中国科学院海洋研究所机构知识库

天然产物在药物研发进程中处于至关重要的地位，具有新颖结构和良好生物活性的天然产物在人类疾病治疗和农业病害防治方面应用广泛。丝状真菌广泛分布于各种海洋环境，甚至在具有高压、低温、缺氧等极端区域性生态环境特点的深海环境中也有发现。与陆源微生物相比，深海真菌往往具有独特的生物化学和生理学适应途径，并通过基因进化和初级、次级代谢途径反映出来，进而导致了一些特殊结构天然活性物质的产生。因此深海来源真菌逐渐成为天然产物研究的新热点，并且被认为是药物先导化合物的新来源。

本论文通过菌种分子生物学鉴定、文献调研、小规模发酵筛选，选择中国南海冷泉深海沉积物来源的绳状篮状菌Talaromyces funiculosus SD-523和麦哲伦海山片状海绵内生真菌产黄青霉Penicillium chrysogenum AS-321作为目标菌株进行化学成分和生物活性研究。采用大米固体培养基静置培养规模发酵，综合运用正相、反相硅胶柱层析、Sephadex LH-20葡聚糖凝胶柱层析、制备薄层层析（pTLC）、高效液相制备（pHPLC）等色谱手段和重结晶等方法分离纯化得到单体化合物，结合各种波谱分析（NMR、MS、UV、ECD）、X-射线晶体衍射技术及统计学计算等方法进行结构鉴定。对所有分离得到的单体化合物进行了14株水产及人类致病细菌的抑菌活性测试，对部分化合物进行了乙酰胆碱酯酶抑制活性测试。

从中国南海冷泉深海沉积物来源的绳状篮状菌T. funiculosus SD-523的发酵粗提物中分离鉴定了20个化合物，主要为吲哚类生物碱和聚酮类化合物，其中TC 1为新化合物，TC 2为新天然产物。对麦哲伦海山片状海绵内生真菌产黄青霉P. chrysogenum AS-321的化学成分进行了系统研究，从其发酵粗提物中共分离鉴定了14个化合物，主要类型为吲哚类生物碱、二萜、倍半萜和混源萜等。部分化合物具有良好的抑菌活性，其中PK 1和PK 3对于藤黄微球菌的抑制活性与阳性对照相当，具有一定的开发和应用潜力。

本论文的研究结果进一步丰富了海洋天然产物资源库，对深海生物资源勘探和利用具有一定的参考价值。

第一章  绪论 1

1.1  引言 1

1.2  吲哚生物碱研究进展 2

1.2.1  简单吲哚类 2

1.2.2  异戊二烯类 5

1.2.3  二聚和三聚吲哚类 10

1.2.4  β-咔啉类 14

1.2.5  单萜吲哚类 18

1.3  深海真菌次级代谢产物多样性研究方法 24

1.3.1  深海真菌的分离与培养 24

1.3.2  深海真菌次级代谢产物活性筛选方法 25

1.3.3  基于合成生物学的深海真菌吲哚类生物碱研究 26

1.4  小结 27

第二章  冷泉来源绳状篮状菌Talaromyces funiculosus SD-523次级代谢产物及其生物活性研究 29

2.1  菌株信息与保藏 29

2.2  菌株SD-523单体化合物结构鉴定 30

2.2.1  新化合物结构鉴定 30

2.2.2  已知化合物结构鉴定 34

2.3  实验部分 41

2.3.1  实验仪器、试剂与材料 41

2.3.2  菌株SD-523的规模发酵、产物提取及分离 42

2.3.3  化合物物理性质与光谱数据 43

2.4  单体化合物生物活性评价 51

2.4.1  抑菌活性 51

2.4.2  乙酰胆碱酯酶抑制活性 52

第三章  海山来源产黄青霉Penicillium chrysogenum AS-321次级代谢产物及其生物活性研究 53

3.1  菌株信息与保藏 53

3.2  菌株AS-321单体化合物结构鉴定 54

3.2.1  已知化合物结构鉴定 54

3.3  实验部分 60

3.3.1  实验仪器、试剂与材料 60

3.3.2  菌株AS-321的规模发酵、产物提取及分离 60

3.3.3  化合物物理性质与光谱数据 61

3.4  单体化合物生物活性评价 67

3.4.1  抑菌活性 67

第四章  结论与展望 69

4.1  结论 69

4.2  创新点 70

4.3  讨论与展望 70

参考文献 71

附录  部分化合物谱图 83

致  谢 91

作者简历及攻读学位期间已发表和待发表的学术论文 93