韓清華,謝興林,田曉清,李 涵,樊成奇
(1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部遠(yuǎn)洋與極地漁業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200090;2.中山大學(xué)藥學(xué)院,廣州 510006)
海洋微生物主要包括生活在海水、海洋沉積物中的微生物及與海洋動(dòng)植物共附生的微生物,是復(fù)雜動(dòng)態(tài)的海洋生態(tài)系統(tǒng)中一個(gè)獨(dú)特、重要的組成部分,在海洋的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、生態(tài)平衡、環(huán)境凈化中承擔(dān)著重要的角色,對(duì)于維持海洋系統(tǒng)的功能、物種及群落多樣性的演化具有不可替代的作用。而在海洋生態(tài)系統(tǒng)漫長(zhǎng)的演化過程中,海洋微生物形成了獨(dú)特和多樣的機(jī)制來適應(yīng)高壓、黑暗、高鹽、低溫和寡營(yíng)養(yǎng)等嚴(yán)酷的生存環(huán)境,從而進(jìn)化出基因型、代謝途徑和生理生態(tài)功能的多樣性,成為地球上最豐富和最重要的戰(zhàn)略資源。據(jù)估計(jì)海洋微生物物種達(dá)2~10億種,具有陸生微生物所無法比擬的生態(tài)群落結(jié)構(gòu)多樣性和物種多樣性[1]。因此,對(duì)海洋微生物資源的利用與開發(fā)已成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域[2]。海洋真菌次級(jí)代謝產(chǎn)物是海洋微生物代謝產(chǎn)物的主要來源,從2010年起,海洋真菌中發(fā)現(xiàn)的新的次級(jí)代謝產(chǎn)物占海洋微生物的比例超過50%,約占海洋天然產(chǎn)物的三分之一[3],其中活性化合物超過50%。表明海洋真菌是發(fā)現(xiàn)新化合物、開發(fā)海洋藥物的重要來源。
南海海域遼闊,面積約350萬km2,平均水深約1 212 m,最深處5 559 m;其中,屬于我國(guó)的部分約210萬km2[4]。南海海洋生物資源種類繁多,有藻類(紅藻、褐藻、綠藻)、海綿動(dòng)物、腔腸動(dòng)物、軟體動(dòng)物、棘皮動(dòng)物、被囊動(dòng)物、苔蘚蟲類、微生物等;南海海洋生物量大,前期從南海海洋生物中發(fā)現(xiàn)許多結(jié)構(gòu)特異的次生代謝產(chǎn)物,如萜類、生物堿、糖類、脂類和甾體等,這些化合物不僅結(jié)構(gòu)類型特殊,而且具有抗腫瘤、抗菌、抗病毒、抗心血管病、抗氧化、神經(jīng)生長(zhǎng)與功能調(diào)節(jié)等活性,有望開發(fā)成新一代的海洋藥物。
真菌作為南海海洋環(huán)境中一個(gè)重要的微生物類群,因其代謝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和活性多樣、創(chuàng)新指數(shù)高、成藥性強(qiáng)、產(chǎn)量大等特點(diǎn),近年來倍受研究者關(guān)注,已成為海洋天然產(chǎn)物研究的熱點(diǎn)[5],然而關(guān)于南海真菌活性次級(jí)代謝產(chǎn)物的相關(guān)研究起步較晚,且研究對(duì)象多集中在深海來源真菌、紅樹林內(nèi)生菌、海綿、珊瑚及海星共附生真菌等[6-11],對(duì)南海近海的漁業(yè)捕撈區(qū)域中的真菌及其代謝產(chǎn)物的研究較少,因此對(duì)該區(qū)域的研究將為豐富南海真菌資源多樣性、發(fā)掘結(jié)構(gòu)新穎的活性代謝產(chǎn)物提供基礎(chǔ)。本課題組前期從位于南海上川島沙堤漁港南32 km處表層海水中分離篩選到100多株真菌資源,并對(duì)其中部分菌株進(jìn)行蛋白磷酸酶活性篩選,結(jié)果表明其中部分菌株具有較好的蛋白磷酸酶活性。本研究擬通過對(duì)兩株活性較好的潛在菌株Aspergillusaculeatus1 P1和Paraconiothyrium cyclothyrioides1 I2的次級(jí)代謝產(chǎn)物進(jìn)行初步研究,分析其活性潛能,以期為南海真菌資源的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。
生物材料:海水采自2018年6月12日南海上川島沙堤漁港南32 km處(水深0.5 m),站位112°42′E、21°19′N,冷藏保存運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室。
微生物鑒定材料:真菌DNA小劑量快速提取試劑盒(上海生工生物公司);18S引物(上海美吉生物公司);PCR擴(kuò)增體系(康為世紀(jì))。
