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为了寻找新的抗菌活性化合物,本文利用细菌和真菌筛选模型对鼎湖山国家自然保护区菌种库中的891株菌株的固体发酵物进行抗菌活性筛选,得到了80株具有不同程度的抗菌活性的菌株。在此基础上,选择了其中一株对细菌抑制活性较强的菌株,即子囊菌亚门白粉寄生菌属真菌--Ampelomyces sp, SC0307,进行下一步研究。
对白粉寄生菌SC0307菌株进行固体发酵,发酵物以95%乙醇提取;提取物依次用石油醚、氯仿、乙酸乙酯和正丁醇分部萃取;对分部提取物进行抗菌活性测定,对有抗菌活性的氯仿和乙酸乙酯萃取物进行分离,同时,为了全面研究此菌株,也对无抗菌活性的正丁醇萃取物做了分离。用硅胶柱层析、凝胶柱层析和制备HPLC等方法从氯仿部分得到9个化合物、从乙酸乙酯部分得到14个化合物、从正丁醇部分得到3个化合物。
运用光谱和波谱等技术(UV、IR、ESI-MS、HRESIMS、1D NMR、2D NMR)鉴定了分离得到的26个化合物的结构:(4R,6S)-4-羟基-6-甲基-2-环己烯酮[(4R,6S)-4-hydroxy-6-methylcyclohex-2-enone,1],2β,3β-环氧-5α-甲基环己-1β,4α-二醇(2β,3β-epoxy-5α-methylcyclohexane-1β,4α-diol,2),5α-甲基环己-1β,2α,4α-三醇(5α-methylcyclohexane-1β,2α,4α-triol,3),5α-甲基环己-1β,2β,4α-三醇(5α-methylcyclohexane-1β,2β,4α-triol,4),5α-甲基环己-1β,2β,4β-三醇(5α-methyl-cyclohexane-1β,2β,4β-triol,5),5α-甲基环己-1α,2α,4β-三醇(5α-methylcyclohexane-1α,2α,4β-triol,6),2α-(2-羟基-6-甲基-苯甲酰氧基)-5α-甲基环己-1β,3β,4α-三醇[2α-(2-hydroxy-6-methylbenzoyloxy)-5α-methylcyclohexane-1β,3β,4α-triol,7],7-羟基-5-羟甲基-2H-苯并[1,4]噻嗪-3-酮(7-hydroxy-5-hydroxymethyl-2H-benzo[1,4]thiazin-3-one,8),2,5-二羟基-3-甲基亚砜基苯甲醇(2,5-dihydroxy-3-methanesulfinyl-benzyl alcohol,9),3-氯-2,5-二羟基苯甲醇(3-chloro-2,5-dihydroxybenzyl alcohol,10),龙胆醇(2,5-dihydroxybenzoic alcohol,11),对羟基苯甲酸(4-hydroxybenzoicacid,12),原儿茶酸(3,4-dihydroxybenzoic acid,13),龙胆酸(2,5-dihydroxybenzoicacid,14),6-甲基水杨酸(2-hydroxy-6-methylbenzoic acid,15),苯乙酸(phenyl-acetic acid,16),3,4-二甲氧基肉桂酸(3,4-dimethoxycinnamic acid,17),3,4,5-三甲氧基肉桂酸(3,4,5-trimethoxycinnamic acid,18),环-(L)-脯氨酸-(L)-亮氨酸[cyclo-(L)-PrO-(L)-Leu,19],环-(L)-脯氨酸-(L)-苯丙氨酸[cyclo-(L)-Pro-(L)-Phe,20],尿嘧啶(uracil,21),腺嘌呤核苷(adenosine,22),甲基-O-β-D-吡喃木糖苷(methyi-O-β-D-xylopyranoside,23),甲基-O-α-D-吡喃葡萄糖苷(methyl-O-α-D-glucopyranoside,24),丁基-O-β-D-吡喃木糖苷(butyi-O-β-D-xylopyranoside,25),β-胡萝卜苷(β-daucosterol,26)。其中甲基环己多醇类化合物及其衍生物7个(1-7),酚酸类化合物11个(8-18),含氮杂环化合物4个(19-22),烷基糖苷类化合物3个(23-25),另有一个甾醇(26);化合物1-9为新化合物,除化合物10外,已知化合物(11-26)在白粉寄生菌属真菌中均为首次报道,另外从化合物的结构特点可以发现,化合物1-11和15在生源上具有密切相关性,显示出了一条清晰的聚酮(Polyketides)生物合成途径。
对化合物1-10、19、20针对四种细菌-金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaucreus,ATCC6538)、大肠杆菌(Escherichia coli,ATCC8739)、普通变形杆菌(Proteus vulgaris,CMCC49027)、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa,ATCC9027)进行了抑菌活性试验。化合物1是唯一一个对四种细菌都有抑菌活性的化合物,虽然相对于头孢他啶对四种菌的抑菌活性(MIC为0.125-8pg/ml,MICso为0.1-1.7μg/ml),化合物1的抑菌活性不强(MIC为32-128μg/ml,MIC50为6.5-8μg/ml)。化合物10对绿脓杆菌无活性,但是在对另外三种细菌的抑菌活性都强于其他化合物,化合物10对金黄色葡萄球菌的抑制活性(MIC,8μg/ml: MIC50,1.6μg/ml)与阳性对照头孢他定相当(MIC,8pg/ml; MIC50,1.7μg/ml);化合物8对绿脓杆菌的抑菌活性是被测化合物中最强的(MIC,64μg/ml; MIC50,1.0μg/ml),化合物9对大肠杆菌的抑制活性(MIC50,13.6μg/ml)比化合物8稍强(MIC50,21.0μg/ml)。
化合物1-7对四种糖苷酶的抑制活性结果显示:化合物1-7对β-D-葡萄糖苷酶、α-L-鼠李糖苷酶、α-淀粉酶均无明显抑制活性,化合物1、3、5、7对α-D-葡萄糖苷酶的IC50为1.74-6.12 mM,相对于阳性对照阿卡波糖(IC50=0.03 mM)显示有弱的活性。化合物8-10、19、20的细胞毒试验结果:化合物8-10对肺癌细胞株A549的IC50分别为41.4μg/ml、38.0μg/ml、9.6μg/ml;化合物10对乳腺癌细胞株MCF-7的IC50为23.9μg/ml;5个化合物对另外一株癌细胞NCI-H460和人正常细胞株HLF均无抑制活性。化合物8-10、15的DPPH清除能力实验结果显示:化合物10和化合物9有潜在的抗氧化活性,两者的lC50分别为6.45μM、11.31μM,强于阳性对照L-抗坏血酸(Vc)(IC50=11.47μM):化合物8的IC50为174.41μM,弱于Vc,化合物15的IC50为1684.00μM,可视为无活性。
本研究首次报道了7个甲基环己多醇及其衍生物类化合物和2个含硫氮杂原子的酚酸类化合物的结构,测定了新化合物1-9和4个已知化合物10,15,19,20的生物活性,分析了它们的结构和生物活性的关系,并对部分化合物1-11、15,的生源关系进行了讨论。本论文首次报道了一组新的有抑制细菌活性的酚类化合物和一组新的有糖苷酶抑制剂活性的甲基环己多醇类化合物,研究结果为寻找新的抗生素或者抗生素前体化合物以及寻找新的天然产物药物和药物前体化合物提供基础;本论文讨论了部分化合物的多酮途径,为生物中化合物的多酮途径的研究提供了基础;本文对大量的来自鼎湖山的菌株进行活性筛选,为鼎湖山自然保护区内的真菌的保护和利用提供了部分依据。