抗生素,作为20世纪医学界最伟大的发明,不仅可以用来治疗严重疾病,也运用于处理日常生活中各种各样的感染。抗生素药物不仅为人类健康提供了保障,也大大提高了人们的生活质量。然而,随着时间推移,抗生素滥用则导致了耐药菌的出现,也就是各种“超级细菌”,使原来的抗生素无法发挥作用。为了缓解这个问题,本研究旨在从土壤微生物代谢产物中,发现新型抗生素候选化合物,代替已失效的抗生素。前期实验中,通过提取74个从土壤中分离微生物的天然产物,并通过对比它们的产物多样性及抗菌活性,从中筛选出了四个具备抗病原菌活性产物的微生物,作为进一步研究对象。其中,细菌YM03-Y3(桔黄假单胞菌,Pseudomonas aurantiaca),由于具有更为丰富的代谢产物及更强的生物活性,且有相关文献佐证其研究价值,被定为主要研究目标。接下来,本实验采用传统发酵方法,在已优化的培养条件下大规模发酵,通过固相和液相溶剂萃取法提取目标微生物天然产物。粗提物采用开口柱色谱(HP20树脂,正相硅胶)以及制备型高效液相色谱进行分离、纯化。经过HPLC检测,首先分离出12个化合物,并利用核磁共振和高分辨质谱对其进行结构解析,最终得出其中包含两个已知二烃基间苯二酚(1,2),一个新间苯二酚-醌二聚体(4),一个新呋喃酮类化合物(5),一个新醌类化合物(12),还有七个结构未能确定的分子(6-11)。在细菌YM03-Y3固体培养过程中,观察发现,其菌体随时间,会从白色变成黄色。为了探究白色和黄色菌体的不同,我们设计了相关实验。用甲醇直接提取不同颜色的菌体,利用HPLC,检测到在黄色菌体中,有明显的区别于白色菌体的四个化合物。通过扩大试验及相似的分离手段,纯化出其中一个化合物(13),结构鉴定其为已知吩嗪类化合物。同时,由于四个化合物具有相似的紫外特征,推断出吩嗪类化合物的产生导致菌体颜色发生改变。文献报道,二烃基间苯二酚类化合物(1)在氘代氯仿中会发生变质,并伴随颜色变化,这一现象在本研究中也有出现。但文献并未对其进行深入探讨,因此,本论文中阐述了针对二烃基间苯二酚的分解实验。通过将此化合物溶于弱酸或弱碱溶液中放置,利用HPLC定时监测,发现二烃基间苯二酚会分解为多个化合物。基于扩大实验与分离纯化,最后得到三个分解产物:一个新呋喃酮类化合物(14),一个已知醌类化合物(15),一个新醌类二聚体(16)。同时,还重复分离出化合物4,5,12。由此推断,有些初始分离产物并不是天然产物,而是经过氧化得到的人工产物。在天然产物研究中,人工产物的存在是常见的一种干扰现象,将二者区分开来,对天然产物的分析极具意义。对于其中的分解机理,则有待探究。抗菌活性的研究方面,初步使用平板扩散法,对从桔黄假单胞菌的合并粗提样品进行筛选。测试的菌种包括八种细菌和八种真菌。其中八种细菌有:金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus),表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermis),变形链球菌(Streptococcus mutans),荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens),铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),摩拉克氏菌属莫拉菌(Moraxella(Branhamella)catarrhalis),希氏肠球菌(Enterococcus hirae),枯草芽孢杆菌(Bacillus subtillis subsp.spizizenii)。八种真菌包括:白色念珠菌(Candida albicans),近平滑念珠菌(Candida parapsilosis),皱褶念珠菌(Candida rugosa),热带念珠菌(Candida tropicalis),产黄青霉菌(Penicillium chrysogenum),黑曲霉(Aspergillus niger),酵母菌(Saccharomyces kudriavzevii),匍枝根霉菌(Rhizopus stolonifer)。通过测试,粗提物对其中五种细菌性病原菌有抑制作用,包括金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、希氏肠球菌、变形链球菌和枯草芽孢杆菌。然后,纯品化合物将针对此五种病原菌,进行最小抑菌浓度(MIC)的测定。结果表明,二烃基间苯二酚对它们有明显的抑制效果,尤其对于金黄色葡萄球菌,化合物(2)对其最小抑菌浓度约为1.1μg/m L。但是,分解产物的活性明显减弱,具体的作用机制未在本课题中研究。另外,根据文献报道的二烃基间苯二酚类化合物的生物合成路径,得知正己酸在此过程中起重要作用。为了研究脂肪酸对假单胞菌中二烃基间苯二酚类化合物合成的影响,我们实施了相应的喂养实验。在细菌培养液中加入0.5 mmol六碳到十碳的饱和直链脂肪酸,提取后通过液相分析,发现正辛酸、正壬酸、正癸酸的加入对产物的合成产生影响。由于时间有限,未能深入研究具体产物。将来本实验会继续进行,且加入相应含氟脂肪酸,从而获得更多新结构化合物。整个论文,突出展示了桔黄假单胞菌的代谢产物,尤其是二烃基间苯二酚相关化合物的化学和生物学特性。更有价值的是,它开启了相关课题继续深入研究的大门。