色譜填料和試劑:HP 20大孔吸附樹脂(Mitsubishi Chemical Ltd,Japan);凝膠Sephadex LH 20(Pharmacia Biotech,Sweden);預(yù)制GF254 TLC硅膠板(青島海洋化學(xué)公司);液相用乙腈、甲醇(色譜級(jí),Tedia,USA);其余溶劑均為分析純(AR,上海國(guó)藥集團(tuán))。
分離培養(yǎng)基:孟加拉紅固體培養(yǎng)基(葡萄糖10.0 g,蛋白胨5.0 g,磷酸二氫鉀1.0 g,硫酸鎂0.5 g,瓊脂20.0 g,1/3000孟加拉紅溶液100 mL,陳海水1 000mL)[12];PDA固體培養(yǎng)基(馬鈴薯200.0 g,葡萄糖10.0 g,瓊脂18.0 g,陳海水1 000 mL);YPD固體培養(yǎng)基(酵母膏10.0 g,蛋白胨20.0 g,葡萄糖20.0 g,瓊脂18.0 g,陳海水1 000 mL)。用于分離菌株時(shí)每種培養(yǎng)基添加氯霉素和萘啶酮酸各30 U·mL-1,pH 6.0~6.5[13]。發(fā)酵培養(yǎng)基:YPD液體培養(yǎng)基。
高壓滅菌器:上海申安醫(yī)療器械廠,LDZX 75KBS型;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:上海一恒科技有限公司,DHG 9123A型;微生物恒溫培養(yǎng)箱:上海一恒科技有限公司,DHP 9162A型;高速微量離心機(jī):上海生工生物有限公司,HICO 21型;PCR儀:杭州朗基科學(xué)儀器有限公司,AG 22331型;凝膠成像系統(tǒng):上海天能科技有限公司,GIS 1600型;酶標(biāo)儀:TECAN,SPARK 10M型;半制備HPLC系統(tǒng):Shimadazu,LC 20AT pump,SIL 20A auto sampler,SPD M20A PDA detector;NMR:Bruker,AM 400 spectrometer(TMS內(nèi)標(biāo));UPLC MS:Agilent,1290 HPLC 6224 TOFMS。
1.3.1 菌株的分離
將海水樣品過濾,濾紙剪碎后放至裝有10 mL無菌水的50 mL無菌離心管內(nèi),震蕩混勻后靜置于4℃冰箱過夜。將樣品懸液進(jìn)行10-1、10-2、10-3的梯度稀釋,每個(gè)梯度分別取100μL涂布于孟加拉紅、PDA和YPD固體培養(yǎng)基上,將平板放于27℃培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)[14]。培養(yǎng)約1~2周后長(zhǎng)出菌落,根據(jù)顏色、形態(tài)等特征挑取差異較大的菌落,接種至相應(yīng)新鮮培養(yǎng)基上繼續(xù)分離培養(yǎng)。最終得到的菌株保存于YPD斜面培養(yǎng)基,編號(hào)并置于4℃冰箱備用。
1.3.2 18S rDNA ITS序列分析
將真菌液體發(fā)酵液減壓抽濾濃縮得菌絲體,取適量菌體于研缽中,加液氮充分研磨至粉末狀[15]。使用真菌DNA小劑量快速提取試劑盒提取真菌基因組DNA,并于-20℃保存?zhèn)溆?。采?8S EF3:TCCTCTAAATGACCRAGTTTG和18S EF4:GGAAGGGRTGTATTTATTAG,擴(kuò)增真菌18S rDNA ITS序列。
PCR擴(kuò)增體系為50μL:2×PCR MasterMix 25μL,引物各2μL,模板DNA 5μL,重蒸水16 μL。擴(kuò)增程序:94℃預(yù)變性5 min,94℃變性30 s,56℃退火30 s,72℃延伸1 min,共35個(gè)循環(huán),最后72℃延伸10 min[16]。取5μL PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的瓊脂糖凝膠,100 V電泳30 min,檢測(cè)DNA大小,然后用凝膠成像分析系統(tǒng)拍照。提取的基因組DNA于-20℃保存,統(tǒng)一送上海美吉生物科技有限公司測(cè)序。所測(cè)結(jié)果在NCBI網(wǎng)站比對(duì)并進(jìn)行種屬歸類,結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)選擇編號(hào)為1 P1(Aspergillusaculeatus1 P1)和1 I2(Paraconiothyriumcyclothyrioides1 I2)的兩株真菌進(jìn)行代謝產(chǎn)物研究。
1.4.1 菌株發(fā)酵培養(yǎng)
配制2瓶800 mL YPD液體培養(yǎng)基,置于2 L三角瓶中,121℃高溫滅菌30 min,再分別接入經(jīng)過活 化 培 養(yǎng) 的1 P1和1 I2菌 株,20°C、160 r·min-1進(jìn)行搖床發(fā)酵培養(yǎng),5 d后得到種子發(fā)酵液。將1 P1菌株種子液按一定比例接種于含有0.75 L YPD液體培養(yǎng)基的2 L三角瓶中,在20℃、160 r·min-1分3批進(jìn)行搖床發(fā)酵培養(yǎng),每批發(fā)酵培養(yǎng)10~15 d;將1 I2菌株種子液按一定比例接種于含有0.75 L馬丁氏液體培養(yǎng)基(KH2PO4:1g,MgSO4·7H2O:0.5 g,蛋白胨:5 g,葡萄糖:5 g)的2 L三角瓶中,在20℃、160 r·min-1分3批進(jìn)行搖床發(fā)酵培養(yǎng),每批發(fā)酵培養(yǎng)10~15 d,兩株菌均得到約60 L發(fā)酵液。
