变构霉素是上世纪60年代末我国上海农药所在筛选抗油菜菌核病(Sclerotinia sclerotiorum)抗生素时发现的新农用抗生素,由链霉菌(Streptomyces spiroverticillatus)发酵产生。1987年,在日本理化所的合作下,鉴定了它的化学结构。变构霉素对S. sclerotiorum有极强的抗性,其MIC为0.5μg/mL。后来又发现变构霉素对Ser/Thr蛋白磷酸化酶有很强的抑制作用,它对Ser/Thr蛋白磷酸酶PP1和PP2A的IC50分别为0.21和0.94nM,是重要的Ser/Thr蛋白磷酸酶抑制剂。在结构上,变构霉素含有顺丁烯二酸酐,经研究表明,该结构在对蛋白磷酸化酶抑制中具有重要的作用。在天然含顺丁烯二酸酐化合物及其衍生物中,大多数都具有抗菌活性。因此,顺丁烯二酸酐结构是不是该类化合物的抗菌必需结构?变构霉素抗S. sclerotiorum的机理是怎样的?这都有待于研究。论文详细研究了变构霉素的分析方法、变构霉素的发酵制备、分离纯化、变构霉素结构衍生物、其他含顺丁二酸酐化合物及其衍生物的制备和抗S. sclerotiorum和Botrytis cinerea活性检测,研究变构霉素的各基团对抗真菌活性的影响和含顺丁烯二酸酐化合物及其衍生物的抗真菌关键结构。论文取得的主要研究结果有：考察和修正了发酵液中变构霉素的分析检测方法：HPLC法和生物法；HPLC条件为：柱：反相C18柱,波长：220nm,流动相：CH3CN/H2O=40/60,流速：1mL/min,进样量：20μL,样品溶解：0.5M NaHCO3溶液；生物法能正确检测变构霉素的浓度,但检测时间长,且误差也比较大。在补料分批发酵研究中,当还原糖浓度下降为8g/L时,开始流加160g葡萄糖,结果使生物量提高了33.3%,变构霉素含量提高了46.4%。根据变构霉素生物合成途径,考察了顺丁烯二酸酐等发酵前体对变构霉素发酵的影响。补加0.2%(w/v)顺丁烯二酸酐可以较大幅度提高变构霉素的产量。优化后的顺丁烯二酸酐补料方案：从65h～78h开始以0.5mL/min的速率在补加顺丁烯酸酐溶液(自然pH),并始终控制发酵液pH在4-7之间。研究结果表明,在补料发酵中顺丁烯酸酐必须以酸酐形式补给才有效。通过顺丁烯二酸酐补料分批发酵,变构霉素发酵水平提高了201.2%。在15L发酵罐中,综合葡萄糖和顺丁烯二酸酐补料方案,发酵结束时变构霉素的最高产量为1714.7mg/L,提高了199.7%。采用有效的分离纯化方法,制备获得变构霉素样品,经HPLC检测,纯度达到100.0%。样品经HPLC-MS鉴定,确定为变构霉素。通过化学修饰法制备变构霉素单甲酯、变构霉素二甲酯、变构霉素铵盐、变构醇、变构酸、变构酸单甲酯、变构酸三单酯等变构霉素衍生物。它们的抗真菌活性证明了变构霉素的抗真菌关键结构为顺丁烯二酸酐结构。利用脂肪酶水解变构霉素制备变构酸,其水解工艺为：温度35℃,pH7.0,变构霉素浓度15000μg/mL,反应时间3h,求出了Km=86.1μmol/mL和Vm=219.1μmol/mL·min。样品经HPLC-MS鉴定,确定为变构酸。以变构霉素为原料,经氨解、碱水解等工艺,筛选到变构霉素碱水解反应产生的衍生物1个,初步鉴定为变构胺。其抗S. sclerotiorum和B. cinerea MIC分别为0.05μg/mL和60μg/mL。以顺丁烯二酸酐为原料,化学法制备变构酸的前体,为探索顺丁烯二酸酐类化合物先导物的结构打下基础,且这些化合物都有抗真菌活性。通过格氏反应,使二甲基顺丁烯二酸酐的甲基碳链延长,合成制备了5个不同二烷基的含顺丁烯二酸酐类化合物。抗真菌活性结果表明：长碳链化合物活性比短碳链差,以二甲基顺丁烯二酸酐的抗真菌活性最高,对S. sclerotiorum和B.cinerea的EC100分别为140μg/mL和180μg/mL。顺丁烯二酸酐或二甲基顺丁烯二酸酐通过与伯氨反应,合成制备了4个顺丁烯二酸酐结构重要衍生物——顺丁烯二酰亚胺类化合物。其中2个化合物为新化合物。它们对S. sclerotiorum和B. cinerea都有很好的抑制作用。初步探索了变构霉素及其相关化合物抗真菌作用方式。结果表明：当变构霉素浓度达到0.3μg/mL时就可以有效抑制菌核的形成,而二甲基顺丁烯二酸酐、联苯基顺丁烯二酸酐、顺丁烯酸二甲酯的浓度分别达到60μg/mL,120μg/mL,1.2μL/mL时才可以有效抑制菌核的形成。另外,二甲基顺丁烯二酸酐、联苯基顺丁烯二酸酐及顺丁烯酸二甲酯不能抑制菌核萌发,只能推迟菌核的萌发。二甲基顺丁烯二酸酐不影响B. cinerea孢子的萌发,但会导致孢子芽管畸形。900μg/mL二甲基顺丁烯二酸酐处理过的番茄叶片可以完全防治B. cinerea菌丝的生长。变构霉素浓度为437.5μg/mL时可以完全抑制孢子萌发,500μg/mL变构霉素处理过的番茄叶片可以完全抑制B. cinerea菌丝的生长。