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海洋微生物与海洋动植物共生是一个非常普遍的现象,近年来许多具有抗菌、抗肿瘤、抗病毒等多种生理活性的化合物从海洋共附生微生物的代谢产物中分离得到,而且很多物质已成为新药开发的先导化合物或作为生命科学研究的重要工具。微生物在不同的培养条件下能产生不同的代谢产物,因此,对微生物在不同培养条件下的代谢产物研究将是发现具有生物活性的新化合物的有效途径。
本论文主要研究了一株分离自南海扭曲肉芝软珊瑚Sarcophyton tortuosum的内生真菌Aspergillus sp.在不同培养条件下的代谢产物。以GPY培养基(葡萄糖10 g/L,蛋白胨5 g/L,酵母膏2g/L,100%海水,pH7.5)对真菌Aspergillus sp.进行150L大规模培养发酵,从发酵液的乙酸乙酯提取物中分离得到四个化合物,分别为青霉酸(1),3,6-二异丁基-2(1H)-吡嗪酮(2),3-异丁基-6-(1-羟基-2-甲基-丙基)-2(1H)-吡嗪酮(3),3-甲氧基-4-甲基-2,4-二烯戊酸(5)。
接着我们在GPY培养基的基础上分别添加蒽酮、香茅醇和樟脑(100 mg/L)对真菌Aspergillus sp.进行发酵,以获得一些新颖的、有药用价值的蒽酮和单萜转化产物,以及促使真菌产生不同的代谢产物,结果又从它们的发酵液的乙酸乙酯提取物中分离的到6个化合物,分别为3,6-二异丙基-2(1H)-吡嗪酮(4),10-羟基蒽酮(6),3,7-二甲基-1,6-辛烷二醇(7),1,7,7-三甲基二环[2.2.1]己烷-2,5-二酮(8),(4-羟基苯丙-苯丙)二肽(9),(异丙基-仲丁基)二肽(10),这些化合物的结构通过NMR,MS等分析技术确定。
化合物5是新化合物。化合物2-4是吡嗪酮类化合物,这类化合物具有促进水稻秧苗生长的功效,具有很好的农业应用前景,化合物2在以前的文献中被认为是黄曲霉素的互变异构体,但从1H和13C NMR谱图中只发现酰胺式结构的信号,因此,我们确定酰胺式在溶液中是稳定的,不会发生互变异构而产生烯醇式。化合物1是青霉酸,是一个很强的多聚乙酰类霉菌毒素,一个潜在的致癌物和诱变剂,当我们添加蒽酮对真菌发酵后,发现青霉酸在发酵液提取物的含量从6mg/L增加到57 mg/L,这可以为该真菌Aspergillus sp.发酵法生产青霉酸这一活性物质提供新的培养条件。
总之,本文通过研究真菌Aspergillus sp.在四种培养条件下的代谢产物,共发现10个单体化合物,其中1个新化合物,3个吡嗪酮化合物,1个强的霉菌毒素,还发现促进该真菌产生青霉酸的培养方法。上述研究结果为研究培养条件与代谢产物产生之间的关系影响奠定了基础。