1.4.2 1 P1中化合物的提取分離
菌株1 P1的發(fā)酵液經(jīng)抽濾得到菌絲體,菌絲體置于-80℃冰箱中冷凍,然后取出自然解凍破壁,依次加入2 L的丙酮和甲醇進(jìn)行超聲破碎,分別提取3次,提取液減壓低溫濃縮除去有機(jī)溶劑,合并提取液并蒸干。濃縮后的浸膏加1.5 L純水溶解充分,然后分別用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇各萃取3次,得到相應(yīng)的石油醚(9.2 g)、乙酸乙酯(2.9 g)和正丁醇萃取物(22.6 g)。
1 P1的乙酸乙酯部分經(jīng)Sephadex LH 20凝膠柱層析分離,氯仿∶甲醇為1∶1進(jìn)行洗脫,得到Fr.1~Fr.5共5部分,將Fr.2經(jīng)HPLC反復(fù)進(jìn)樣制備(流動(dòng)相∶乙腈-0.1%三氟乙酸 水)得到化合物5(9.1 min)、6(13.2 min)、1(24.5 min);將Fr.4經(jīng)HPLC反復(fù)進(jìn)樣制備(流動(dòng)相:乙腈-0.1%三氟乙酸 水)得到化合物10(14.7 min)、11(27.7 min)、9(12.4 min);將Fr.3經(jīng)HPLC反復(fù)進(jìn)樣制備(流動(dòng)相:乙腈-0.1%三氟乙酸 水)得到化合物7(14.0 min)和8(29.8 min)。1 P1的石油醚部分經(jīng)正相硅膠柱進(jìn)行分離,分別用氯仿∶甲醇為100∶1、80∶1、60∶1、40∶1、30∶1、20∶1、10∶1的梯度洗脫,得到Fr.Ⅰ~Fr.Ⅴ共5部分,將Fr.Ⅲ經(jīng)HPLC反復(fù)進(jìn)樣制備(流動(dòng)相∶乙腈-0.1%三氟乙酸 水)得到化合物2(21.5 min);將Fr.Ⅴ經(jīng)Sephadex LH 20凝膠柱層析分離,氯仿∶甲醇為1∶1進(jìn)行洗脫,得到化合物3和4。
1.4.3 1 I2中化合物的提取分離
菌株1 I2的發(fā)酵液經(jīng)抽濾得到菌絲體,菌絲體置于-80℃冰箱中冷凍,然后取出自然解凍破壁,依次加入2 L的丙酮和甲醇進(jìn)行超聲破碎,分別提取3次,提取液減壓低溫濃縮除去有機(jī)溶劑,合并提取液并蒸干。濃縮后的浸膏加1.0 L純水溶解充分,然后分別用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇各萃取3次,得到相應(yīng)的石油醚(12.5 g)、乙酸乙酯(814 mg)和正丁醇萃取物(15.0 g)。
將1 I2的石油醚部分經(jīng)正相硅膠柱進(jìn)行分離,分別用氯仿∶甲醇為100∶1、60∶1、40∶1、30∶1、20∶1、10∶1、5∶1、1∶1的梯度洗脫,得到Fr.A~Fr.F共6部分,將Fr.C經(jīng)Sephadex LH 20凝膠柱層析分離,氯仿∶甲醇為1∶1進(jìn)行洗脫,得到化合物12;將Fr.B經(jīng)正相硅膠柱進(jìn)行分離,用石油醚:丙酮為30∶1洗脫,得到化合物14;將Fr.E經(jīng)HPLC反復(fù)進(jìn)樣制備(流動(dòng)相∶乙腈-0.1%三氟乙酸 水),得到化合物16(18.5 min)、17(19.4 min)和15(21.2 min);將Fr.F經(jīng)反相硅膠柱進(jìn)行分離,甲醇 水進(jìn)行洗脫,得到化合物13。
2株菌株送樣均測(cè)序拼接成功。將上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司所測(cè)結(jié)果在NCBI網(wǎng)站比對(duì),種屬歸類如表1。
2.2.1 1 P1中次級(jí)代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)鑒定
化合 物1:白 色 無 定 形 粉 末,1H NMR(CD3OD,600 MHz)數(shù)據(jù)如下:4.25(1H,d,J=7.8 Hz),4.11(1H,d,J=10.8 Hz),3.85(1H,dd,J=12.9,2.1 Hz),3.75(1H,s),3.62(1H,dd,J=9.0,7.8 Hz),3.53(1H,d,J=3.6 Hz),3.39(1H,d,J=10.8 Hz),2.17(1H,dd,J=6.9,3.6 Hz),1.21(3H,s),1.18(3H,s),1.00(6H,d,J=7.8 Hz),0.94(6H,d,J=10.8 Hz),13C NMR(CD3OD,125 MHz)數(shù)據(jù)如下:39.7(C 1),28.6(C 2),81.2(C 3),43.5(C 4),57.2(C 5),19.8(C 6),34.0(C 7),41.2(C 8),48.9(C 