特殊的生态环境孕育了特殊的生物多样性，而特殊的生物多样性往往孕育着特殊的化学多样性和生物活性的多样性。为了寻找骨架新颖且具有良好治疗作用的新药先导化合物，本论文以不同生源环境分离得到的海洋和陆生真菌作为研究对象，开展活性次级代谢产物的结构和生物活性研究。研究主要内容包括：活性菌株的分离筛选；代谢产物的分离纯化及化学结构的鉴定和构型的确定；新化合物生合成途径的探索；单体化合物生物活性的初步评价；活性化合物作用靶点和活性机制的初步探讨。从采集自不同纬度（山东、福建、广东、海南）的24个潮间带海泥、红树林根泥和火山口沉积物样品中共分离丝状真菌390株，采用海虾生物致死法和tsFt210细胞镜检细胞毒活性筛选模型，结合TLC及HPLC化学筛选，得到20株活性菌，从中选取火山口沉积物来源的桔青霉Penicillium citrinum HGY1-5和红树林根部海泥来源的灰绿曲霉Aspergillus glaucus HB1-19，以及其他来源的三株真菌—深海海泥来源的青霉Penicillium sp．F23-2和青霉Penicillium sp．F1，潮间带海泥来源的木霉Trichoderma sp．f-13—作为本论文的研究对象。对5株目标活性菌株发酵产物运用萃取，薄层色谱，正相、反相硅胶柱色谱，LH-20凝胶柱色谱，反相高压液相等化学分离纯化手段，从桔青霉P．citrinumHGY1-5的代谢产物中分离得到47个单体化合物（1-47）；从灰绿曲霉A．glaucusHB1-19的代谢产物中分离得到了34个单体化合物（42，43，48-79）；从青霉Penicillium sp．F23-2的代谢产物中分离得到11个单体化合物（80-90）；从青霉Penicillium sp．F1的代谢产物中分离得到了10个单体化合物（91-100）；从木霉Trichoderma sp．f-13的代谢产物中分离得到了11个单体化合物（46，101-110）；另外，以桔青霉P．citrinum HGY1-5对甾体进行生物转化得到三个单体化合物（111-113）；对桔霉素二聚体17的化学转化得到一个人工产物（114），共114个化合物。继而，利用理化性质和波谱学方法（IR，UV，MS，NMR，CD，X-ray）结合化学反应的方法（Mosher法，对溴苯甲酰酯化等）阐明了全部1 14个化合物的化学结构（Fig．1），结构类型按生合成来源分类包括：甾体类化合物21个（1-16，40，41，111-113），萜类化合物6个（85-90），聚酮类化合物56个（17-39，42-45，48-75，114），生物碱类化合物19个（76-84，91-100），sorbicillin衍生物11个（46，101-110），脑苷酯类化合物1个（47）。其中发现新化合物63个，包括13个具有罕见的bicyclo[4．4．1]A／B环的C25甾体化合物（1，3-13，16），2个新骨架的桔霉素三聚体（19，20），13个结构新颖的桔霉素二聚体（17，18，21-24，26-28，32-34，114），2个含有新颖的naphtho[1，2，3-de]chromene-2，7-dione骨架的灰绿霉素类聚酮化合物（48，49），2个含有新颖的spiro[5．5]undecane螺环骨架的灰绿霉素类聚酮化合物（50，51），14个蒽型的或萘型的芳香聚酮化合物（52-54，56，57，59-61，63-68），2个meleagrin型生物碱（80，81，其中80是一个新颖的meleagrin型生物碱与conidiogenone型二萜链接形成的复合化合物），2个roquefortine型二酮哌嗪生物碱（83，84），6个罕见的conidiogenone型二萜（85-90，目前仅两例报道），5个brevicompanine型二酮哌嗪生物碱（91-93，96，97），2个sorbicillin衍生物（101，107）。