南海深海沉积环境来源真菌Aspergillus flavus SCSIO F025的次生代谢产物及活性研究

目的 对采集自南海中部1781 m沉积环境的1株曲霉属真菌Aspergillus flavus SCSIO F025进行次生代谢产物及活性研究。方法 通过优化培养条件对菌株进行规模发酵,发酵产物采用硅胶柱层析、Sephadex LH-20、HPLC等色谱学方法进行化学分离,利用NMR、MS等波谱学技术并结合文献进行化合物的结构鉴定,应用纸片扩散法及DPPH自由基清除法对化合物进行初步抗氧化和抗菌活性测试。结果 从菌株SCSIO F025中分离鉴定5个单体化合物：penicillivinacine(1),arthrographol(2),dehydroxypaxilline(3),ditryptophenaline(4),kojic acid(5)。其中化合物1和2为首次从黄曲霉中分离得到。化合物1对溶藻弧菌和藤黄微球菌有弱的抑制活性,化合物2表现出显著抗氧化及溶藻弧菌和藤黄微球菌抑制活性,化合物3对溶藻弧菌和肺炎克雷伯杆菌有抑制活性。     

抗感染海洋天然产物marformycin生物合成基因簇中调控基因及转运基因的功能研究

目的 对海洋放线菌Streptomyces drozdowiczii SCSIO 10141抗感染次级代谢产物marformycins生物合成基因簇中的调控基因mfnM与转运基因mfnR进行生物信息学分析和功能鉴定。方法 利用生物信息学对mfnM与mfnR的功能进行预测,利用PCR-targeting技术对mfnM与mfnR进行体内阻断,构建双交换突变株△mfnM和△mfnR,对突变株进行发酵并利用HPLC对发酵液进行分析。结果 突变株△mfnM和△mfnR丧失了生产marformycins代谢产物的能力。结论 初步阐明了mfnM与mfnR的功能,mfnM编码一个正调控因子,对marformycins的生物合成起正调控作用;而mfnR编码的ABC转运蛋白,负责marformycins的胞外转运。     

色氨酸分解代谢途径阻断对深海链霉菌ZH66次级代谢及生长的影响

【目的】以深海链霉菌Streptomyces somaliensis SCSIO ZH66为研究对象,通过阻断其色氨酸分解代谢途径,探究代谢产物与生长的变化。【方法】通过Blastp分析寻找S. somaliensis SCSIO ZH66基因组上编码色氨酸双加氧酶基因tdo(ORF0630和ORF6017),在前期阻断ORF0630的基础上采用PCR-targeting的策略阻断ORF6017,通过HPLC检测发酵产物的变化,并观察用不同培养基培养时突变株与野生株生长的差别。【结果】与野生株相比,突变株ZH66Δtdo不产生antimycins,但无其他次级代谢产物的变化。与此同时,ZH66Δtdo在MS平板上开始产生气生菌丝与孢子的时间均提前了12 h,在ISP-2液体培养基中生长对数期开始时间同样提前12 h。【结论】链霉菌S. somaliensis SCSIO ZH66中色氨酸分解代谢途径的阻断未促进其他可能以色氨酸为前体次级代谢产物的合成,而是促进了菌株的生长,为其他链霉菌中色氨酸分解代谢调控提供了借鉴。     