9),37.1(C 10),24.9(C 11),123.5(C 12),145.1(C 13),42.7(C 14),27.3(C 15),28.3(C 16),40.0(C 17),45.3(C 18),48.0(C 19),37.8(C 20),76.8(C 21),93.4(C 22),23.2(C 23),65.3(C 24),16.5(C 25),17.3(C 26),27.0(C 27),23.2(C 28),31.3(C 29),21.3(C 30),108.8(C 1′),73.9(C 2′),75.3(C 3′),70.2(C 4′),67.7(C 5′),以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[17]報(bào)道的數(shù)據(jù)一致,因此鑒定化合物為kudzusaponin SA4。
化合 物2:白 色 無 定 形 粉 末,1H NMR(CDCl3,600 MHz)數(shù)據(jù)如下:5.25(1H,d,J=3.6 Hz),3.45(1H,d,J=4.5 Hz),1.11(3H,s),1.04(3H,s),0.94(3H,s),0.91(3H,s),0.90(3H,s),0.87(3H,s),13C NMR(CDCl3,125 MHz)數(shù)據(jù)如下:38.5(C 1),26.0(C 2),80.9(C 3),42.2(C 4),56.0(C 5),18.6(C 6),33.2(C 7),39.8(C 8),47.8(C 9),37.5(C 10),23.9(C 11),122.4(C 12),144.0(C 13),42.8(C 14),28.3(C 15),27.7(C 16),36.8(C 17),44.9(C 18),46.3(C 19),30.6(C 20),41.6(C 21),76.7(C 22),22.5(C 23),64.6(C 24),16.3(C 25),17.0(C 26),25.5(C 27),29.8(C 28),32.9(C 29),20.1(C 30),以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[18]報(bào)道的數(shù)據(jù)一致,因此鑒定化合物為大豆皂醇。
化合物3:白色無定形粉末,1H NMR(Pyr,600 MHz)數(shù)據(jù)如下:δH5.74(1H,brs),5.26(1H,dd,J=15.3,7.5 Hz),5.19(1H,dd,J=15.0,8.4 Hz),4.83(1H,m),3.03(1H,t,J=12.3 Hz),2.56(1H,m),1.54(3H,s),1.07(3H,d,J=6.0 Hz),0.97(3H,d,J=7.2 Hz),0.88(3H,d,J=5.4 Hz),0.86(3H,d,J=6.0 Hz),0.67(3H,s),13C NMR(Pyr,125 MHz)數(shù)據(jù)如下:δC33.0(C 1),33.7(C 2),67.9(C 3),42.3(C 4),76.5(C 5),74.6(C 6),120.8(C 7),141.9(C 8),44.1(C 9),38.4(C 10),22.7(C 11),40.2(C 12),44.1(C 13),55.6(C 14),23.8(C 15),28.8(C 16),56.4(C 17),12.9(C 18),19.2(C 19),41.2(C 20),20.5(C 21),136.5(C 22),132.4(C 23),43.4(C 24),34.2(C 25),21.8(C 26),20.2(C 27),30.4(C 28),18.2(C 29),以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[19]報(bào)道的數(shù)據(jù)一致,因此鑒定該化合物為24 ethylcholesta 7,22 diene 3β,5α,6β triol。
化合 物4:白 色 無 定 形 粉 末,1H NMR(CDCl3,600 MHz)數(shù)據(jù)如下:δH5.57(1H,m),5.20(2H,m),3.64(1H,m),1.03(3H,d,J=6.6 Hz),0.94(3H,s),0.92(3H,d,J=6.6 Hz),0.84(3H,d,J=7.2 Hz),0.82(3H,d,J=6.6 Hz),13C NMR(CDCl3,125 MHz)數(shù)據(jù)如下:39.3(C 1),32.1(C 2),70.7(C 3),37.2(C 4),139.9(C 5),119.8(C 6),116.5(C 7),141.5(C 8),46.4(C 9),38.5(C 10),21.3(C 11),40.6(C 12),42.9(C 13),54.7(C 14),23.2(C 15),28.4(C 16),55.9(C 17),12.2(C 18),16.4(C 19),40.9(C 20),21.3(C 21),135.7(C 22),132.1(C 23),43.0(C 24),33.2(C 25),19.8(C 26),20.1(C 27),17.8(C 28),以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[20]報(bào)道的數(shù)據(jù)一致,因此鑒定該化合物為(22E,24R) ergosta 5,7,22 trien 3β ol。
