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极地,位于地球的南北两端,其极寒、反复冻融和强辐射等严酷的生长环境,使得极地动物、植物和微生物等拥有特异性,独特的遗传性和代谢特征,能够产生结构新颖、生物学活性多样的次级代谢产物,近年来极地天然产物研究已成为国内外的活跃领域之一[1-2]。本论文首先利用抗菌和抗肿瘤作为活性初筛模型,评价了中国极地研究中心提供的两株极地真菌Articulospora sp.Z1-1和Penicillium sp.S-1-10抗细菌和抗肿瘤生物学活性。结果显示,真菌Articulospora sp.Z1-1和Penicillium sp.S-1-10的发酵液粗提物具有抗大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌活性;还能抑制A549(人非小细胞肺癌)、H460(人小细胞肺癌)、SGC7901(人胃癌)、SW1990(人胰腺癌)等多种肿瘤细胞株的生长。基于此背景,本文展开了真菌Articulospora sp.Z1-1和Penicillium sp.S-1-10发酵产物的化学成分研究。根据菌株Articulospora sp.Z1-1和Penicillium sp.S-1-10的种属性质,对其适宜的发酵培养基和发酵周期等发酵条件进行初步探索。在相同的培养条件下,分别选取不同培养基(PDB或GPY加盐)和不同发酵周期进行发酵试验。通过比较发酵液的总提物重量,总提物组分分布(TLC和HPLC-UV)及总提物活性得出最佳发酵条件。菌株Articulospora sp.Z1-1:PDB培养基,温度25°C,接种量2%,转速80 r/min,振荡培养1 d后静置27 d,共发酵28 d;菌株Penicillium sp.S-1-10:GPY+Na Cl 1%培养基,温度24°C,接种量2%,转速80 r/min,振荡培养14 d。采用凝胶柱层析、正反相硅胶柱层析和HPLC等色谱技术手段分离纯化菌株Articulospora sp.Z1-1和Penicillium sp.S-1-10的次级代谢产物,从中分离得到20个化合物,运用现代波谱技术(ESI-MS,1H-NMR,13C-NMR,COSY,HMBC和HSQC等)并与相关文献比对鉴定了其中11个化合物的结构,分别是:从Articulospora sp.Z1-1菌株中分离到的3,7-二羟基-9-甲氧基-1-甲基-苯并[c]色烯-6-酮(1),1,4-二羟基甲苯(2),间羟基苄醇(3),对羟基苯乙醇(4),邻苯二甲酸二丁酯(5)和1,7-二羟基-3-羟甲基-8-甲氧基-二苯并[b,e]氧杂卓-13,14-二酮(6);从菌株Penicillium sp.S-1-10中分离到的邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(7),4-十三烷基-苯甲醛(8),(Z)-7-十四烯酸(9),曲酸(10)和emestrin(11)。其中,化合物1-6首次从Articulospora属真菌中获得,化合物8为新天然产物,化合物11首次从Penicillium属真菌中获得。对以上鉴定单体化合物进行了生物学活性评价,发现化合物2和11表现出较强的抗细菌活性,抗大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径为13、14和18 mm。化合物1,4,10和11被证明具有抑制稻瘟霉的作用,化合物11抑制稻瘟霉的MIC值为2.0μg/m L。化合物11有很强的抗肿瘤活性,其体外抗A375(人恶性黑色素瘤)和M14(人黑色素瘤)细胞株的IC50分别为0.25和0.26μM,流式细胞术的结果表明化合物11能够诱导A375细胞的凋亡。化合物3和10有较强的抗氧化活性,总抗氧化能力为阳性对照物Trolox的2.4倍和3.1倍;同时化合物10还能够在体内外抑制酪氨酸酶的活性。化合物11能够抑制LPS诱导的RAW 264.7细胞的活力,具有抗炎活性。已鉴定的11个化合物的结构如下图: