几株极地海洋微生物次级代谢产物的分离鉴定研究

摘要

海洋微生物来源丰富，它也是一个重要的次级代谢产物的生产者。近来，一系列新的具有生物活性的物质被发现，成为药物先导化合物的一个重要来源。极地海域，由于其极端寒冷的自然环境使极地微生物及其代谢产物的结构和功能更加新颖。近年来从极地微生物中分离出芳香族硝基化合物、肽类、萜类、生物碱等多种骨架类型的结构新颖、活性显著的化合物，为药物研发提供了宝贵的资源。
　　本研究以4株极地放线菌，特别是前期已经被验证含有卤化酶基因的北极海洋链霉菌Streptomyces sp.604F为研究对象，主要有两个目的，其一希望从中分离获得结构新颖的小分子化合物，尤其是可能含卤素的成分，为海洋天然产物的积累奠定基础；其二希望在这几株菌株中分离出具有较好生物活性的化合物。本文以北极地区的放线菌中的链霉菌Streptomyces sp.514F、604F、527F和南极地区未鉴定的南极大磷虾共附生菌株NJES13等4株极地微生物为研究对象，分析它们各自所产生的代谢产物的结构，并深度挖掘604F次级代谢物的多样性。本文主要采用萃取、柱层析技术（正相硅胶柱层析、各种凝胶柱层析、大孔树脂柱层析、MCI柱层析及半制备高效液相色谱等）对极地微生物进行提取分离纯化，并运用波谱学技术(EI-MS、HR-ESI-MS、1H-NMR、13C-NMR、1H-1H COSY、HMBC、HSQC等)和物理化学方法，鉴定化合物的结构。笔者共分离得到20多个化合物，结合文献对照，鉴定了其中12个成分的化学结构，分别为抗霉素A1b(1)、抗霉素A4a(2)、抗霉素A2a(3)、抗霉素A3a(4)、抗霉素A1a(5)、伏尔加霉素(6)、8-脱氧伏尔加霉素(7)、2-羟基四角霉素(8)、gephyromycin(9)以及一个新化合物(10)、4',7-二羟基-3'-甲氧基异黄酮(11)、2-乙酰氨基苯酚（12）；其中化合物1-7是首次从北极海洋沉积物来源的微生物中发现，而且是首次从同一菌株中发现这两类化合物，化合物8-10是首次从南极海洋放线菌新属中发现的抗生素类化合物，化合物10是新化合物。
　　基于合作团队对Streptomyces sp.604F的卤化酶基因的验证与克隆，研究还结合次级代谢物的多样性分析优化了604F培养条件，为后续针对性地寻找卤化物成分提供了指导，也对分离鉴定可能具有新结构的代谢产物有很好的导向作用。本研究已显示出极地微生物的药用潜力，因此，在我国开展其新颖的化学成分结构鉴定以及生物活性代谢产物的应用基础研究是很有必要的。

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引言

第一章 极地海绵及其共生微生物的次级代谢产物化学成分研究进展

1.1 生物碱

1.2 萜类

1.3 甾体类

1.4 过氧化物类

1.5 大环内酯类

1.6 多肽类

第二章 北极放线菌604F的产物多样性分析和分离鉴定及其发酵优化

2.1 604F的产物多样性分析

2.2 604F的产物分离鉴定研究

2.3 604F的发酵优化

2.4 小结与讨论

第三章 南极放线菌NJES13的产物分离鉴定研究

3.1 材料与仪器、试剂

3.2 微生物菌株的分离和培养

3.3 菌株NJES13化合物的分离鉴定研究

3.4 小结与展望

第四章 北极放线菌514F和527F产物的初步分离鉴定

4.1 材料与仪器、试剂

4.2 菌株的发酵和产物的分离

4.3 化合物结构鉴定

4.4 小结

第五章 总结与展望

5.1 主要结论

5.2 后期研究与展望

参考文献

附录

附录一 英文缩略语

附录二604F六种培养基的甲醇提取物的LC-TOF MS数据(25℃)

附录三 化合物谱图

致谢

论文发表情况