圖1 從南海真菌Aspergillus aculeatus 1 P1和Paraconiothyrium cyclothyrioides 1 I2中分離得到的化合物結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structural formulas of compounds isolated from two South China Sea fungi Aspergillus aculeatus 1 P1 and Paraconiothyrium cyclothyrioides 1 I2
化合物5:淺褐色無定型粉末,1H NMR(CD3OD,400 MHz)信號(hào):δH0.12(1H,m),0.72(3H,d,J=6.7 Hz),0.86(1H,m),1.21~1.38(1H,m),2.80(1H,m),3.18(1H,m),3.65(1H,m),4.21(1H,m),6.69(2H,d,J=7.8 Hz),6.97(2H,d,J=7.8 Hz)。以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[21]報(bào)道的數(shù)據(jù)一致,鑒定為已知化合物4 羥基苯丙氨酸 亮氨酸。
化合物6:淺黃色油狀物,HR ESI MS譜給出準(zhǔn)分子離子峰m/z245.128 3([M+H]+,計(jì)算值為245.128 5),提示其分子式為C14H16N2O2。1H NMR(CD3OD,400 MHz)數(shù)據(jù)如下:δH7.27(5H,m),4.46(1H,s),4.09(1H,dd,J=11.2,2.8 Hz),3.56(1H,dd,J=18.8,8.0 Hz),3.39(1H,m),3.18(2H,m),2.10(1H,m),1.82(2H,m),1.24(1H,m)。以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[22]報(bào)道的數(shù)據(jù)基本一致,鑒定為已知化合物環(huán)(苯丙氨酸 脯氨酸)。
化合物7:淺黃色粉末,HR ESI MS譜給出準(zhǔn)分子離子峰m/z261.117 7([M+H]+,計(jì)算值為261.116 1),提示其分子式為C14H16N2O3。1H NMR(CD3OD,400 MHz)數(shù)據(jù)如下:δH7.04(1H,d,J=8.4 Hz),6.70(1H,d,J=8.8 Hz),4.36(1H,tlike),4.04(1H,dd,J=11.0,7.4 Hz),3.54(1H,m),3.36(1H,m),3.06(2H,m),2.19(1H,m),1.80(2H,m),1.21(1H,m)。以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[23]報(bào)道的數(shù)據(jù)基本一致,鑒定為已知化合物cyclo (L Pro L Tyr)。
化合物8:淺黃色油狀物,1H NMR(CD3OD,600 MHz)數(shù)據(jù)如下:δH7.55(1H,d,J=7.8 Hz),7.32(1H,d,J=7.8 Hz),7.06(3H,m),2.94(2H,t,J=7.2 Hz)。以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[24]報(bào)道的數(shù)據(jù)一致,因此鑒定該化合物為已知芳香胺類化合物色胺,即吲哚乙胺。
化合物9:黃色無定形粉末,HR ESI MS譜給出準(zhǔn)分子離子峰m/z138.089 9([M+H]+,計(jì)算 值 為138.091 3),提 示 其 分 子 式 為C8H11NO。1H NMR(CD3OD,600 MHz)數(shù)據(jù)如下:δH7.03(2H,d,J=8.4 Hz),6.70(2H,d,J=8.4 Hz),3.68(2H,t,J=7.2 Hz),2.71(2H,t,J=7.2 Hz)。該化合物數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[25]報(bào)道的數(shù)據(jù)基本一致,鑒定為對(duì)羥基苯乙胺。
化合物10:無色固體,HR ESI MS譜給出準(zhǔn)分子離子峰m/z255.064 6([M+H]+,計(jì)算值為255.061 3),提示其分子式為C15H10O4。1H NMR(Pyr,400 MHz)數(shù)據(jù)如下:δH8.47(1H,d,J=8.4 Hz),8.17(1H,s),7.86(1H,d,J=8.4 Hz),7.82(2H,d,J=8.4 Hz),7.29(2H,d,J=8.4 Hz),7.12(1H,d,J=2.4 Hz)。以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[26]報(bào)道的數(shù)據(jù)基本一致,鑒定為異黃酮類化合物7,4′ 二羥基異黃酮。
