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极地独特的地理、气候及环境特点,尤其是变化极大的光照辐射、季节性的光照时间、极低的温度孕育了特殊的生物多样性,而特殊的生物多样性往往孕育着特殊的化学多样性和生物活性的多样性。分子分类学研究文献表明极地真菌活性菌株分属于青霉属、曲霉属、粉孢菌属、枝顶孢属、梨孢霉属、芽枝霉属、被孢霉属、Rhizoscyphus、Antarctomyces等属,充分证明了极地真菌的多样性。不同类群的极地真菌活性次级代谢产物,涵盖了甾体、生物碱、萜、环肽、苯醌、聚酮类等多种结构类型,表现出良好的抗菌、抗肿瘤、抗病毒、免疫调节、抗氧化等生物活性。这些结构新颖、活性良好的化合物的发现为极端环境微生物的药用潜力研究提供了宝贵的资源,同时为药物创新研究提供了重要的先导化合物。本研究自南极海泥分离得到3株真菌,经过形态学、18s r DNA-ITS序列分析,鉴定为曲霉Aspergillus sp.NJF 3,枝孢霉Cladosporium sp.NJF4,Cladosporium sp.NJF6。用对硝基苯磷酸二钠(P-NPP)为底物的测定方法进行蛋白磷酸酶活性初筛,并加低浓度OA探索其对磷酸酶的抑制作用。结果显示,3株菌有很好的蛋白磷酸酶活性,100 n M OA对蛋白磷酸酶活性无明显抑制作用。在Aspergillus sp.NJF3主要筛选到编码PP2A型蛋白磷酸酶的基因。脂肪酸分析结果表明,枝孢霉NJF4和NJF6的总不饱和脂肪酸、油酸、亚油酸含量较为丰富,总饱和脂肪酸、棕榈酸、硬脂酸含量较低,可能具有较好的应用潜力。分别对曲霉NJF3和枝孢霉NJF4菌株发酵,得提取物浸膏。综合薄层色谱、正相硅胶柱色谱、反相硅胶柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱和半制备型高效液相色谱等色谱方法对浸膏进行分离,从NJF3和NJF4中分别获得8个化合物。采用现代波谱学手段(LC-TOF MS、1H-和13C-NMR、COSY、HSQC、HMBC、ROESY、UV等)和理化性质鉴定了其中14个结构,包括嘧啶核苷、环七肽、leporin C、leporin A、?-环匹阿尼酸、1-甲基-?-咔啉、3-(3-苯并呋喃基)-2-丙氨酸、5,22-二烯-麦角甾-3?,7?,8?-三醇、N-过氧化-吲哚乙烯胺、环(苯丙氨酸-天冬氨酸)、环(色氨酸-天冬氨酸)、环(苯丙氨酸-丝氨酸)等。为了探索蛋白翻译后修饰调控对真菌次级代谢产物多样性和目标化合物的影响,在曲霉NJF3和枝孢霉NJF4菌株培养基分组中分别加入不同浓度蛋白磷酸酶抑制剂OA(100/200 n M)、SAHA(50/100μM)、EPZ(2.5/5μM)和CBHA(50/100μM)等,再利用HPLC-TOF MS分析、比较发酵产物多样性。结果显示100μM SAHA组可以明显增加代谢产物中化合物的种类和数量,尤其是含S化合物,但对指标化合物环七肽、leporin C、leporin A、α-环匹阿尼酸等的合成影响不大;在拓宽发现新化合物的效果上,50n M或100 n M OA产生的差别不大,需要后续研究探索最佳浓度,但加入100 n M OA,可以显著增加4种指标化合物的合成。部分结果为下一步深入挖掘菌株特定代谢产物提供了依据。蛋白翻译后修饰调控是一种有效的表观遗传学方法,很多研究表明,它可以激活微生物内沉默的次级代谢生物合成基因簇,极大地丰富微生物次级代谢产物的种类和数量。但极地真菌的蛋白翻译后修饰(甲基化、乙酰化、磷酸化与泛素化)间的相互作用机制还不清楚,尚未形成较为完整的基因调控网络。后续研究的重点是通过测定真菌全基因组,获得大量蛋白酶基因,以特定次生代谢产物指示,以蛋白翻译后修饰调控为切入点,从分子水平探讨蛋白翻译后修饰在次生代谢产物生物合成中的作用。希望为发现结构新颖的活性化合物奠定基础,为新药开发提供更多的先导化合物,从而增强我国原创新药的竞争力。