内生真菌杂色曲霉次生代谢产物的多样性研究

Microbial secondary metabolites of plant endophytes have a wide range of biological activities due to their structural diversity and have been proved an important source for drugs and lead compounds. Using "one strain-many compounds" (OSMAC) strategy to get metabolic products with rich variety of structures and activities has become one of the attractive research fields. In our previous work, the phytochemical investigation on the endophytic fungus Aspergillus versicolor from Paris polyphylla var. yunnanensis led to the isolation of two novel types of indole alkaloids, some of which exhibited significant anti-tobacco mosaic virus activity and moderate cytotoxic activity. Furthermore, we used OSMAC approach to study secondary metabolites of this fungus which showed significant changes under different culture conditions. Based on these results, we will carry out this project from three aspects: designing a wide range of fermentations with small quantities under different culture conditions; analyzing and comparing the extracts using the chemical and biological activity screening phase, and then, selecting several conditions for scale-up fermentation; the chemical constituents and biological activities study on the extracts of scale-up fermentation. The main purpose of this project is to activate the silent biosynthetic pathway of A. versicolor and obtain more active alkaloids. This research may not only provide a useful exploration for discovering lead compounds, but also offer experiment evidence for the application of OSMAC methods in the research of microbial secondary metabolites.

植物内生菌次生代谢产物的结构多样性赋予其广泛的生物活性，是药物及先导化合物的重要来源之一。运用单菌多次生代谢产物（OSMAC）的策略，对微生物次生代谢产物进行结构和活性的多样性研究是当前研究的热点之一。我们前期从滇重楼的内生真菌杂色曲霉中发现了两类新颖的具有抗病毒和细胞毒活性的吲哚生物碱。我们进一步运用OSMAC的策略对其进行了初步研究，发现不同培养条件下的代谢产物变化显著，值得深入研究。鉴于此，该项目拟从三个方面开展进一步的研究。首先，设计一系列小量发酵条件。其次，运用化学和活性筛选，对小量发酵提取物进行分析比较，精选多种发酵条件用于规模化发酵。最后，对多种大量发酵的提取物进行化学成分和生物活性研究。该研究的目的是充分挖掘杂色曲霉的代谢潜力，从中发现一系列活性生物碱，为先导化合物的发现提供有益的探索，同时也为OSMAC策略在微生物次生代谢产物中的应用和推广提供实验依据。

本研究的主要目的是充分挖掘杂色曲霉的代谢潜力，从中发现一系列结构新颖的活性生物碱，尤其是力争发现1-2个具有显著药用活性的先导化合物。另外，对OSMAC策略进行一些新的探索。首先，利用各种发酵条件对杂色曲霉（Aspergillus versicolor）开展广泛的筛选，精选4种条件作为放大发酵的条件，从中共分离得到100个化合物，其中新化合物32个，化合物2-2和2-3是一种新颖骨架的化合物，与第一类具有高度氧化的六环吲哚-四氢呋喃- tetramic acid类生物碱(2-1的骨架)，它具有罕见的6/5/6/5/5/5环系不同，该类分子结构更加新颖，在降解一个环的同时，在吲哚环下方又多了一个新的六元碳环，形成了罕见的6/6/5/6/5环系。在此基础上，通过三种模型进一步的活性筛选，发现2个具有显著药用活性的先导化合物，为进一步的创新药物研制提供一定的物质基础。.依托该项目，以第一或通讯作者发表研究论文8篇（4篇第一标注，4篇第二标注），其中SCI论文3篇，中文核心期刊5篇，授权发明专利1件，获云南民族大学第十五届优秀教学成果一等奖（第一），获中国民族医药学会科学技术奖二等奖（第七），作为指导教师指导的项目获第一届全国大学生化学实验创新设计竞赛二等奖、第五届云南省“互联网+”大学生创业创新大赛金奖，作为专业负责人建设的化学专业入选2019年首批国家级一流本科专业，作为核心成员参与云南省高校有机功能分子及材料科技创新团队。项目执行期内，指导的硕士论文3篇获云南民族大学优秀硕士学位论文，其中1篇获云南省优秀硕士学位论文，培养研究生8人，毕业5人。