化合物11:淺黃色固體,1H NMR(CDCl3,400 MHz)數(shù)據(jù)如下:δH8.13(1H,s),8.06(1H,d,J=8.8 Hz),7.37(2H,d,J=8.8 Hz),6.94(1H,dd,J=8.6,1.8 Hz),6.85(2H,d,J=8.8 Hz)。以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[27]報(bào)道的數(shù)據(jù)一致,因此鑒定該化合物為異黃酮類化合物5,7,4 三羥基異黃酮。
2.2.2 1 I2中次級(jí)代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)鑒定
化合物12:白色粉末,1H NMR(CDCl3,400 MHz)數(shù)據(jù)如下:δH6.50(1H,d,J=8.4 Hz),6.23(1H,d,J=8.4 Hz),5.21(1H,dd,J=15.2,7.6 Hz),5.14(1H,dd,J=15.2,8.0 Hz),3.96(1H,m),0.99(3H,d,J=6.4 Hz),0.90(3H,d,J=6.8 Hz),0.88(3H,s),0.83(3H,d,J=6.4 Hz),0.81(3H,s),13C NMR(CDCl3,100 MHz)數(shù)據(jù)如下:34.7(C 1),30.1(C 2),66.4(C 3),36.9(C 4),82.1(C 5),135.4(C 6),130.7(C 7),79.4(C 8),51.1(C 9),37.0(C 10),23.4(C 11),39.3(C 12),44.5(C 13),51.7(C 14),20.6(C 15),28.6(C 16),56.2(C 17),12.9(C 18),18.2(C 19),39.7(C 20),20.9(C 21),135.2(C 22),132.3(C 23),42.8(C 24),33.0(C 25),19.6(C 26),19.9(C 27),17.5(C 28),以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[28]報(bào)道的數(shù)據(jù)一致,因此鑒定該化合物為(22E) 5α,8α Epidioxyergosta 6,22 dien 3β ol。
化合物13:淡黃色粉末,1H NMR(DMSO,400 MHz)數(shù)據(jù)如下:7.87(1H,d,J=8.4 Hz),5.77(1H,d,J=5.2 Hz),5.63(1H,d,J=8.4 Hz),13C NMR(DMSO,100 MHz)數(shù)據(jù)如下:150.8(C 2),163.2(C 4),101.8(C 5),140.8(C 6),87.8(C 2′),73.6(C 3′),69.9(C 4′),84.9(C 5′),63.2(C 6′),以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[29]報(bào)道的數(shù)據(jù)一致,因此鑒定該化合物為尿嘧啶核苷。
化合物14:無色油狀物,1H NMR(CDCl3,400 MHz)數(shù)據(jù)如下:δH5.36(4H,m),3.66(3H,s),2.77(2H,t,J=6.2 Hz),2.32(2H,t,J=7.4 Hz),2.05(4H,m),1.59(2H,m),0.89(3H,t,J=6.4 Hz),13C NMR(CDCl3,100 MHz)數(shù)據(jù)如下:174.3(C 1),34.1(C 2),24.9(C 3),29.1(C 4),29.1(C 5),29.3(C 6),29.6(C 7),27.2(C 8),130.0(C 9),127.9(C 10),25.6(C 11),128.0(C 12),130.2(C 13),27.2(C 14),29.1(C 15),31.5(C 16),22.6(C 17),14.0(C 18),51.4(-OCH3),以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[30]報(bào)道的數(shù)據(jù)一致,因此鑒定該化合物為Methyl Linoleate。