海鞘来源放线菌Streptomyces pratensis SCSIO LCY05中skyllamycins的发现及其生物合成分析

目的 挖掘海鞘来源放线菌Streptomyces pratensis SCSIO LCY05生产含肉桂酰独特结构单元的skyllamycins类环肽的潜能,并深入分析skyllamycins生物合成基因簇的新特征。方法 利用Illumina Hiseq和Pacbio SMRT测序平台对S. pratensis SCSIO LCY05基因组DNA其进行全基因组测序,通过生物信息学手段对菌株基因组的生物合成基因簇进行预测和基因功能注释,采用OSMAC (one strain many compounds) 策略对S. pratensis SCSIO LCY05菌株进行发酵优化,结合萃取法、色谱学和波谱学等方法对该菌株的次级代谢产物进行分离和结构鉴定,并对得到的化合物的生物合成途径进行推导及对新颖的合成特征进行挖掘。结果 全基因组测序结果表明,S. pratensis SCSIO LCY05菌株的基因组全长为8.42 Mbp,共含有35个生物合成基因簇,该基因组上的基因簇20与skyllamycins生物合成基因簇的相似度为95%。在OSMAC策略的优化基础上,发现S. pratensis SCSIO LCY05菌株在SCAS培养基中出现了两个具有典型吸收特征的峰,经鉴定为skyllamycin A和skyllamycin B环肽化合物,并推导了其生物合成途径。进一步的聚类分析发现skyllamycins装配线上的C₁₁结构域可能是具有缩合和异构化双重功能的结构域,负责skyllamycins中第11个氨基酸的组装和异构化。结论 本研究不仅发现海鞘来源放线菌S. pratensis SCSIO LCY05经OSMAC策略的优化后可产生skyllamycins类环肽化合物,并揭示了skyllamycins生物合成过程中的新特征,同时也为skyllamycins类化合物生物合成机制的深入阐释及其进一步的开发利用提供了新的菌株资源。     

海洋链霉菌Streptomyces parvus SCSIO Mla-L010中大环内酰胺类抗生素vicenistatin的糖基定向改造

目的 利用海洋链霉菌Streptomyces parvus SCSIO Mla-L010中糖基转移酶的底物宽泛性对vicenistatin进行糖基定向化改造。方法 采用组合生物合成技术分别将其它糖苷类天然产物生物合成途径中的糖基合成基因导入到SCSIO Mla-L010菌株中,构建糖基合成基因异源表达重组菌株;以有机溶剂萃取重组菌株发酵产物并利用现代色谱分离技术进行化合物纯化,进一步使用质谱、核磁共振光谱技术鉴定所获化合物的结构。结果 将streptolydigin、grincamycin和lobophorin生物合成途径中合成D-olivose、L-rhodinose和L-digitoxose糖基的基因导入到SCSIO Mla-L010菌株中,构建了3株异源糖基合成基因重组菌株,并从中分离得到4个含有不同糖基的新vicenistatin类天然产物。结论 不仅丰富了糖苷类天然产物结构库,为海洋药物的研发提供化学实体,还为利用糖基转移酶的底物宽泛性对其它天然产物进行糖基定向改造提供参考和借鉴。     

海洋来源放线菌Demequina litorisediminis SCSIO 53428的化学成分研究

目的对南海深海沉积物来源的放线菌Demequina litorisediminis SCSIO 53428的发酵物化学成分进行研究。方法利用各种色谱技术,包括硅胶柱色谱、ODS反相柱色谱、Sephadex LH-20凝胶色谱、高效液相色谱等分离手段对放线菌Demequina litorisediminis发酵物的乙酸乙酯提取物进行分离纯化,通过波谱学数据分析并结合文献比较鉴定了化合物的结构。结果分离得到13个化合物,其结构分别为:环(L-酪-L-脯)二肽(1)、环(L-苯丙-L-脯)二肽(2)、环(L-缬-L-脯)二肽(3)、环(L-亮-L-脯)二肽(4)、环(反式-4-羟基-L-脯-L-亮)二肽(5)、环(甘-L-脯)二肽(6)、环(L-丙-L-脯)二肽(7)、环(缬-酪)二肽(8)、环(异亮-脯)二肽(9)、对羟基苯甲醛(10)、苯甲酸(11)、N-(2-羟基苯基)-乙酰胺(12)、2-乙酰氨基苯甲酸(13)。结论对海洋来源放线菌Demequina litorisediminis SCSIO53428的化学成分做了初步研究,化合物1～13均为首次从该属放线菌中分离得到。     

