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海洋微生物由于其独特的海洋生态环境,可以产生丰富的次级代谢产物。这些化合物往往结构独特,并具有各种药理活性。海洋微生物活性物质的开发是新型药物的重要来源,同时,研究这些次级代谢产物在微生物体内的生物合成途径具有重要的意义。本论文分为三大部分。第一部分首先从来源于广西山口红树林自然保护区的13种红树的样品分离纯化到的552株内生真菌中,通过形态和生长特征挑取了21株形态上较有代表性的菌株作为初筛对象,通过化学多样性与药理活性相结合的筛选模式,筛选出了两株活性较好且次级代谢产物丰富的红树林内生真菌Phoma sp. SK3RW1M与Alternaria sp. SK12JN3L。在接下来的化学物质研究中,从上述两株真菌共分离到到6个新化合物(3-1, 3-2, 3-3, 4-1, 4-2, 4-3)。论文第二部分研究了分别从南中国海内生真菌和放线菌中分离得到的已知化合物萎蔫酸和放线菌素V的药理活性。研究表明,萎蔫酸的Cd(II)和Cu(II)金属络合物分别对卡介苗和结核分枝杆菌标准株M. tuberculosis H37Rv有较强的抑菌活性,MIC值分别为4μg/ml和10μg/ml。放线菌素V能有效诱导乳腺癌细胞凋亡,并对其作用机理做了初步研究。论文第三部分探索了萎蔫酸的铜络合物(Cu-fusaric acid)在红树林内生真菌Fusarium oxysporum ZZF51中产生的机制。根据我们目前所掌握到的实验证据,我们认为Cu2+很可能是ZZF51产生FA有关的信号分子,微量的Cu2+唤醒与FA生物合成相关的沉默基因,或直接激活相关的调控蛋白质,从而诱导ZZF51在胞内代谢产生FA,继而与Cu2+在细胞内络合形成Cu(FA)2。同时,Cu2+对于ZZF51这一信号分子功能是特异性的,与其他金属离子共存时,该种信号功能会受到一定程度的干扰。论文第一章首先详细介绍了天然产物作为药物开发的先导化合物源泉在当今国际医药业界所面临的挑战与困难,以及加快天然产物开发进程的最新手段。然后系统介绍了当今国际上激活微生物沉默生物合成通路的最新方法,以及调控微生物次级代谢产物的前沿手段。论文第二章从来源于广西山口红树林自然保护区的13种红树的样品分离纯化到的552株内生真菌中,通过形态和生长特征挑取了21株形态上较有代表性的菌株作为初筛对象,通过化学多样性与药理活性相结合的筛选模式,筛选出了两株活性较好且次级代谢产物丰富的红树林内生真菌Phoma sp. SK3RW1M与Alternaria sp. SK12JN3L,作为接下来化学物质研究的对象。论文第三章系统研究了红树林内生真菌Phoma sp. SK3RW1M的代谢产物。从该菌共分离到3个新化合物,即两个新的咕吨酮1-hydroxy-8-hydroxymethyl-6-methoxy-3-methyl-xanthen-9-one (3-1)和1-hydroxy-8-hydroxymethyl-3-methoxy-6-methyl-xanthen-9-one (3-2),以及一个新的内酯1,8-dihydroxy-10-methoxy-3-methyl-dibenzo[b,e]oxepine-6,11-dione (3-3),其中化合物3-1获得了单晶结构。根据1H NMR,13C NMR,HMBC,HMQC,HREIMS确定了所有化合物的结构。在初步的药理活性测试实验中,上述三个新化合物对口腔癌细胞株KB,多药抗药性口腔癌细胞株KBv200均不显示活性(IC50 > 50μg/mL)。论文第四章系统研究了红树林内生真菌Alternaria sp. SK12JN3L的代谢产物。从该菌中分离到3个新的蒽醌类化合物,即1,7-dihydroxy-3-methoxy-5-methyl-anthraquinone (4-1),1-hydroxy-3,7-dimethoxy-5-methyl-anthraquinone (4-2),和1,3,7-trimethoxy-5-methyl-anthraquinone (4-3),并首次报道了已知化合物tetrahydroaltersolanol B (4-8)的单晶结构。在初步的药理活性测试实验中,上述3个新化合物对口腔癌细胞株KB以及多药抗药性口腔癌细胞株KBv200均不显示活性(IC50 > 50μg/mL)。论文第五章报道了从海南东寨港红树林内生真菌DZ27中分离到的已知化合物萎蔫酸及其金属络合物的抗结核菌活性。论文首先用卡介苗作为初筛的受试菌,测试萎蔫酸的抑菌活性。结果表明,其MIC值为20μg/mL,具有中等强度的活性。然后从萎蔫酸的结构受到启发,对其进行结构修饰,合成了萎蔫酸的Cu(II),Mn(II),Fe(II),Fe(III),Zn(II),Pb(II)和Cd(II)络合物。研究表明,萎蔫酸的Cd(II)和Cu(II)金属络合物分别对卡介苗和结核分枝杆菌标准株M. tuberculosis H37Rv有较强的抑菌活性,MIC值分别为4μg/ml和10μg/ml。论文第六章报道了从广东省阳江市闸坡海泥放线菌H4126中分离到的大量已知化合物放线菌素V的抗肿瘤活性。本论文通过体内、体外实验,研究了它的抗乳腺癌作用。结果证明放线菌素V能有效诱导乳腺癌细胞凋亡。在此过程中凋亡途径中的一些关键分子如caspase-8,-9,-3被激活,从而引起PARP蛋白被切割,最终诱导凋亡发生。论文第七章初步探索了萎蔫酸的铜络合物(Cu-fusaric acid,略为Cu-FA,下同)在红树林内生真菌Fusarium oxysporum ZZF51中的生物合成机制。本研究组谭倪博士曾于2008年在一株红树林内生真菌Fusarium oxysporum ZZF51的代谢产物中分离到Cu-FA,而本研究组张奕博士随后从另外一株红树林内生真菌Fusarium sp. B2的代谢产物中分离到fusaric acid(略为FA,下同),而在跟ZZF51同样的培养条件下,却并未在代谢产物发现有Cu-FA。上述现象引起了我们的关注和极大的兴趣。因此我们通过ZZF51和B2的平行对照实验,试图探讨Cu-FA和FA分别在这两株菌种产生的机制。同时,我们也试图考察在ZZF51中,FA金属络合物的产生是否特异性地被二价铜离子所诱导,或者其他金属离子是否也会以同样的方式产生作用。根据我们目前所掌握到的实验证据,我们认为Cu2+很可能是ZZF51产生FA有关的信号分子,微量的Cu2+唤醒与FA生物合成相关的沉默基因,或直接激活相关的调控蛋白质,从而诱导ZZF51在胞内代谢产生FA,继而与Cu2+在细胞内络合形成Cu(FA)2。同时,Cu2+对于ZZF51这一信号分子功能是特异性的,与其他金属离子共存时,该种信号功能会受到一定程度的干扰。一旦上述假说被证实,我们相信这将会为微生物应对外界信号所作出的细胞功能反应的机制提供全新的、极其重要的见解。