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由于海洋环境的特殊性,海洋微生物以其特有的代谢方式,产生出结构新颖、具有多种生理活性的化合物,而成为近年来科学研究的热点。海洋微生物活性代谢产物的研究已成为开发利用海洋资源、寻找海洋药物的一个重要途径。
本文主要阐述了6种海洋内生真菌代谢产物的研究结果。对6种真菌(No.ZZF36、ZSUH3、B4、ZZF71、B54、SBE6)进行人工发酵培养,利用层析技术,从发酵培养物中分离得到39个化合物,通过UV、IR、NMR、MS、X单晶衍射等方法对它们进行了结构鉴定,从中发现了2个结构新颖的大环内酯化合物;同时,对分离得到的lasiodiplodin进行了部分结构修饰和抗菌活性实验研究。
本文的第1章分两个部分。第一部分对海洋微生物的研究现状进行了综述;由于内酯类化合物的独特生理活性,第二部分对近五年来海洋微生物中内酯类化合物的研究现状进行了详细的归纳。
本文的第2章报道了对南海马尾藻内生真菌No.ZZF36中代谢产物的研究,主要包括三个部分。(1)对真菌No.ZZF36进行人工发酵培养,从中分离得到18个化合物,包括结构新颖、具有强抗白血病活性和抑制前列腺素生物合成的系列大环内酯化合物6-oxo-de-O-methyllasiodiplodin(2-1),(E)-9-etheno-lasiodiplodin(2-2),lasiodiplodin(2-3),de-O-methyllasiodiplodin(2-4)和5-hydroxy-de-O-methyllasiodiplodin(2-5),其中化合物2-1和2-2是未见报道的新化合物,它们的结构通过1H、13CNMR、DEPT、HMQC、HMBC、HHCOSY和HREIMS等光谱方法确定,2-1的结构通过X-单晶衍射得到证实。(2)对lasiodiplodins系列化合物的波谱特性进行了归纳总结。Lasiodiplodins系列化合物是包含一个苯环和一个十二元内酯环的大环内酯类化合物,当环上基团分别被羟基、酮羰基、双键取代时,邻近基团向低场移动,呈现出规律性的变化。(3)针对具有强生理活性的化合物lasiodiplodin进行了部分结构修饰,得到了5个lasiodiplodin的乙酰化和卤代的产物,并对得到的所有lasiodiplodins系列化合物进行了抗细菌和抗真菌活性研究。实验结果表明,de-O-methyllasiodiplodin的抑菌活性最好,除对大肠埃希氏菌无作用外,对5种测试菌株(白色假丝酵母、尖孢镰刀菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、沙门氏杆菌)均有活性,其中对金黄色葡萄球菌的效果最强,MIC值为6.25μg/mL。通过构效关系研究发现,对于lasiodiplodins系列化合物,起到抗菌作用的重要活性基团可能是位于苯环C-13和C-15位上取代的羟基,而内酯环上C-5位的羟基和C-6位的酮羰基都会削弱其抗菌活性。在lasiodiplodin的卤代化合物中,二溴代的衍生物12,14-dibromo-lasiodiplodin对枯草芽孢杆菌和尖孢镰刀菌的MIC值分别是6.25和12.5μg/mL,抑制活性是原母体化合物的8倍。尖孢镰刀菌是造成世界性香蕉病害—“巴拿马病”的病原真菌,目前尚无有效的治疗办法,该研究成果的发现,为研究生物农药提供了一条新思路,极有可能成为新的生物农药先导化合物。
本文第3章对南海红树林内生真菌No.ZSUH3(Cephalosporiumsp.)代谢产物进行了研究。通过实验室静置发酵培养,得到的主要化合物结构包括:2-呋喃甲酸(3-1)、5-丁基-2-吡啶甲酸(3-2)、对苯二甲酸二甲酯(3-3)、6,8-二羟基-4-(1-羟基乙基)-2-苯并吡喃-1-酮(3-4)、3-甲氧基-5-甲基-苯酚(3-5)、4-甲基-6-(1-甲基乙基)-3-苯甲基-1,4-嗪-2,5-二酮(3-8),其中3-4和3-8为首次报道从该菌属中分离发现。化合物3-1和3-3是一种重要的有机化工原料;3-2具有显著的降压活性;3-4除对于根的生长具有促进作用外,还是一种血管生长的抑制剂;3-5具有抗细菌和抗真菌活性;3-8对ADP诱导产生的兔血小板凝结具有抑制作用,其IC50值为1.9×10-4M。
本文第4章报道了对真菌海洋内生真菌No.B4的代谢产物研究。从培养液的乙酸乙酯提取物中分离到的主要化合物包括:6-乙酰基-4-甲氧基-3-甲基-2H-吡喃-2-酮(4-1)、环(亮—丙)二肽(4-2)、环(亮—甘)二肽(4-3)、环(脯—丙)二肽(4-4)、环(苯丙—丙)二肽(4-5)、环(苯丙—甘)二肽(4-6)、环(苯丙—苯丙)二肽(4-7)。环肽类化合物作为细胞间信号传导分子在很多的生理过程中起着重要的作用,在形成荷尔蒙、抗生素、离子载体系统、抗真菌素、癌制剂以及毒素等方面展现出丰富多样的生物活性,因此,在生物医学等许多方面都有着可观的发展前景本文第5章对真菌No.ZZF71进行研究。从中得到代谢产物6个,分别鉴定其结构为:环(亮—异亮)二肽(5-1)、8-羟基-1-羟甲基-3-甲基-2-[氧-(3-甲基-2-丁烯基)]-9H-咕吨-9-酮(5-2)、三油酸甘油酯(5-3)、麦角甾醇(5-4)、甘露醇(5-5)、苯乙酸(5-6)。其中,三油酸甘油酯不仅是一种重要的化工原料,而且对无水乙醇所致大鼠胃粘膜损伤具有保护作用,还具有对抗aspirin、reserpine所致小鼠胃溃疡的作用
本文第6章研究了内生真菌B54和SBE6两个菌的代谢产物。通过发酵培养、层析分离,从B54中得到麦角甾-7,22(F)-二烯-3β,5α,6β-三醇(6-1)、环(脯—甘)二肽(6-2)、环(苯丙—酪)二肽(6-3)和2-羟基-6甲基苯甲酸(6-4);从SBE6中得到1,4-二羟基-2-甲氧基-7-甲基-9,10-蒽醌(6-5),及大量不饱和脂肪酸酯。