西沙马尾藻共附生真菌Aspergillus sp.SYPUF41304次级代谢产物的分离与鉴定

目的 对西沙马尾藻共附生真菌Aspergillus sp.SYPUF41304的次级代谢产物进行分离与鉴定。方法 利用硅胶柱色谱、凝胶柱色谱、中压反相柱色谱及半制备高效液相色谱等分离手段对马尾藻共附生真菌Aspergillus sp.SYPUF41304的液体发酵提取物进行分离纯化,并利用核磁共振、质谱等波谱学方法,结合文献对照,确定化合物结构。结果 最终从提取物中分离得到10个化合物,经鉴定为吲哚-3-甲醛(1H-indole-3-carboxaldehyde)(1)、吲哚-3-乙酸甲酯(methyl indole-3-acetate)(2)、环(L-脯氨酸-L-缬氨酸)(cyclo-(L-prolyl-L-valine)(3)、brevianamide F (4)、asperterreusine A (5)、talaisocoumarin A (6)、3-甲基-6-羟基-8甲氧基-3,4-二氢异香豆素(3-methyl-6-hydroxy-8-methoxy-3,4-dihydroisocoumarin)(7)、3-甲氧基-6,8-二羟基-3-甲基-3,4-二氢异香豆素(3-met...     

海洋源放线菌Streptomyces sp.SCSIO 10428中吩嗪生物碱类抗生素的分离鉴定

目的对从广西北海斜阳岛海域沉积物中分离的1株海洋源放线菌Streptomyces sp.SCSIO 10428进行次级代谢产物及活性研究。方法对海洋源放线菌Streptomyces sp.SCSIO 10428的发酵产物进行有机溶剂萃取,利用硅胶、凝胶柱层析等手段纯化次级代谢产物,通过波谱数据分析及文献比较对化合物进行结构鉴定,对化合物进行了抗菌、卤虫致死以及抗氧化活性评价。结果从海洋源放线菌Streptomyces sp.SCSIO10428发酵产物中分离得到3个生物碱类化合物,其结构分别鉴定为1-甲氧基吩嗪(1),1-羟基吩嗪(2),吩嗪-1-羧酸(3);活性结果显示化合物1~3对白色念珠...     

2株南极来源放线菌所产的二酮哌嗪类化合物研究

目的 对从南极潮间带沉积物样品中分离得到的两株具有抗菌活性的放线菌进行分类鉴定并进行次生代谢产物研究。方法 通过形态学分析及构建系统发育进化树鉴定菌株并对其发酵产物进行生物活性评价;利用硅胶、凝胶柱层析、semi-HPLC等色谱分离手段对两株菌的发酵产物进行分离纯化;采集所得化合物的质谱、NMR等数据并分析后鉴定其结构。结果 两株菌分别鉴定为Streptomyces sp. SCSIO 40061和Nocardiopsis sp. SCSIO KS107;从相应的发酵产物中分离得到两个二酮哌嗪类化合物,结构分别鉴定为：(3Z,6E)-1-N-甲基-3-苯亚甲基-6-(2-甲基-3-羟基丙烷)-2,5-二酮哌嗪 (1) 以及(3Z,6Z)-3-(4-对甲氧苯亚甲基)-6-(2-甲基丙烷)-2,5-二酮哌嗪 (2) 。结论 发现了两株能产二酮哌嗪类化合物的南极来源放线菌。     

侧扁软柳珊瑚中倍半萜和甾烷类化学成分研究

目的研究中国南海侧扁软柳珊瑚Subergorgia suberosa的化学成分。方法采用中压制备色谱、硅胶色谱、sephadex LH-20柱色谱、ODS柱色谱、薄层制备色谱(PTLC)等手段从侧扁软柳珊瑚中的乙醇提取物分离次生代谢产物。利用核磁共振、质谱等波谱技术结合参考文献数据对照方法对单体化合物进行结构鉴定。结果分离得到倍半萜和甾烷类化合物共14个,其结构分别鉴定为subergorgic acid methyl ester(1)、2β-hydroxy subergorgic acid methyl ester(2)、subergorgic acid(3)、suberosenolA(4)、suberosenolB(5)、suberosenone(6)、suberosanone(7)、3β-羟基-5β-孕甾-20-酮(8)、3β-羟基-5α-孕甾-20-酮(9)、3α-羟基-5β-孕甾-20-酮(10)、孕甾-4-烯-3, 20-二酮(11)、3β-羟基-5-烯-孕甾-20-酮(12)、胆甾醇(13)、过氧麦角甾醇(14)。结论化合物5和10首次从软柳珊瑚科中分离得到,化合物14首次从侧扁软柳珊瑚S. suberosa中分离得到。