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19,20-环氧细胞松弛素Q(B5A)和吡咯喹啉醌(PQQ)是能从海洋微生物的发酵产物中分离纯化得到的活性天然产物。B5A是从炭角菌中分离得到的一种细胞松弛素,具有抑制HIV病毒、抗疟疾等多种生物活性。PQQ是一种产自革兰氏阴性菌的氧化还原酶的辅酶,具有刺激细胞生长和抗衰老等多种功能。本文开展海洋微生物分别高效生产B5A和PQQ的系列研究。首先开展海洋真菌炭角菌高产B5A的系统研究。对从深海来源的B5A生产菌株Xylaria sp. sofl1进行18S rDNA序列鉴定,进一步确定该菌株属于炭角菌属。建立了高效的产物测定方法,包括高效液相检测、薄层层析以及液质联用,优化其检测条件。单因素实验发现二糖和多糖是较优的碳源,鱼粉和玉米粉是较优的氮源；通过PB实验确定三个重要的影响因素：蔗糖、鱼粉和装液量；通过响应面分析获得三个显著因素的最佳响应值。在优化条件下B5A的产量达到443.1士16.8 mg/L,是初始产量的4.4倍。在10 L发酵罐上以蔗糖为碳源进行分批培养和补料分批培养。结果表明在溶氧大于40%、pH为6.5士0.1的条件下,流加蔗糖和鱼粉,B5A产量达到528mg/L,与摇瓶培养相比提高了约19,2%。建立了从发酵液中分离纯化B5A的工艺路线,包括如下主要步骤：菌体萃取、硅胶柱层析和C18半制备层析。经过萃取和层析工艺的参数优化研究,获得了纯度超过98%的B5A产品,回收率达到76%。其次开展海洋微生物噬甲基菌产PQQ的系统研究。筛选得到一株产PQQ的海洋微生物,经过形态和16S rDNA序列鉴定,确定该菌株为噬甲基菌属,命名为Methylophaga sp. ZJU414。单因素实验发现碳源对PQQ合成的影响很大,而溶氧和氮源等对PQQ合成影响较小。在3 L发酵罐中以甲醇为碳源进行分批培养和补料分批培养,流加甲醇后,PQQ的合成量达到12.9 mg/L。建立了用阴离子交换树脂从发酵液中吸附分离PQQ的工艺路线。该工艺路线的特点：1)通过平衡吸附容量、洗脱容量和吸附率的比较获得了价格低廉且具有良好吸附和解吸性能的LKA98树脂；2)研究了PQQ在LKA98树脂上的吸附平衡和动力学规律,发现朗格缪尔方程对吸附平衡数据有很好的拟合效果；3)考察了PQQ在LKA98树脂柱上的洗脱附规律,优化分离工艺。发现Thomas、 Yoon-Nelson和Adams-Bohart三种模型都可以很好地模拟吸附过程的进行；所得产品的回收率达到87.3%,且纯度能提高到93.8%；4)完善了结晶工艺条件,使结晶的收率和纯度达到94.8%和97.5%。本论文不仅通过生物过程的优化大幅度提高了海洋微生物发酵生产B5A的能力,还进一步完善了海洋微生物中PQQ的发酵生产和分离工艺。这些工作对这两类物质的生物合成和生产水平的进一步研究都具有重要的理论意义和工程价值。