一株海洋真菌的卤代产物研究

论文摘要

生存于富含卤素离子的特殊环境中的一些海洋真菌能够利用海水中的卤素离子合成自身代谢产物,是卤代次生代谢产物的一类重要生产者。这些天然来源的卤代物化学结构新颖、种类繁多,大多具有较强的生物学活性,在药理学上有广泛的应用价值。为了发掘海洋真菌自身的代谢潜能,我们采用卤盐胁迫的策略,即利用卤素原子理化性质上的相似性,通过添加不同的溴、碘、氟盐并优化其培养条件,从而激活真菌的代谢途径,诱导产生新的活性卤代化合物。本论文的研究内容包括:四株海洋真菌在不同卤盐添加培养条件下次生代谢产物的比较及目标菌株的选择;目标单体化合物的分离;单体化合物的结构解析;新单体化合物的活性初步评价。对四株生产氯化物的海洋真菌进行卤盐胁迫研究,发现土青霉Penicillium terrestre LM2-02在将培养基中的氯化钠替换成溴化钠后,经HPLC-MS检测,其次生代谢产物在质谱中出现1:1的同位素峰,推测可能诱导生成了溴代化合物;南极真菌Penicillium sp. PR19N-1在加入低浓度氟化钠的培养基中有微弱的生长迹象,为了便于诱导产生氟化物,选择菌体生长状态较好且代谢较丰富的条件对其培养,虽经氟谱检测未发现有氟代物生成,但该条件下的代谢产物可能有一定的抗性作用。因此,选择这两株真菌为研究对象,对它们进行了大规模发酵,综合应用乙酸乙酯有机溶剂萃取,TLC薄层色谱,Sephadex LH-20凝胶柱色谱,反相、正相硅胶柱色谱,HPLC-UV高效液相色谱等化学方法提取分离两株真菌在新培养条件下的发酵产物,从土青霉Penicillium terrestre LM2-02提取物中共分离得到了18个单体化合物（1-18）;从真菌Penicillium sp. PR19N-1中分离得到6个化合物（19-24）,共24个单体化合物。继而对单体化合物的结构进行了研究,利用现代波谱学手段（MS,UV,CD,NMR,IR）阐明了其中23个化合物（1-17,19-24）的化学结构（Figure 1）,其中发现4个新的溴化物（1-4）。化合物的结构类型包括个3个环己烯酮类化合物（1-3）, 8个苯的衍生物（4-10,24）,3个Sorbicillin类衍生物（11,12,17）,1个聚苯酚类化合物（13）以及8个含氮化合物（14-16,19-23）。利用SRB和CCK-8法,初步评价了溴盐胁迫产生的4个新溴代单体化合物的肿瘤细胞毒活性。化合物2和3在10μM浓度下对小鼠白血病细胞P388有弱的体外抑制作用,抑制率分别为27.2%和31.3%;对化合物1-4的抑菌活性做了初步评价,结果表明化合物1和2对B.subtilis和S.aureus有微弱的抑制作用,最小抑菌浓度为0.1mg/mL。综上所述,本文通过培养基中添加不同的溴、碘、氟盐并优化发酵条件,对四株产生氯代化合物的海洋真菌进行其它卤代产物研究,发现了一株可产溴代物的菌株LM2-02,从其次生代谢产物中分离鉴定了4个新溴代化合物及其它化合物13个;此外还对南极海洋真菌PR19N-1进行添加氟化钠培养条件下次生代谢产物的研究,分离鉴定了6个代谢产物的结构,共计分离鉴定了23个单体化合物的结构,为发掘海洋微生物的代谢潜力,获得更多结构新颖的活性卤代次生代谢产物提供了实验依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 参考文献
• 本文的研究思路、研究方法和技术路线
• 1 四株海洋真菌卤盐胁迫条件的研究
• 1.1 四株耐盐真菌卤盐胁迫条件的研究
• 1.2 结果与讨论
• 参考文献
• 2 土青霉Penicillium terrestre LM2-02 次生代谢产物的研究
• 2.1 化合物的结构鉴定
• 2.2 化合物1-4 的生合成途径
• 2.3 化合物表征
• 2.4 化学成分的提取与分离
• 2.5 新化合物的活性测试
• 2.6 实验部分
• 2.7 结果与讨论
• 参考文献
• 3 南极海洋真菌Penicillium sp. PR19N-1 次生代谢产物的研究
• 3.1 化合物的结构鉴定
• 3.2 化合物表征
• 3.3 化学成分的提取与分离
• 3.4 实验部分
• 3.5 结果与讨论
• 参考文献
• 4 实验部分
• 4.1 实验仪器、材料及试剂
• 4.2 微生物培养基的配置
• 4.3 活性测试方法
• 参考文献
• 5 综述:微生物生物活性卤代化合物研究进展
• 参考文献
• 6 结语与创新点
• 7 个人简历及本论文相关研究成果
• 8 致谢
• 9 附图