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三株特异生境放线菌次级代谢产物的研究认领

作者：

李健

学位授予单位：

厦门大学

摘要：

随着陆生的微生物资源尤其是放线菌资源被深入研究和开发，资源几近枯竭，已经无法为制药业提供足够的药物先导化合物。目前很多学者将目光着眼于新资源中放线菌的研究，这些新资源包括海洋和植物内共生等。已有的研究表明这些放线菌具有相对特殊的代谢途径，能够产生结构新颖、活性突出及作用机制独特的的次级代谢产物，这些新资源成为天然产物研发的新热点。本研究采用选择性分离方法对采自西太平洋近赤道区的19个深海沉积物样品中的放线菌进行了较为系统的分离，从中分离到90株放线菌，对其发酵液乙酸乙酯抽提物的生物活性进行筛选。对3株放线菌(1株海洋放线菌和2株云南美登木内生放线菌)进行了次级代谢产物研究，从其发酵产物中分离鉴定42个化合物(包括1个乙酰化产物，2个Mosher酯化和1个对溴苯甲酰化产物)，其中25个是新化合物。对部分化合物进行了生物活性研究。并对具有较强细胞毒活性的新化合物Naphthomycin L进行了初步的作用机制研究。对从19个海洋沉积物样品中分离的90株放线菌，采用滤纸片琼脂扩散法和MTT法，对其发酵液乙酸乙酯抽提物的抗菌活性和体外细胞毒性进行筛选。结果显示，有35株菌对至少一种细菌或者真菌有抑制作用，有29株菌对青枯雷尔氏菌有抑制作用，分别占总供测菌株的38.8％和32.2％。有32株放线菌具有体外细胞毒性占供测菌株的35.6％，其中只对KB细胞有抑制作用的菌株有16株，只对Raji细胞有抑制作用的菌株有9株，对两种肿瘤细胞都有抑制作用的菌株有7株分别占供测菌株的17.8％、10.0％和7.8％。海洋沉积物来源的放线菌种蕴藏着丰富的产生生物活性物质的菌株，具有潜在的应用前景。对海洋放线菌DSS-18进行了高氏培养基的150 L发酵罐发酵，并对其次生代谢产物进行了分离纯化，通过波谱学方法对化合物结构进行了测定，经过结构解析测定了16个结构，化合物类型涉及聚酮类、大环内酯和环肽。其中化合物DS-20、DS-25、DS-26、DS-27、DS-28和DS-31为新Ⅱ型聚酮类化合物，DS-9和DS-16为已知聚酮类化合物;化合物DS-3、DS-5、DS-6、DS-8和DS-10为已知的四重内酯(Nonactin)类化合物DS-1和DS-2为其单体酸;化合物DS-11为环肽类化合物与Valinomycin结构相同，四重内酯类化合物和环肽类化合物均属于离子载体类抗生素。四重内酯类化合物具有较强的抗细菌和细胞毒活性;DS-11具有极强的细胞毒活性，对Raji细胞IC50为0.8 ng/mL，而且具有一定的抗真菌活性。根据化合物和粗提物活性实验结果我们可以初步推测构成DSS-18菌株发酵液粗提物抗菌、抗肿瘤活性的成分主要为这些四重内酯以及环肽。对云南美登木内共生放线菌CS进行了Waksman培养基的150 L发酵罐发酵，从其发酵提取物中分离鉴定了26个结构(包括1个乙酰化产物，2个Mosher酯化产物和1个对溴苯甲酰化产物)，其中19个新化合物，化合物类型包括大环内酯类、大环内酰氨类、聚酮类和萜类。化合物CS1-2-1、CS1-2-2、CS1-4-1、CS1-4-2、CS4-3、CS4-8、CS1-3、CS3-4-1和CS3-4-3为新型聚酮类化合物;CSM1-1、CSM1-3、CSM2-1、CSM2-2、CSM2-3为新型大环内酯类化合物;CS4-2为新型大环内酰氨类化合物。通过Mosher酯化反应确定了化合物CS1-4-1的绝对构型。将化合物CS1-3乙酰化后的产物进行X-ray衍射实验确定了化合物CS1-3的相对立体构型。对化合物CSM1-3及CSM2-3进行X-ray衍射实验确定了这类化合物的相对立体构型。初步的活性测试表明化合物CSM1-1，CSM1-3，CSM2-1，CSM2-2，CSM2-3和CS4-2具有较强的细胞毒活性。经过生物活性测试表明化合物CS4-2(Naphthomycin L)具有很强的细胞毒性，对其进行了细胞毒性作用机制的初步研究。对滑桃树内共生放线菌W6F2B进行了YMG培养基的50 L发酵罐发酵。并从发酵产物中分离鉴定了2个化合物，W1-2和W1-3均为已知化合物，本文首次应用晶体衍射实验确定化合物W1-2的相对立体构型。本研究的结果表明，无论是海洋放线菌，还是植物内生放线菌都蕴藏着丰富的次生代谢产物资源，这些结构新颖、活性突出的次生代谢产物将是药物或先导化合物的重要来源。

摘要译文

关键词：

微生物资源; 生境放线菌; 代谢产物; 选择性分离法; 细胞毒性

学位年度：

2008

学位类型：

博士

学科专业：

微生物学

导师：

沈月毛郑忠辉

中图分类号：

Q939.132;Q936[微生物生物化学]

学科分类号：

071003[微生物学];071005[生物化学与分子生物学];100705[微生物与生物技术药物学]

D O I：

10.7666/d.y1445295