两株海洋真菌抗菌活性次级代谢产物的研究

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本论文对源自红树林植物和深海沉积物的20株海洋真菌进行了不同发酵条件的筛选,以抑菌活性为主要指标,结合发酵产物多样性筛选,对其发酵粗提物进行了综合评价。根据综合评价结果选择2株具有显著抑菌活性的菌株(红树林植物水黄皮内生真菌Nigrospora sp. MA75和深海沉积物来源真菌Penicillium commune SD118),分别采用摇床动态培养和静置培养(MH2培养基)进行了规模发酵和发酵产物的系统研究,并对分离得到的部分化合物进行了初步的生物活性评价。采用滤纸片法的抑菌活性为导向分离手段,借助常规的硅胶、反相和凝胶Sephadex LH-20柱层析、制备薄层层析(pTLC)、制备高效液相色谱(pHPLC)以及重结晶等方法分离纯化得到单体化合物,综合利用各种现代波谱技术(UV、IR、MS、NMR和CD)以及与标准品和文献数据比对的方法,从Nigrospora sp. MA75摇床MH2培养基中鉴定了18个化合物的结构,包括5个抑菌活性化合物(NG3、NG6、NG7、NG9、NG10),从P. commune SD118静置MH2培养基中鉴定了17个化合物的结构,包括1个抗菌和细胞毒活性化合物xanthocillin X(PC1)。此外,本论文研究了不同发酵方式(动态和静态)和不同培养基组成(碳源、氮源、盐度和其他离子)对菌株次级代谢产物种类以及活性化合物产量的影响。通过改变培养方式和培养基组成,从Nigrospora sp. MA75静置大米固体培养基中鉴定了3个化合物的结构,其中包括2个新的griseofulvin类化合物(NG1和NG2);从加入3.5% NaI的摇床MH2培养基中鉴定了1个新的有抗菌和细胞毒活性的cochlioquinone类化合物(NG5)。研究还发现,P. commune SD118能否产生活性化合物xanthocillin X(PC1)取决于培养方式和培养基,静置MH2培养基可使xanthocillin X的产量达到361.55 mg/L。另外,本文还对从Nigrospora sp. MA75中分离得到的部分化合物的生物合成途径做了简要探讨。对分离鉴定的全部单体化合物进行了抗5株细菌和抗8株植物病原真菌的活性测试,并对部分单体化合物进行了细胞毒活性测试。化合物NG5和NG10具有广谱的显著抑制细菌的活性;化合物NG6、NG7和NG9对细菌MRSA、Escherichia coli和Staphylococcus epidermidis具有选择性的抑制活性;化合物PC1能显著抑制Staphylococcus aureus、Escherichia coli、Bacillus subtilis和Bacillus thuringiensis的生长;化合物NG3对真菌Valsa mali、Stemphylium solani和Gloeosporium theae-sinensis有中等程度的抑制活性。此外,化合物NG5对MCF-7、SW1990、SMMC7721和MKN-28细胞株有很强的细胞毒活性(IC50分别为4、5、7、8μg/mL),化合物PC1对MCF-7、HepG2、NCI-H460、HeLa、DU145和MDA-MB-231细胞株有显著的细胞毒活性(IC50分别为12、7、10、10、8、8μg/mL),化合物PC11对DU145细胞株有明显的抑制活性(IC50为5μg/mL)。本文从真菌次级代谢产物的活性导向分离与结构鉴定、生物活性评价、培养条件这三个角度,对Nigrospora sp. MA75和P. commune SD118这2株活性真菌进行了系统研究,为海洋微生物资源的有效利用提供了一定的科学依据。
中文摘要第6-7页
ABSTRACT第7-8页
化合物结构式第9-11页
第一章 绪论第11-31页
    第一节 引言第11-12页
    第二节 海洋来源真菌抗菌活性化合物研究进展第12-27页
        一、海洋动物来源真菌第12-17页
        二、海藻来源真菌第17-20页
        三、海洋沉积物来源真菌第20-22页
        四、红树林植物来源真菌第22-27页
    第一章参考文献第27-31页
第二章 红树林内生真菌和深海沉积物来源真菌的分离与活性筛选第31-37页
    第一节 真菌的分离、纯化与保藏第31-32页
        一、样品来源第31页
        二、真菌的分离与纯化第31-32页
        三、真菌的保藏第32页
    第二节 真菌筛选培养基、培养条件与培养物的提取第32-33页
        一、筛选培养基第32-33页
        二、菌株的活化、接种与培养第33页
        三、培养物的提取与处理第33页
    第三节 活性菌株筛选方法第33-34页
        一、抗细菌和抗真菌活性筛选方法第33-34页
        二、化学筛选方法第34页
    第四节 结果与讨论第34-36页
    第二章参考文献第36-37页
第三章 红树林植物水黄皮(Pongamia pinnata)内生真菌Nigrospora sp. MA75 次级代谢产物及生物活性研究第37-74页
    第一节 化合物的结构鉴定第37-52页
        一、新化合物的结构鉴定第37-43页
        二、已知化合物的结构鉴定第43-52页
    第二节 实验部分第52-60页
        一、菌株来源、形态描述及鉴定第52页
        二、菌株大规模发酵第52页
        三、提取与活性导向分离第52-55页
        四、化合物的物理常数与波谱数据第55-60页
    第三节 单体化合物生物活性的初步评价第60-63页
        一、抑菌活性测试第60-62页
        二、体外细胞毒活性测试第62-63页
    第四节 不同培养策略在Nigrospora sp. MA75 次级代谢产物研究中的应用第63-67页
        一、培养基和培养方式第63-64页
        二、发酵培养物的提取与分析第64页
        三、结果与分析第64-67页
    第五节 Nigrospora sp. MA75 部分化合物的生源合成途径推测第67-70页
    第三章参考文献第70-74页
第四章 深海沉积物来源真菌Penicillium commune SD118 次级代谢产物及生物活性研究第74-98页
    第一节 化合物的结构鉴定第74-82页
        一、已知化合物的结构鉴定第74-82页
    第二节 实验部分第82-90页
        一、菌株来源、形态描述及鉴定第82-83页
        二、菌株大规模发酵第83页
        三、提取与活性导向分离第83-85页
        四、化合物的物理常数与波谱数据第85-90页
    第三节 单体化合物生物活性的初步评价第90-91页
        一、抑菌活性测试第90-91页
        二、体外细胞毒活性测试第91页
    第四节 不同培养基和培养方式对活性化合物xanthocillin X 产量的影响研究第91-96页
        一、Xanthocillin X 定量分析方法的建立第92-93页
        二、菌株发酵培养基及后处理第93-94页
        三、结果与分析第94-96页
    第四章参考文献第96-98页
第五章 实验材料与方法第98-107页
    第一节 实验仪器、材料与试剂第98-99页
    第二节 真菌的分子生物学鉴定第99-101页
    第三节 提取与活性导向分离第101页
    第四节 抑菌活性测试方法第101-104页
        一、滤纸片扩散法第101-103页
        二、微量稀释法(MIC 的测定)第103-104页
    第五节 体外细胞毒活性测试方法第104-105页
    第六节 单体化合物物理常数的测定第105-106页
        一、熔点的测定第105-106页
        二、比旋光值的测定第106页
        三、紫外吸收光谱的测定第106页
    第五章参考文献第106-107页
第六章 结论与创新点第107-109页
    一、结论第107-108页
    二、创新点第108-109页
已发表和待发表论文第109-110页
致谢第110-111页
新化合物谱图第111-118页
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