergosta-7,22-dienen-3,6-dione(13),Citreoanthrasteroid B(14),19-Norergosta-5,7,9,22-tetraene-3β-ol(15),(22E)-5α,8α-Epidioxyergosta-6,22-dien-3β-ol(16)，(3β,5α,6β,22E)-6-Methoxyergosta-7,22-diene-3,5-diol(17)和Ergosta-7,22-dien-3β-ol(18)。其中化合物8(Palitantin A)和9(Palitantin B)为新化合物，化合物7为首次从天然产物中分离得到，化合物12-17是首次报道的极地来源的地丝霉属真菌代谢产物。　　对这些化合物进行了一系列的生物学活性评价，其中包括肿瘤细胞毒活性、蛋白酪氨酸磷酸1B酶(Protein Tyrosine Phosphatase-1B，PTP-1B)抑制活性和抗菌活性研究。　　结果表明：化合物10、11和12有较强的PTP-1B抑制活性，IC50分别为23.74±0.43μM、34.32±0.28μM和17.24±0.28μ,M，稍弱于阳性对照（齐墩果酸的IC50为8.31±0.31μM）。化合物12有一定的抑制人胃癌细胞SGC-7901和人肝癌细胞SMMC-7721增殖的作用，IC50为13.94±0.33μM和11.40±0.41μM（紫杉醇的IC50分别为1.59±0.25μM和0.36±0.10μM）;抗菌实验结果表明，化合物12对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（Methicillin-resistant Staphylococcus aureus）、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和大肠杆菌(Escherichia coli)，均有较强的抑制作用，最低抑制浓度(minimum inhibitory concentration，MIC)分别为9.97μM、7.79μM和7.79μM;而其余化合物，则活性不强。

目录

声明

摘要

缩略词表

前言

一、极地来源微生物次级代谢产物的研究现状

二、微生物次级代谢产物研究新方法

三、本课题研究意义

第一章 菌株发酵条件初步优化及规模发酵

一、菌株简介

二、实验菌株、试剂和仪器

三、实验方法

四、实验结果

五、小结与讨论

第二章 两株极地菌株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

附录

在读期间发表论文和参加科研情况

致谢