在研究中，我们首次采用稳定同位素标记，化学结构转化和甾体微生物转化的方法确定了C25甾体（1-16）骨架的生合成来源和各侧链类型化合物的亲缘关系；我们对桔霉素（36）人工聚合和降解反应机制进行了探索研究；采用X-ray单晶衍射方法确定了新骨架化合物灰绿霉素A（48）的结构，采用同位素标记结合NMR的方法确定了螺环新骨架化合物灰绿霉素C（50）的结构，并进一步采用在线手性HPLC-CD和计算机量子化学CD模拟相结合的方法，确定了灰绿霉素C外消旋混合物的本质及两个对映异构体的绝对构型；采用NOESY和CD相结合的方法首次确定了conidiogenone型二萜（85-90）的绝对构型；采用NOESY和氨基酸手性HPLC分析相结合的方法确定了brevicompanine型二酮哌嗪生物碱（91-93，96，97）的绝对构型。为了寻找化合物的治疗作用，我们采用抗肿瘤和神经保护两种不同的策略对单体化合物的生物活性进行评价。首先，采用MTT法、SRB法以及流式细胞术结合形态学检测的方法，对分离获得的单体化合物的抗肿瘤活性进行了初步评价，从中筛选出了20个活性化合物(细胞毒IC₅₀＜10μM)（17-22，24，46，48，49，61，80-82，86-88，90，102，114），进一步采用ELESA和Western blot等方法对活性化合物的分子靶点和作用机制进行初步探索。其中：1．新骨架化合物灰绿霉素A（48）对A-549和HL-60细胞的IC₅₀分别为0．13和0．28μM；该化合物在10μM时对蛋白激酶具有抑制作用，抑制率分别为Src（40．5％），KDR（43．4％）；在该浓度下灰绿霉素A（48）还可以明显的抑制拓扑异构酶Ⅱ的活性；初步的实验表明灰绿霉素A（48）对小鼠S₁₈₀肉瘤模型具有体内抗肿瘤活性；目前对灰绿霉素A（48）的临床前药效学评价正在深入进行当中。2．桔霉素聚合物17-20和114在1-10μM浓度下可以明显的诱导HL-60细胞发生凋亡，其作用具有时间依赖性和浓度依赖性；它们在10μM浓度下可以效应性的激活凋亡相关蛋白Caspase 3和8以及PARP，是一类新颖的肿瘤细胞凋亡诱导剂。3．Meleagrin生物碱82在10μM浓度下可以将HL-60细胞周期阻滞在G₂／M期，推测其作用机制可能与其9-OCH₃类似物oxaline一样，通过抑制微管蛋白聚合发挥作用；而生物碱与二萜链接型新骨架化合物meleagrin B（80）在10μM和5μM浓度下可以明显的诱导HL-60细胞发生凋亡，推测二萜片断的引入可能使其作用靶点发生了改变。4．Sorbicillin衍生物（46，101-110）对HL-60细胞的细胞毒测试表明，山梨酰基侧链2，3-双键还原会使相应的化合物细胞毒活性下降2-10倍，说明此类化合物侧链共轭系统与其抗肿瘤活性密切相关。对于100μM浓度下没有表现出明显的细胞毒活性的化合物，采用LPS诱导的BV2小胶质细胞炎症拮抗模型或G-蛋白偶联受体12（GPR12）激活模型评测其潜在的神经保护活性，首次发现10个新活性化合物（1，2，8，9，12，91，92，94，96，97）。其中：1．Brevicompanine型二酮哌嗪生物碱92和97在0．1μg／ml～80μg／ml浓度范围内对LPS诱导的BV2小胶质细胞炎症模型具有明显的抑制活性，这是首次发现此类二酮哌嗪生物碱的抗炎活性。2．C25甾体化合物1，2，8，9和12在10μM浓度下可以明显的激活GPR12，促进cAMP的释放。这是首次发现C25甾体化合物潜在的治疗活性。本论文从5株真菌次级代谢产物中共分离鉴定了63个新化合物，发现了五种新颖的化合物骨架类型，确定了其绝对构型，并对C25甾体，桔霉素衍生物和灰绿霉素类聚酮等新骨架化合物的生合成进行了系统的研究，丰富了天然产物的化学结构类型和生合成内容。经活性评价，共筛选出30个活性化合物（包括24个新化合物），其中发现了一个新骨架的抗肿瘤先导化合物灰绿霉素A（48），该化合物具有新颖的naphtho[1，2，3-de]chromene-2，7-dione骨架，体外细胞和分子水平有效，体内初步评价有效，是一个新颖的多靶点作用的抗肿瘤先导化合物；发现了两类新骨架的肿瘤凋亡诱导剂桔霉素聚合物17-20和生物碱与二萜链接型化合物meleagrin B（80），为新药研究提供了重要的先导结构。共分离筛选获得20株抗肿瘤活性菌株，发现了三株能产生系列新骨架抗肿瘤活性化合物的真菌灰绿曲霉A．glaucus HB 1-1 9，桔青霉P．citrinum HGY1-5和青霉Penicillium sp．F23-2，为开发真菌抗肿瘤药物提供了重要的药用资源活性菌株。