化合物15:無色油狀物,1H NMR(CDCl3,400 MHz)數(shù)據(jù)如下:δH5.34(4H,m),3.93(1H,m),3.69(1H,dd,J=11.4,3.9 Hz),3.60(1H,dd,J=11.4,5.8 Hz),2.77(2H,t,J=6.3 Hz),2.35(2H,t,J=7.6 Hz),2.04(4H,dd,J=14.0,7.0 Hz),2.04(4H,dd,J=13.4,6.6 Hz),1.63(2H,m,H 3′),0.89(3H,t,J=6.8 Hz),13C NMR(CDCl3,100 MHz)數(shù)據(jù)如下:174.3(C 1),34.1(C 2),24.9(C 3),29.1(C 4),29.1(C 5),29.3(C 6),29.6(C 7),27.2(C 8),130.0(C 9),127.9(C 10),25.6(C 11),128.1(C 12),130.2(C 13),27.2(C 14),29.1(C 15),31.5(C 16),22.6(C 17),14.1(C 18),65.2(C 1′),70.3(C 2′),63.3(C 3′),以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[31]報(bào)道的數(shù)據(jù)一致,因此鑒定該化合物為1O(9Z,12Z octadecadienoyl)glycerol。
化合物16:淡黃色油狀物,1H NMR(CDCl3,400 MHz)數(shù)據(jù)如下:δH5.65(1H,m),5.55(1H,m),5.48(1H,m),5.37(1H,m),4.09(1H,dd,J=12.8,6.2 Hz),2.34(2H,t,J=7.4 Hz),2.04(4H,m),1.64(2H,m),0.89(3H,t,J=6.8 Hz),13C NMR(CDCl3,100 MHz)數(shù)據(jù)如下:177.8(C 1),32.0(C 2),24.6(C 3),29.3(C 4),28.6(C 5),28.8(C 6),33.7(C 7),133.4(C 8),132.4(C 9),72.5(C 10),35.4(C 11),124.5(C 12),132.0(C 13),27.4(C 14),28.8(C 15),31.5(C 16),22.6(C 17),14.1(C 18),以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[32]報(bào)道的數(shù)據(jù)一致,因此鑒定該化合物為(8E,12Z) 10 Hydroxy 8,12 octadecadienoic acid。
化合物17:無色油狀物,1H NMR(CDCl3,400 MHz)數(shù)據(jù)如下:δH5.36(4H,m),4.93(1H,m),3.83(4H,brd,J=4.4 Hz),2.77(2H,brt,J=6.2 Hz),2.37(1H,t,J=7.4 Hz),2.05(4H,dd,J=13.4,6.6 Hz,),1.64(2H,m),0.89(3H,t,J=6.6 Hz),13C NMR(CDCl3,100 MHz)數(shù)據(jù)如下:174.0(C 1),34.3(C 2),25.0(C 3),29.1(C 4),29.2(C 5),29.3(C 6),29.6(C 7),27.2(C 8),130.0(C 9),127.9(C 10),25.6(C 11),128.1(C 12),130.2(C 13),27.2(C 14),29.1(C 15),31.5(C 16),22.6(C 17),14.1(C 18),75.1(C 1′),62.6(C 2′),62.6(C 3′),以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[31]報(bào)道的數(shù)據(jù)一致,因此鑒定該化合物為2 linoleoylglycerol。
本文對(duì)位于南海上川島沙堤漁港南32 km處表層海水中獲得的2株真菌Aspergillus aculeatus1 P1和Paraconiothyrium cyclothyrioides1 I2的 化 學(xué) 成 分 進(jìn) 行 了 研 究,從Aspergillus aculeatus1 P1中分離得到11個(gè)化合物,從Paraconiothyriumcyclothyrioides1 I2中分離得到6個(gè)化合物,化合物類型包括萜類、甾醇、環(huán)二肽、脂肪酸等,學(xué)者前期對(duì)棘孢曲霉Aspergillus aculeatus的化學(xué)成分研究結(jié)果表明其中主要的化合物類型包括倍半萜類[33-34]、衣康酸衍生物和二酮哌嗪類[35];Paraconiothyrium屬作為2004年新發(fā)現(xiàn)的一個(gè)屬,近年來有多位學(xué)者對(duì)其進(jìn)行化學(xué)成分及活性研究,對(duì)該屬的化學(xué)成分研究結(jié)果表明其中主要的化合物類型包括二萜烷類[36-37]、呋喃酮類[38]、異海松烷型二萜苷[39]、倍半萜類[40-43]、聚酮類[44]、縮酮類[45],活性研究結(jié)果表明部分二萜烷類、倍半萜類及縮酮類化合物具有細(xì)胞毒、抗菌及抗病毒活性,表明該屬微生物具有一定的代謝潛力,但是本研究從Paraconiothyriumcyclothyrioides1 I2中獲得的次級(jí)代謝產(chǎn)物種類較少,化合物結(jié)構(gòu)類型與其他研究結(jié)果相比也較為簡(jiǎn)單,猜測(cè)一方面可能是由于本研究所獲得的微生物樣本均來源于表層海水(0.5 m),而表層海水及沉積物環(huán)境相對(duì)較為簡(jiǎn)單,與中底層海水及沉積物復(fù)雜環(huán)境相比,缺乏特殊的條件來刺激誘導(dǎo)真菌產(chǎn)生豐富的代謝產(chǎn)物及生物活性[46],另一方面,猜測(cè)可能是培養(yǎng)基較為單一、且培養(yǎng)條件較為簡(jiǎn)單的緣故。雖然課題組在前期嘗試過利用5種不同培養(yǎng)基對(duì)Paraconiothyriumcyclothyrioides1 I2的代謝產(chǎn)物多樣性進(jìn)行分析,并選擇了代謝產(chǎn)物多樣性最為豐富的馬丁氏培養(yǎng)基作為發(fā)酵條件,但是從研究結(jié)果來看,仍然未得到較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
