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在具有药用潜力的海洋生物资源中,放线菌、真菌一直是海洋天然产物新结构重要来源之一,占所有新结构海洋天然产物的12.0%,仅次于海绵等多孔动物(32.4%)、珊瑚等腔肠动物(17.2%),但海洋无脊椎动物资源的日益稀缺和分子生物学技术的飞速发展,使得可持续研究开发的海洋放线菌和真菌的基因资源、代谢产物成为海洋药物化学家的研究热点。南极因其独特的自然环境成为潜在、重要的微生物资源库,是产生新型生物活性物质和先导化合物菌株的潜在种源地,南极微生物正在成为创新药物研究新的重要资源。虽然近年来对南极微生物次级代谢产物的研究逐渐增加,但与温带和热带微生物研究相比仍处于初级阶段。本课题组前期从第29次南极科学考察样品中分离到真菌曲霉NJF3、枝孢霉NJF4和NJF6,开展了蛋白磷酸酶含量研究及大田软海绵酸(okadaic acid,OA)含量对该酶的抑制作用测试,并分析了菌株提取物中脂肪酸的成分,还从NJF3、NJF4发酵产物中分离鉴定了生物碱、环肽、二酮哌嗪等次级代谢产物。本文将继续开展NJF6的次级代谢产物研究,同时利用新采集的多种南极样品分离获取南极微生物,研究其天然产物。对早期获得的一株链霉菌NJ94开展蛋白翻译后修饰调控,是挖掘南极微生物代谢潜力的新思路。本研究将为丰富南极微生物次级代谢产物库奠定一定的研究基础。为获得多样性的微生物,本研究对中国第33、34次南极科学考察采集多个站位的南极磷虾、海参、海绵、珊瑚、鱿鱼、海星、海胆及底泥等样品进行了分离培养,纯化菌株根据菌株形态特征及测序结果与生物信息学数据库GenBank进行序列的相似性比较分析,并采用MEGA 7.0软件中邻近法(Neighbor-Joining,NJ)对菌株构建系统发育树。共分离鉴定4个门、9个属的18株细菌和1株真菌。其中变形菌门(Proteobacteria)3株,厚壁菌门(Firmicutes)9株,放线菌门(Actinobacteria)6株,真菌门(Fungi)1株;且厚壁菌门(Firmicutes)中属芽孢杆菌属(Bacillus sp.)最多,有6株。对中国第29次、34次南极科学考察样品分离出的2株真菌枝孢霉NJF6和曲霉NJF7开展了次级代谢产物研究。运用TLC、柱色谱(正相硅胶、C18硅胶、MCI、Sephadex LH-20凝胶)和半制备型HPLC等色谱方法对提取物进行高效快速的分离纯化,结合现代波谱学手段(LC-TOF MS、1H-和13C-NMR、HSQC、HMBC等)和物理化学方法,分别从枝孢霉NJF6、曲霉NJF7提取物中鉴定了14、13个代谢产物结构,其中4个结构重复,所以共获得23个化合物。化合物结构类型包括倍半萜类(1-2)、生物碱类(3、7、9-11、14、23-27)、二酮哌嗪(5、4、13、15-21)、芳香酸(8、12、22)等,其中倍半萜类(1-2)是首次从枝孢霉属真菌中分离。化合物6是培养基成分。此外,对链霉菌Streptomyces sp.NJ94的蛋白翻译后磷酸化修饰调控研究还发现蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase-2A,PP2A)抑制剂大田软海绵酸OA对其具有一定的代谢调控作用,添加50 nM OA与100 nM OA与对照组之间代谢产物多样性有变化但差异不明显,但发酵提取物中特定化合物含量差异较大,显示一定的抑制生物合成作用。南极微生物化学成分的表观遗传学调控还需要开展更深入的实验。