渤海來源真菌Penicillium janthinellum和Aspergillus flavus中次級(jí)代謝產(chǎn)物立體結(jié)構(gòu)

發(fā)布時(shí)間：2020-04-18 13:50

【摘要】：海洋來源真菌由于其特殊的生存環(huán)境使其具有了獨(dú)特的代謝途徑和遺傳背景,所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物兼有結(jié)構(gòu)新穎、活性獨(dú)特等特點(diǎn)。大量研究已表明,海洋來源真菌次級(jí)代謝產(chǎn)物豐富,從有限研究過的真菌資源中發(fā)現(xiàn)了一系列治療人類重大疾病的藥物及先導(dǎo)化合物。其中,海洋來源青霉屬真菌及曲霉屬真菌已被報(bào)道了許多現(xiàn)已被應(yīng)用于臨床的藥物,如青霉菌次級(jí)代謝產(chǎn)物青霉素、曲霉屬真菌次級(jí)代謝產(chǎn)物美伐他汀。因此本研究選取兩株渤海來源真菌為研究對(duì)象,對(duì)菌株進(jìn)行發(fā)酵、萃取、次級(jí)代謝產(chǎn)物的分離純化、化合物的結(jié)構(gòu)及構(gòu)型確定、化合物的生物活性探討等。本研究根據(jù)海洋天然產(chǎn)物的研究方法,運(yùn)用各種色譜分離技術(shù)及現(xiàn)代波譜分析技術(shù)聯(lián)合量子化學(xué)計(jì)算對(duì)真菌次級(jí)代謝產(chǎn)物進(jìn)行研究,并對(duì)化合物進(jìn)行致病菌抑制活性研究。一株渤海來源真菌為曲霉Aspergillus flavus(07-1),Gene Bank號(hào)為KY979506,從中共得到13個(gè)單體化合物(1-13),其中1、2、3、4為新化合物,5為夫西地酸,6-9為擴(kuò)環(huán)甾體類,10-13為麥角甾衍生物�；钚詼y(cè)試顯示化合物5對(duì)多種致病菌表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制活性,MIC分別為(0.07、0.07、0.07、0.3μM)強(qiáng)于陽性對(duì)照藥,并對(duì)MDA-MB-231、Hela、MGG-803、MCF-7、A-549腫瘤細(xì)胞系表現(xiàn)出中等的抑制活性,其IC_(50)值分別為36.29、30.14、37.77、38.12、31.28μM。分離過程中發(fā)現(xiàn)化合物5的產(chǎn)量較大,并且其活性較好,因此對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾,共得到10個(gè)衍生物。另一株渤海來源真菌為微紫青霉Penicillium janthinellum(07-5),Gene Bank號(hào)為KY979507。從中分離鑒定了17個(gè)單體化合物(14-30),其中14為新化合物,15-19為生物堿類,20-22為桔霉素衍生物,23-26為香豆素衍生物、27為含氯衍生物、28為混源萜類,29為個(gè)倍半萜類。其中,化合物20和22均對(duì)部分致病細(xì)菌表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗菌活性,MIC分別為(0.8、0.4μM)強(qiáng)于陽性對(duì)照環(huán)丙沙星。化合物20為桔霉素二聚體,此前研究中僅利用生物起源推導(dǎo)的方法對(duì)其絕對(duì)構(gòu)型個(gè)進(jìn)行推導(dǎo)。本研究利用量子化學(xué)計(jì)算結(jié)合CD對(duì)化合物20的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,利用8種計(jì)算方法及DP4+方法對(duì)構(gòu)型進(jìn)行分析,最終確定桔霉素二聚體的絕對(duì)構(gòu)型為(2’R,3’S,3R,4S),證明了量子化學(xué)計(jì)算在天然產(chǎn)物中應(yīng)用價(jià)值。綜上所述,本研究從渤海來源真菌Penicillium janthinellum及Aspergillus flavus中分離獲得了具有較好活性的天然產(chǎn)物,運(yùn)用波譜學(xué)方法及量子化學(xué)計(jì)算的方法確定了化合物的絕對(duì)構(gòu)型。抗菌活性實(shí)驗(yàn)表明,部分化合物對(duì)某些致病菌具有較好的活性,這為藥物先導(dǎo)化合物的開發(fā)和應(yīng)用研究提供了化合物基礎(chǔ)。
【圖文】：

圖片,菌株