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昆虫肠道菌是指能定殖于昆虫肠道的微生物,包括昆虫致病菌、共栖菌和互惠共生菌。昆虫的多样性意味着昆虫肠道菌的多样性,这些大量的昆虫肠道菌是微生物新种的重要来源,也是新活性物质的重要来源。
本论文从大刀螳螂(肉食性昆虫)和棉蝗(植食性昆虫)肠道中各分离到一株有生物活性的肠道真菌,并对这两株昆虫肠道真菌次生代谢产物的结构和生理活性进行了研究。利用硅胶、葡聚糖凝胶LH20、HPLC等技术共分离得到22个化合物,综合运用各种波谱方法(IR,MS,1H-NMR,13C-NMR,HMQC,COSY,HMBC,NOESY和CD等)及X-ray单晶衍射技术鉴定了20个化合物的结构,其中6个是新化合物(4个新骨架聚酮化合物和2个新的γ-内酯二聚体)。此外,我们从中筛选出了具有免疫抑制活性和除草活性的化合物。具体分述如下:
1.从大刀螳螂肠道真菌Daldinia eschscholzii TL01中分离得到17个化合物,鉴定了16个化合物的结构(1-16),其中4个为新骨架聚酮化合物(1-4)。由重结晶方法得到的化合物dalesconols A(1)和B(2)是外消旋体,采用手性HPLC拆分方法分别制备得到一对对映异构体(+)-1、(-)-1以及(+)-2、(-)-2;但是,避免重结晶,直接用HPLC从该菌粗提物中分离得到的化合物dalesconol A(1)和dalesconol B(2)及用常规的分离方法(包括硅胶柱与Sephadex LH-20层析)分离得到的化合物dalesconol C(3)和dalmanol A(4)是富含左旋对映体的混合物。通过量子化学CD计算方法确定了对映异构体的绝对构型。分析表明外消旋的1和2容易产生单晶的原因可能是2个对映体间有一个弱的π-π相互作用力。13C标记实验确证了化合物1和2是通过聚酮生物合成途径形成的。化合物1和2及其对映异构体有显著的免疫抑制活性(IC50:0.16-0.58μgmL-1),与阳性对照环孢菌素A(CsA,IC50:0.06μg mL-1)相近;此外,对映异构体(+)-1、dalesconols A(1)和B(2)比阳性对照CsA显示更大的选择系数(离体细胞毒活性/免疫抑制活性),对映异构体(-)-1,(+)-2及(-)-2的选择系数可与阳性对照CsA相比较,因此这类化合物可能可作为新型免疫抑制剂的先导化合物。最后,对化合物dalesconols A(1)和B(2)发酵条件的初步研究表明ME(malt extracts)培养基对生产目标化合物较好,且ME培养基中的麦芽提取物最好来自常压煮生麦芽后的汁液。
2.从棉蝗肠道真菌Pestalotiopsis sP.HC02中分离得到5个化合物,鉴定了4个化合物的结构(18-21),其中2个为首次报道的γ-内酯二聚体.pestalotines A(18)和B(19);化合物18和19有很强的除草活性(IC50分别为1.85×10-4和2.50x10-4M),活性与阳性对照2,4-二氯苯氧乙酸(IC50:0.94×10-4 M)相近,因此,分离自Pesmlotiopsis sp.的γ-内酯毒素可能可作为新型天然除草剂的的先导化合物。
另外,本论文对昆虫共生菌次生代谢产物的研究作了简要的综述。