近年來借助于飛速發(fā)展的基因組測(cè)序和生物信息數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)發(fā)現(xiàn),微生物具有產(chǎn)生豐富次生代謝產(chǎn)物的遺傳基礎(chǔ),其代謝潛能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過先前的認(rèn)識(shí),許多新的次生代謝產(chǎn)物編碼基因和基因簇陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)。常規(guī)發(fā)酵條件優(yōu)化過程對(duì)于挖掘南海真菌中新結(jié)構(gòu)代謝產(chǎn)物效率不高,沉默的生物合成基因簇限制了次生代謝產(chǎn)物的多樣性和新穎性。前期研究發(fā)現(xiàn)一株黃曲霉Aspergillusflavus中共含有編碼56個(gè)次級(jí)代謝產(chǎn)物的基因簇,但僅有少量編碼合成leporin類、黃曲霉毒素類、偶氮酸、哌嗪類等化合物的基因簇被發(fā)現(xiàn)[47]。在后基因組時(shí)代的今天,迫切需要研究利用各種沉默基因激活方法,提高南海真菌代謝產(chǎn)生各類活性天然產(chǎn)物的效率。
蛋 白翻譯后修飾(post translational modification,PTM)是指對(duì)翻譯后的蛋白質(zhì)進(jìn)行共價(jià)加工的過程,通過一系列酶催化的在一個(gè)或多個(gè)氨基酸殘基加上或消除修飾基團(tuán)的動(dòng)態(tài)過程,改變蛋白質(zhì)物化性質(zhì),進(jìn)而影響蛋白質(zhì)功效;其中最為頻繁的修飾包括磷酸化、乙?;?、甲基化和泛素化等[48]。其研究熱點(diǎn)在于利用蛋白質(zhì)組學(xué)方法研究相關(guān)的重大疾病新靶點(diǎn)、新機(jī)制;在微生物代謝產(chǎn)物研究中,也有用于挖掘生物合成基因簇潛力、代謝產(chǎn)生新結(jié)構(gòu)產(chǎn)物的嘗試。幾種修飾模式中研究較為透徹的是組蛋白的乙?;图谆饔谩=M蛋白修飾在真菌基因的表達(dá)中有廣泛的應(yīng)用,組蛋白乙?;腿ゼ谆蛊浣Y(jié)構(gòu)呈松散狀,有利于基因的轉(zhuǎn)錄,反之則使基因處于沉默狀態(tài)。研究效果顯著的例子是利用組蛋白去乙?;福╤istone deacetylase,HDAC)抑制劑增加真菌細(xì)胞內(nèi)組蛋白的乙酰化程度,有利于DNA與組蛋白八聚體的解離使核小體結(jié)構(gòu)趨于松弛,從而利于各種轉(zhuǎn)錄因子、協(xié)同轉(zhuǎn)錄因子與DNA結(jié)合位點(diǎn)的特異性結(jié)合,激活基因的轉(zhuǎn)錄,尤其是提高代謝相關(guān)基因的表達(dá)水平,成功改善了菌株代謝產(chǎn)物的多樣性或產(chǎn)量[49]。HENRIKSON等[50]在黑曲霉培養(yǎng)基中添加組蛋白去乙?;敢种苿┓⒅Z他(suberoylanilide hydroxamic acid,SAHA)后發(fā)現(xiàn)14個(gè)生物合成基因簇的表達(dá)量有大幅度提高,從而使黑曲霉代謝途徑發(fā)生改變,最終從發(fā)酵液中分離得到1個(gè)全新的代謝產(chǎn)物nygerone A,也是在黑曲霉中首次報(bào)道產(chǎn)生。前期本課題組利用SAHA對(duì)一株南極黃曲霉Aspergillussp.NJF3進(jìn)行蛋白翻譯后磷酸化修飾調(diào)控的嘗試,結(jié)果表明其代謝產(chǎn)物多樣性、特定成分產(chǎn)量有明顯變化,后期將進(jìn)一步優(yōu)化真菌的發(fā)酵條件,嘗試使用不同的海洋真菌培養(yǎng)基,嘗試適合的代謝調(diào)控方法,擴(kuò)大發(fā)酵規(guī)模并富集微量成分,以期獲得較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)新穎性化合物。
本研究結(jié)果豐富了研究者對(duì)南海真菌多樣性及其代謝產(chǎn)物活性的了解,為藥源微生物發(fā)掘提供資源保障,同時(shí)也為研究人員通過活性追蹤方法、有目的地深入開展其代謝產(chǎn)物化學(xué)多樣性和活性研究提供指導(dǎo)。