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四株昆虫相关真菌的次级代谢产物研究

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放大字体  缩小字体    发布日期:2019-09-11  来源:曝光台  作者:baoguangtai  浏览次数:360
朱帅鸣   摘要:天然产物骨架类型丰富、生物活性广泛,在新药研发中占据重要的地位,是创新药物的重要来源之一。真菌作为自然界中一个庞大的生物类群,能够产生大量结构新颖的活性次级代谢产物,是发现药物先导分子的重要物质基础。昆虫相关真菌是指来源于昆虫体表或体内的一类真菌,两者在漫长的进化过程中逐步形成了复杂而密切的关系,包括致病、寄生、互惠共生、偏利共生、竞争和捕食等。目前已记载的昆虫相关真菌有100多个属,800多个种,并且近年来陆续有发现新种的报道。虫生真菌在与昆虫长期的共同进化过程中,由于在环境和生物水平上的适应性反应,逐渐形成了特殊的代谢与防御系统,因而产生新颖次级代谢产物的几率较高。与其它类群的特境真菌(如植物内生真菌等)相比,昆虫相关真菌由于采集环境复杂、分离难度大,其研究深度和广度都远远不够。随着对其次级代谢产物的结构研究与功能评价的日益重视,昆虫相关真菌来源的活性次级代谢产物研究日益得到广泛的关注。同时,近年来基于基因组的新结构化合物发现策略的发展,使人们能够更大程度地从目标菌株中挖掘新结构次级代谢产物,极大地丰富了真菌次级代谢产物的类型。基于前期本课题组对一系列昆虫相关真菌次级代谢产物的研究积累以及对多硫代二酮哌嗪类化合物生物合成基因簇的研究结果,本论文选取一株冬虫夏草相关真菌Clonostachys rogersoniana的verG基因敲除株(?verG)和三株盾蚧相关真菌作为研究对象,对四株菌进行不同条件下的小规模发酵,并对发酵粗提物进行初步的化学指纹分析及活性评价。以化学指纹分析及活性评价结果为指导,选择合适的培养条件进行放大发酵,采用硅胶柱层析、凝胶柱层析和反相高效液相色谱(RP HPLC)等分离手段对上述放大发酵粗提物进行分离制备。从上述四株菌的发酵提取物中共获得32个化合物,其中23个为新结构,并利用质谱、核磁共振等波谱技术,结合圆二色谱以及化学衍生化等方法确定了化合物的平面结构及立体构型,同时对部分化合物进行了体外肿瘤细胞毒活性评价。本论文从Clonostachys rogersoniana基因敲除株?verG的发酵粗提物中获得2个由聚酮与非核糖体多肽杂合的咪唑啉酮氮氧配位类新骨架结构,从Hypocrea sp.的发酵粗提物中获得6个botryane杂合二聚醚类新结构,从Pestalotiopsis sp.的发酵粗提物中获得9个六氢化苯并吡喃类新结构,从Paraconiothyrium hawaiiense的发酵粗提物中获得3个二萜类新结构、2个二萜与二酮环戊烯杂合的醚类新结构以及1个新的对三联苯衍生物,其中部分新化合物表现出肿瘤细胞毒活性。本课题的实施,为新结构活性天然产物以及先导分子的发现、复杂结构天然产物生物合成途径与机制的研究奠定了基础。相关深入研究将为理解真菌-昆虫互作的物质基础提供线索,并为昆虫相关真菌资源的有效利用提供借鉴。 学位授予单位:军事科学院
学位级别:博士
学位授予年份:2019
分类号:R915

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