开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
本课题拟在菌种鉴定、化学筛选和抗菌活性测试的基础上,对一株昆虫肠道共生真菌土曲霉菌(Aspergillus terreus)进行系统的次生代谢产物研究,拟得到新结构的化合物或具有新骨架的化合物,并测定这些化合物是否具有生物活性及药用价值。采用的研究手段包括菌种培养、发酵、硅胶柱层析、凝胶色谱技术、高效液相色谱分析和制备高效液相色谱、循环高效液相色谱、NMR测定结构以及抗菌活性测试。
昆虫共生菌的次级代谢产物研究进展
摘要:从青霉素的发现开始,真菌次生代谢产物已经成为天然活性成分研究的热点,近些年来,一些特殊来源的真菌,如内生于植物组织或共生于昆虫肠道中的,亦或是生存在沙漠、深海、盐碱地等特殊环境中的,由于代谢产物结构新颖多变、活性显著,成为人们关注的焦点,为更好地了解目前昆虫共生菌的次级代谢产物研究情况,为后续在该领域的研究提供有效的指导,本文就昆虫共生菌的次级代谢产物的研究进展做一综述。
关键词:昆虫共生菌、生物活性、新型化合物
真菌和昆虫是自然界中种类最多的两大类生物,在长期的生命演化过程中,一些昆虫进化出了通过培养真菌作为食物的共生关系,即培养真菌昆虫。共生菌是一类长期与宿主共同生活的特殊环境微生物,昆虫与微生物保持多样的共生关系,这种共生关系可能对昆虫具有重要的生存意义。如某些兼性共生菌可以产生特定活性小分子代谢产物帮助宿主昆虫抵御致病菌和外来天敌的入侵;白蚁肠道菌Bacteroids和Citrobacter为宿主昆虫清除肠道内的含氮有机废物;半翅目蚜虫共生菌Buchnera sp.,红兵臭虫共生菌Coriobacterium sp.为宿主提供其不能合成的维生素B族化合物等等。科研工作者在研究昆虫共生真菌次级代谢产物时发现,某些小分子具有明显的药用价值,如细胞毒活性即及更明确的抗菌、抗癌和免疫抑制活性。国内外研究经验表明,来自于天然的先导化合物很有希望成为治疗疑难病症的新药,而且天然产物药理筛选的命中率比合成化合物高,且代谢产物结构新颖多变、活性显著,正越来越多地受到药物化学家的关注。昆虫内生真菌已成为寻找新生物活性物质的新重要来源,但目前,人们对昆虫内生菌代谢产物的研究还很少,根据已有文献报道化合物结构类型,作如下总结。
一、生物碱类化合物
Isaka等从一株蜘蛛致病真菌Torrubiella sp.BCC 2165中分离出新的吡啶酮类生物碱Torrubiellones A-D(1-4)。Torrubiellone A(1)表现出抗疟活性,IC50值为8.1mu;M,但表现出非常弱的细胞毒活性[1]。从鳞翅目幼虫致病菌Isaria Tenuipes中分离得到一系列双环半缩醛生物碱isariotins E-M,化合物均具有较好的抗疟和细胞毒活性。Haritakun等从昆虫致病真菌Isaria tenuipes BCC 7831中分离出具有独特双环[3.3.1]壬烷环的异构体A-D(1-4),生物碱,化合物1,3和4表现出对分枝杆菌分枝杆菌H37Ra的边缘活性,具有相同的MIC值200mu;g/ mL(分别为486,488和544mu;M[2]。Isaka等从昆虫致病真菌Cordyceps brunnearubra BCC 1395的培养液中分离虫草甲烷(4),似是黄曲霉Y2的生物发育前体,发现Cordyformamide对IC50值为18mu;M的疟疾寄生虫恶性疟原虫K1表现出活性, 而且表现出弱或无细胞毒性[3]。
二、醌酮类化合物
郭玲芝等从采自校园的粉蝶科菜粉蝶(Pierisrapae Linne)的肠道中分离得到菌株Be-1,经分子生物学方法鉴定为Alternaria sp.,从其乙酸乙酯萃取物分离并鉴定得三个聚酮类化合物,初步测定了所得化合物对抗肿瘤治疗靶点受体酪氨酸激酶的抑制活性[4]。Zhang等从一株大刀螳螂肠道共生菌Daidinia eschscholzii中分离得到两个新萘醌类化合物dalesconol A、dalesconol B,体外实验证明两个化合物能有效抑制伴刀豆球蛋白A引起的小鼠脾细胞增殖(I:0.16-0.58mu;g/mL),与对照药物环孢菌素A抑制效果相当,有望开发为新型免疫抑制剂[5]。日本学者Azumi从昆虫致病菌Metarhizium anisopliae中分离得到具有选择性抑制线粒体ATP酶活性的Aurovertin衍生物[6]。Asai等通过在麦角菌Cordycepdindigotica中添加组氨酸脱羧酶抑制剂和DNA甲基转移酶抑制剂,分别得到两个聚酮类衍生物indIgotide A,B和tenuipyrone,有关新化合物的生物活性正在研究当中[7]。
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