南海深海沉积物来源真菌抗细菌生物被膜活性成分的发现，优化及机理研究

Bacterial biofilm(BF) , with extremely drug-resistant and ability to evade the immune system, is the main reason that chronic infectious disease attacks repeated and hard to be controlled. At present, there is no effective anti-biofilm drugs in clinic, hense, the discovery of new and highly resist biofilm drugs from marine microorganisms is likely to be an effective solution. Through the co-ordination of natural products chemistry, organic chemistry and molecular biology and other multi-disciplinary, oriented from anti-bacterial BF activity, combined with modern chromatography, on line technology of modern spectroscopy and modern chromatography , this project aims to rapidly separate and determine the structure of active ingredients of anti-bacterial BF from the secondary metabolites of two marine sediment-derived fungal strains in the South China Sea, conduct the structural modification of the active ingredient, study the relationship between the activity and structure,and sum up the pharmacophore, in order to effectively inhibit or remove the active lead compounds of bacteria BF, and disintegrate and explore its mechanism from multi-angles by the inhibition of the compounds on biofilm. This study will set up the foundation for discovering the lead compounds of anti-biofilm from marine sediment-derived fungus and exploiting the immense resource of marine microorganisms in the South China Sea.

摘要：细菌生物被膜（BF）具有极强的耐药性及免疫逃避性，是慢性感染性疾病反复发作和难以控制的主要原因。目前，临床上仍然没有有效的抗生物被膜的药物，从海洋微生物中寻找新的、高效抗生物被膜药物已成为发现抗生素新途径。本课题旨在通过天然产物化学，有机化学和分子生物学等多学科的配合，以抗细菌BF活性为导向，结合现代色谱学，现代波谱学，现代色谱-波谱联机技术，快速分离并结构确定两株南海深海沉积物来源真菌次级代谢产物中抗细菌BF活性成分，对活性成分进行结构修饰，研究活性与结构的关系，总结出药效基团，以期得到有效抑制或移除细菌BF的活性先导化合物，并通过化合物对生物被膜的抑制，瓦解等多角度探讨其作用机理。通过本项目的研究，为我国南海深海真菌来源的新型抗生素先导化合物发现和深度开发南海丰富的微生物资源奠定基础。

背景：细菌生物被膜（BF）具有极强的耐药性及免疫逃避性，是慢性感染性疾病反复发作和难以控制的主要原因。目前，临床上仍然没有有效的抗生物被膜的药物，从海洋微生物中寻找新的、高效抗生物被膜药物已成为发现抗生素新途径。.内容：本课题结合天然产物化学、分子生物学和微生物学的研究方法，对2株南海深海沉积物来源真菌Penicillium sp. F00120 、Ind16F01、1株马尾藻中内生真菌Aspergillus niger SCSIO Jcsw6F30、海蛾以及蔓茎堇菜进行了一系列化学和活性研究。.结果：（1）从南海深海真菌Penicillium sp. F00120分离鉴定了23个化合物。化合物1～3、6～8、15～18、19～23为首次从该菌中分离得到；化合物3、4和8具有一定的抗菌活性，MIC分别为112、86、64µg•mL-1；构建了PA细胞生物被膜的微孔板生物膜静态生物膜模型，然而测试的化合物均无清除或破坏作用；化合物1对HepG 2.2.15具有一定强度的细胞毒活性， TC50值为40µg•mL-1。.（2）SCSIO Ind16F01发酵物中分离并鉴定了13个单体化合物，其中化合物Dothiorelone J (1), and Dothiorelone K (2)为新化合物。化合物7、8和9具有微弱的抗菌活性，在浓度30 μM 对Salmonella的抑制率分别为16.0%, 17.6%, 和30.1%；化合物7、8和9具有较强的抗COX-1活性，IC50值分别为2.74、5.14和4.10µg•mL-1。 .（3）从Aspergillus niger SCSIO Jcsw6F30发酵物快速分离鉴定了11个萘并吡喃酮类化合物。Aurasperone F (3)在浓度30 μM 对Hela, MCF-7, Molt-4, Huh-7,和 H1975的抑制率分别为38.8%, 41.0%, 44.9%, 46.6%, and 49.3% 。.（4）从海蛾中分离鉴定了5个化合物。.（5）从蔓茎堇菜中分离得到13个化合物，包括5个木栓烷型三萜类化合物；7个豆甾烷类化合物和1个脂肪酸，其中化合物1、2、3、11为新化合物，化合物4、7、8、9、10、12为首次从该属植物中分离得到。化合物1、2抑制HBsAg、HBeAg的作用较强，IC50值分别为26.2、33.