鼎湖山土壤放线菌Streptomyces sp.SC0581和Streptoverticillium morookaense SC1169活性次生代谢产物研究

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鼎湖山自然保护区作为我国第一个国家级自然保护区,其特殊的地理位置和独特的气候条件孕育了特殊、多样的菌种资源,也为我们寻找结构新颖的微生物活性次生代谢产物提供了独特的菌种来源。从鼎湖山土壤样本分离得到的一千余株菌株中筛选出两株对荔枝霜疫霉显示拮抗作用的放线菌链霉菌Streptomyces sp.SC0581和师岗链轮丝菌Streptoverticillium morookaense SC1169,它们的小麦固体培养基乙醇提取物能有效抑制荔枝霜疫霉的生长。通过活性跟踪,从两株放线菌的发酵物中共分离并鉴定了56个化合物,其中新化合物27个。  链霉菌Streptomyces sp.SC0581小麦发酵物的乙酸乙酯和正丁醇醇溶性合并部分经正、反相硅胶柱层析、HPLC等多种分离技术,并采用核磁共振波谱、质谱、ECD量子化学计算、X射线单晶衍射、高级Marfey法等手段共分离鉴定了38个化合物,包括6个放线菌酮类似物(A1-A6);4个环酯肽类化合物,命名为dinghupeptins A-D(A7-A10);6个环二肽类化合物(A11-A16);4个寡肽类化合物(A17-A20);7个喹喔啉衍生物(A21-A27);4个酚酸类化合物(A28-A31);7个其他类化合物(A32-A38)。其中化合物A1、A2、A7-A10、A12、A13、A17-A20、A25、A26、A29、A30为16个新化合物。通过核磁数据(NOE相关和耦合常数)结合构象分析以及ECD量子化学计算确定了化合物A1和A2/A3的绝对构型,并且采用量子化学计算合理地阐述了光诱导化合物A2和A3双键顺反异构化的机制和路径。  活性测试结果显示,化合物A5和A6能有效抑制真菌孢子的萌发,为链霉菌Streptomyces sp.SC0581发酵物中抗荔枝霜疫霉的活性成分。Dinghupeptins A和B(A7和A8)具有选择性抑制糜蛋白酶活性,IC50值分别为2.1和1.1μM;酶动力学分析以及分子对接结果表明dinghupeptin B能竞争性结合在糜蛋白酶的活性位点上。化合物A11-A13具有强于阳性对照(曲酸,IC50:17.7μM)的ABTS阳离子自由基清除活性,IC50值在3.7-14.6μM之间。化合物A12和A13还具有显著的DPPH自由基清除效果。  师岗链轮丝菌Streptoverticillium morookaense SC1169小麦发酵物经提取、萃取以及各种柱色谱分离得到了18个化合物,并运用各种波谱学方法以及ECD量子化学计算确定了它们的化学结构,其中包括8个新的聚酮类化合物fasamycins F-M(B1-B8);3个戊烯大环内酯类化合物(B9-B11),其中B9为新化合物;7个其他类化合物(B12-B18),包含一个新的脂肪酸(B13)。  通过活性跟踪分离得到的3个戊烯大环内酯化合物(B9-B11)能显著抑制荔枝霜疫霉孢子的萌发,MIC值在6.25-12.5μg/mL之间,为Streptoverticillium morookaense SC1169发酵物中抗荔枝霜疫霉的活性成分。Fasamycins F-M(B1-B8)对金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林黄色葡萄球菌、万古霉素敏感的屎肠球菌和耐万古霉素屎肠球菌显示出非常强的抑制作用,IC50值范围为0.63-5.0μg/mL。  本研究通过对两株拮抗荔枝霜疫霉的放线菌的发酵物进行活性跟踪分离纯化得到56个化合物,其中新化合物27个。研究结果阐明了两株菌代谢产物中的抗荔枝霜疫霉的活性成分,为新型抗荔枝霜疫霉生物药剂研发提供了先导化合物。除此之外,fasamycins聚酮类化合物抑制耐药菌活性显著,具有开发成治疗耐药菌感染的新型抗生素的良好潜力。
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