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本论文一共分为四章。前两章介绍了从发霉红木果内生真菌褶皱曲霉(Aspergillus rugulosus)、贯叶连翘(Hypericum perforatum L.)内生真菌Aspergillussp.TJ23和海洋来源土曲霉(Aspergillus terreus )三株真菌以及传统药用植物云实(Caesalpinia decapetala)根部及叶片中分离得到的天然产物化学成分及其生物活性研究。第三章主要介绍了丝状真菌土曲霉代谢产物土曲霉酮(Terrein)的生物合成研究。第四章主要综述terrein的分离、生物活性、生物合成以及化学合成的研究进展。
通过正相SiO2柱、SephadexLH-20凝胶柱、ODS-C18反向中压柱、MCI柱，薄层色谱TLC，半制备HPLC等分离技术，结合400MHz,600MHzNMR核磁解析、HRESIMS分析、IR与UV光谱、量子化学ECD计算、以及X-ray单晶衍射等现代天然产物研究手段，本研究从上述三株真菌及云实代谢产物中共分离鉴定了93个化合物，其中包括29个新化合物。化合物的结构类型主要为聚酮、二萜、杂萜、甾体、木脂素及醌类等。
第一章中，体外生物活性评价结果显示新骨架化合物1对使用抗CD3/CD28单克隆抗体刺激的小鼠脾细胞和人外周血T淋巴细胞具有极强免疫抑制活性，其作用浓度为nM级；化合物5具有较强的BACE1抑制活性，其IC50值为11.42μM；化合物6可能为PBP2a的潜在抑制剂，并且能够协同增强β-lactam类抗生素oxacillin和piperacillin的抗MRSA作用，MIC值为1μg/mL，协同增效值∑FIC小于0.5；反向对接虚拟筛选，结合MST实验提示化合物6潜在靶点为PBP2a；透射电镜TEM观测结果表明化合物6直接影响MRSA细胞形态；化合物8体外显示出较好的降糖活性，其降糖作用强于阳性药二甲双胍；通过对差异基因KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路分析、GO(Gene Ontology)功能富集、蛋白互作网络分析以及qT-PCR验证，发现化合物8通过激活胰岛素通路发挥降糖作用，其靶基因可能为FGF21，并且化合物8能剂量依赖性地激活该基因的表达；第二章中，化合物9和10为一对不可分离的差向异构体，其转变机制可能为分子内半缩醛反应；生物学活性研究实验表明化合物1、4、5、7和14在体外显示具有较强抑制肿瘤细胞SW1990增殖的活性，他们的IC50值在2.9–8.9μM之间；化合物11则表现出较强的抗菌活性，其抗菌MIC50值为5.990μg/mL。
第三章生物合成研究，通过在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae BJ5464)和构巢曲霉(Aspergillus nidulans LO8030)中异源表达土曲霉terrein生物合成簇中相关基因的gDNA和cDNA得到异源表达产物；综合应用LC-MS、NMR等手段确定产物结构；结合真菌遗传敲除，突变株喂养以及在大肠杆菌(Escherichia coli Top10, BL21, Rosetta)中表达纯化相关蛋白、化学衍生底物以及体外生化等实验证明terrein生物合成中涉及一个或者多个不稳定中间体；确定了FAD依赖蛋白TerC为下一步关键基因，并根据实验结果推测了下游合成路径。
通过正相SiO2柱、SephadexLH-20凝胶柱、ODS-C18反向中压柱、MCI柱，薄层色谱TLC，半制备HPLC等分离技术，结合400MHz,600MHzNMR核磁解析、HRESIMS分析、IR与UV光谱、量子化学ECD计算、以及X-ray单晶衍射等现代天然产物研究手段，本研究从上述三株真菌及云实代谢产物中共分离鉴定了93个化合物，其中包括29个新化合物。化合物的结构类型主要为聚酮、二萜、杂萜、甾体、木脂素及醌类等。
第一章中，体外生物活性评价结果显示新骨架化合物1对使用抗CD3/CD28单克隆抗体刺激的小鼠脾细胞和人外周血T淋巴细胞具有极强免疫抑制活性，其作用浓度为nM级；化合物5具有较强的BACE1抑制活性，其IC50值为11.42μM；化合物6可能为PBP2a的潜在抑制剂，并且能够协同增强β-lactam类抗生素oxacillin和piperacillin的抗MRSA作用，MIC值为1μg/mL，协同增效值∑FIC小于0.5；反向对接虚拟筛选，结合MST实验提示化合物6潜在靶点为PBP2a；透射电镜TEM观测结果表明化合物6直接影响MRSA细胞形态；化合物8体外显示出较好的降糖活性，其降糖作用强于阳性药二甲双胍；通过对差异基因KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路分析、GO(Gene Ontology)功能富集、蛋白互作网络分析以及qT-PCR验证，发现化合物8通过激活胰岛素通路发挥降糖作用，其靶基因可能为FGF21，并且化合物8能剂量依赖性地激活该基因的表达；第二章中，化合物9和10为一对不可分离的差向异构体，其转变机制可能为分子内半缩醛反应；生物学活性研究实验表明化合物1、4、5、7和14在体外显示具有较强抑制肿瘤细胞SW1990增殖的活性，他们的IC50值在2.9–8.9μM之间；化合物11则表现出较强的抗菌活性，其抗菌MIC50值为5.990μg/mL。
第三章生物合成研究，通过在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae BJ5464)和构巢曲霉(Aspergillus nidulans LO8030)中异源表达土曲霉terrein生物合成簇中相关基因的gDNA和cDNA得到异源表达产物；综合应用LC-MS、NMR等手段确定产物结构；结合真菌遗传敲除，突变株喂养以及在大肠杆菌(Escherichia coli Top10, BL21, Rosetta)中表达纯化相关蛋白、化学衍生底物以及体外生化等实验证明terrein生物合成中涉及一个或者多个不稳定中间体；确定了FAD依赖蛋白TerC为下一步关键基因，并根据实验结果推测了下游合成路径。