近年来,由于“超级细菌”的出现以及细菌耐药性的增加,寻找新的抗生素或具有抗癌活性的化合物已成为当务之急。自青霉素发现以来,微生物天然产物一直都是临床上所使用的抗生素的主要来源。通过对微生物次级代谢物的大量研究,为先导化合物的发现以及新药研发奠定了良好的基础。本研究的主要目的是从土壤微生物菌株的次级代谢物出发,寻找新的具有生物活性的天然产物。本课题采用HPLC-DAD结合质谱（MS）综合检测分析微生物代谢产物的筛选方法,从中国各地采集的土壤样品中分离得到了两株能够产丰富的次级代谢物的菌株,经16S r DNA菌株鉴定包括细菌基因组DNA提取、16S r DNA特异引物PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳分析扩增产物、DNA测序、序列比对等步骤,一株为链霉菌属的委内瑞拉链霉菌TJU02-43,一株为假单胞菌属的铜绿假单胞菌BD06-03。众所周知,链霉菌属于放线菌的一种,是市场上所使用抗生素的主要来源,其产生的次级代谢物种类多样,结构丰富,如聚酮类,多肽类,氨基糖苷类,生物碱类抗生素等,而且往往具有广泛而强有效的抗菌、抗肿瘤,抗炎以及抗病毒等活性。假单胞菌是另一类能够产生多种具有良好生物活性的次级代谢物的菌属,其产生的抗生素大多能够有效的抑制各种植物病原菌,如吩嗪-1-羧酸,硝吡咯菌素,藤黄绿脓菌素等,已经被逐渐开发应用于农业生物防治中。委内瑞拉链霉菌TJU02-43所产生的次级代谢物已经被广泛报道过,主要为一系列的12环以及14环大环内酯类抗生素,如methymycin和pikromycin。为了提高次级代谢物的种类和产量,本实验对其发酵条件进行了优化,包括培养基、p H、温度和培养天数等,最终确定了最佳发酵条件:1 L的察式培养基（CZB）中加入20g碳酸钙,培养温度23℃,培养天数9天。经过大规模的发酵培养后,其培养液用乙酸乙酯,正丁醇进行提取,得到粗提物,首选乙酸乙酯进行分离。采用硅胶柱,以及制备液相等分离技术,从乙酸乙酯相中分离出两个单体化合物,通过紫外、质谱、核磁(¹H-NMR,¹³C-NMR,COSY,HSQC,HMBC spectrum)等数据分析以及比对文献确定其结构。这两个化合物皆为已知化合物,分别为14环大环内酯类化合物kromycin和12环大环内酯类化合物10-deoxymethynolide。通过琼脂扩散法测试这两个化合物对八株细菌的抑菌活性,结果显示这两个化合物对所测试菌株都无抑制作用。基于大环内酯类聚酮化合物的生物合成途径,本实验选用醋酸钠,丙酸,丁酸,戊酸等化合物对委内瑞拉链霉菌TJU02-43进行喂养实验,结果显示,这些酸类化合物对次级代谢物的种类和产量没有起到十分显著的促进作用,有的甚至抑制了微生物的生长。铜绿假单胞菌BD06-03能产生各种各样的吩嗪以及喹诺酮类化合物,已被广泛地报道过。本实验为了增加该菌株次级代谢物的种类以及提高产量,对其发酵培养基进行了优化,选用五种不同的培养基（TSB,PDB,NB,CZB,ISP4）培养细菌,通过比对液相色谱图结果,确定其最佳发酵条件为ISP4培养基。在最佳培养基的基础上,经大规模发酵培养后,用二氯甲烷、乙酸乙酯和正丁醇等溶剂依次萃取发酵液,得到粗提物。首选次级代谢物含量较多的二氯甲烷相进行分离,采用大孔吸附树脂柱HP-20,硅胶柱,以及制备液相等分离技术,从中分离出十个单体化合物。通过紫外、质谱、核磁等数据分析确定其结构,其中两个为新化合物,其余八个为已知化合物。八个已知化合物中,其中有两个吩嗪类化合物,四个喹诺酮类化合物,分别为N-（2-hydroxyphenyl）-acetamide,Phenazine-1-carboxamide,1-hydroxyphenazine,3-heptyl-3-hydroxy-1,2,3,4-tetrahydro-quinoline-2,4-dione,2-heptyl-1-hydroxyl-4-quinolone,2-nonyl-1-hydroxyl-4-quinolone,2-（（2）-undec-4′-enyl）-1-hydroxyl-4-quinolone,2-heptyl-4-quinolone。两个新化合物皆为喹诺酮类化合物,分别为2-（2′-hydroxy）nonyl-4-quinolone和2-（E-2′-（methylthio）vinyl）-4-quinolone,而后者则是首次从铜绿假单胞菌中发现的含硫喹诺酮类化合物。通过平板扩散法初步测定这些化合物的抗菌活性,测试菌株包括八株细菌和五株真菌,分别为金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）,表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermis）,变形链球菌（Streptococcus mutans）,荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）,铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）,摩拉克氏菌属莫拉菌Moraxella（Branhamella）catarrhalis,希氏肠球菌（Enterococcus hirae）,枯草芽孢杆菌（Bacillus subtillis subsp.spizizenii）,白色念珠菌（Candida albicans）,产黄青霉菌（Penicillium chrysogenum）,黑曲霉（Aspergillus niger）,酵母菌（Saccharomyces kudriavzevii）,匍枝根霉菌（Rhizopus stolonifer）。结果显示两个吩嗪类化合物Phenazine-1-carboxamide和1-hydroxyphenazine对枯草芽孢杆菌和摩拉克氏菌属莫拉菌有抑制作用,两个喹诺酮类化合物2-heptyl-1-hydroxyl-4-quinolone和2-nonyl-1-hydroxyl-4-quinolone对枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌有较好的抑制作用。但这些化合物对所测试的真菌都没有十分显著的抑制作用。随后,通过96孔板稀释法得到其最低抑菌浓度值（MIC）。本课题从土壤中分离得到了两株产丰富次级代谢物的细菌分别为委内瑞拉链霉菌TJU02-43和铜绿假单胞菌BD06-03,通过对其次级代谢代谢产物的研究,从后者的发酵液中得到了两个未被报道的新化合物,其中一个为十分罕见的含硫喹诺酮类化合物,其生物合成途径尚不清楚,具有很大的研究价值,该研究证明微生物天然产物依然是新化合物的重要来源。