1-甲基-L-色氨酸诱导的艾草内生真菌Diaporthe sp. AC1次级代谢产物研究

单菌株多化合物(One Strain-Many Compounds,OSMAC)策略主要是通过改变培养基成分、培养条件、与其他菌株共培养、添加酶抑制剂或其他外源物质等方法,调节次级代谢产物的生物合成途径,从而获得更多的新型活性代谢产物。本研究选择艾草内生真菌Diaporthe sp.AC1为研究对象,在培养基中分别添加5-羟基色氨酸(5-HTP)、1-甲基-L-色氨酸(1-MT)和色胺(Tryptamine)进行培养,筛选最佳诱导剂,并对其诱导下Diaporthe sp.AC1次级代谢产物进行分离纯化、结构鉴定及活性研究。为发现结构新颖的活性天然产物、寻找药物先导化合物提供一定的理论依据。(1)在培养基中分别添加5-羟基色氨酸、1-甲基-L-色氨酸和色胺对艾草内生真菌Diaporthe sp.AC1进行发酵培养,通过管蝶法测定发酵粗提物对五种病原细菌(金黄色葡萄球菌、单核增生李斯特菌、肠炎沙门氏菌、铜绿假单胞菌、大肠杆infectious spondylodiscitis菌)和五种病原真菌(禾谷镰刀菌、串珠镰刀菌、灰葡萄孢菌、大丽轮枝菌、白色念珠菌)的抑菌活性,通过MTT法测定发酵粗提物对五种肿瘤细胞(人肝癌细胞Huh-7、人宫颈癌细胞Hela、人结直肠腺癌细胞HCT-15、人肺癌细胞A549、人乳腺癌细胞MDA-MB-231)的细胞毒性。结果表明,与对照相比Diaporthe sp.AC1在1-甲基-L-色氨酸诱导下产生的次级代谢产物具有较好抑细菌活性和肿瘤细胞毒性。(2)对1-甲基-L-色氨酸的诱导条件进行优化,测定不同诱导条件下发酵粗提物的抑菌活性及肿瘤细胞毒性。结果表明1-甲基-L-色氨酸的最佳添加时间为接种前添加,最佳添加浓度为0.25 m M。在该条件下进行Diaporthe sp.AC1的大规模发酵,用乙酸乙酯萃取发酵液,经过减压蒸发浓缩最终制得约12 g发酵粗提物。(3)通过硅胶柱层析、C18反相硅胶柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析等方法对发酵粗提物进行分离纯化,通过核磁共振波谱(NMR)、高分辨质谱(HR-MS)进行鉴定,最终鉴定得到9个单体化合物:5-(2-oxo-2H-pyran-6-yl)pentane-2,3-dione(1)、methyl(2-(1-methyl-1H-indol-3-yl)ethyl)succinate(2)、fusariumindole D(3)、N-methyl tryptophol(4)、3-(2-acetoxyethyl)-1-methylindole(5)、N-methyl-3a-hydroxyfuroindoline(6)、3,5-dimethyl-8-methoxy-3,4-dihydroisocoumarin(7)、p-hydroxyphenethyl alcohol(8)、3-phe-nylpyrazin-2(1H)-one(9)。(4)通过获悉更多微量稀释法测定化合物对五种病原细菌和五种病原真菌的抑菌活性,采用MTT法测定化合物对五种肿瘤细胞的细胞毒性。结果表明,新化合物1对禾谷镰刀菌的MIC值为128μg/m L,在512μg/m L的反应浓度下对单核增生李斯特菌的抑制率在90%以上,对五种肿瘤细胞也具有较明显的细胞毒性,IC_(50)值在12.26~52.52μM之间;化RAD001试剂合物4对病原细菌、病原真菌和肿瘤细胞也表现出相对较好的抑制作用,对串珠镰刀菌、禾谷镰刀菌、灰葡萄孢菌的MIC值为128μg/m L,在512μg/m L的反应浓度下对五种病原细菌的抑制率均在80%以上,对人宫颈癌细胞Hela的IC_(50)值为29.74μM;化合物9在512μg/m L时对五种病原细菌表现出明显的抑制活性,抑制率均在90%以上,对病原真菌和肿瘤细胞也有一定的抑制作用;其他化合物对供试病原菌和肿瘤细胞也均有不同程度的抑制活性。