广西北海竹林盐场烟曲霉GXIMD 00544的次级代谢产物研究
张耿思, 李海艳, 傅春青, 苏志维, 周冬梅, 高程海, 刘永宏, 徐新亚     
广西中医药大学海洋药物研究院,广西海洋药物重点实验室,广西南宁 530200
摘要: 为研究一株广西北海竹林盐场来源真菌烟曲霉(Asperigillus fumigatus) GXIMD 00544中的次级代谢产物并考察其抗菌活性,本研究采用多种柱色谱分离并结合波谱数据,分析确定次级代谢产物的化合结构,再进一步采用96孔板法测定其抗菌活性。结果表明,该菌株的乙酸乙酯萃取物分离后可得到11个化合物,包括4个烟曲霉酸类化合物(1-4)和7个酚酸类化合物(5-11),分别鉴定为maunakeanolic acid A (1)、6-deacytyl-1,2-dihydrohelvolic acid (2)、helvolic acid (烟曲霉酸,3)、helvolinic acid (4)、8′-O-methylasterric acid (5)、methylated asterric acid (6)、dimethyl 2, 3′-dimethylosoate (7)、dimethylsoluchrin (8)、sulochrin (9)、monomethylsulochrin (10)、trypacidin (11)。其中,化合物134对人类致病菌耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus,MRSA)表现出较强的抑制作用,最小抑菌浓度(Minimal Inhibitory Concentration, MIC)分别为5.12、5.68、2.63 μg·mL-1; 对海洋污损细菌轮虫弧菌(Vibrio rotiferianus)也有较强的抑制作用,最小抑菌浓度分别为6.40、7.10、13.15 μg·mL-1;对海洋污损细菌海弧菌(V. pelagius)表现出抑制作用。烟曲霉酸类化合物1-4均具有较强的广谱抗菌活性。
关键词: 盐场来源真菌    烟曲霉    烟曲霉酸    酚酸衍生物    抗菌    
Secondary Metabolites of a Beihai Zhulin Saltern-Derived Fungus Aspergillus fumigatus GXIMD 00544
ZHANG Gengsi, LI Haiyan, FU Chunqing, SU Zhiwei, ZHOU Dongmei, GAO Chenghai, LIU Yonghong, XU Xinya     
Guangxi Key Laboratory of Marine Drugs, Institute of Marine Drugs, Guangxi University of Chinese Medicine, Nanning, Guangxi, 530200, China
Abstract: This study aims to investigate the secondary metabolites of a Beihai Zhulin saltern-derived fungus Aspergillus fumigatus GXIMD 00544 and explore their antibacterial activities. Multiple column chromatography methods and the spectral data were employed to identify the chemical structures of the secondary metabolites. Furthermore, the 96-well plate method was employed to determine the antibacterial activities of these metabolites. Eleven compounds, helvolic acids (1-4) and phenolic acid derivatives (5-11), were separated from the ethyl acetate extract of this strain. These compounds were identified as maunakeanolic acid A (1), 6-deacetyl-1,2-dihydrohelvolic acid (2), helvolic acid(3), helvolinic acid (4), 8′-O-methylasterric acid (5), methylated asterric acid (6), dimethyl-2,3′-dimethylosoate(7), dimethylsulochrin (8), sulochrin (9), monomethylsulochrin(10), and trypacidin(11). Among them, compounds 1, 3, and 4 showed strong inhibitory effects on the human pathogenic bacterium Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA), with minimum inhibitory concentrations (MIC) of 5.12, 5.68, and 2.63 μg·mL-1, respectively. Furthermore, they exhibited strong inhibitory effects on the marine biofouling bacterium Vibrio rotiferianus, with MIC of 6.40, 7.10, and 13.15 μg·mL-1, respectively. In addition, the three compounds demonstrated inhibitory effects on the marine biofouling bacterium V. pelagius. The helvolic acids 1-4 all demonstrated strong broad-spectrum antibacterial activities.
Key words: saltern-derived fungus    Aspergillus fumigatus    helvolic acids    phenolic acid derivatives    antibacterial    

海洋蕴含着丰富的微生物资源,但相比陆生微生物,海洋微生物相关的研究及利用较少。海洋微生物包括真核微生物、原核微生物等,其生物量占海洋总生物量的90%[1]。海洋真菌能够产生结构新颖独特的次级代谢产物,是天然药物的重要来源之一[2]。包括烟曲霉(Asperigillus fumigatus)在内的曲霉属(Asperigillus)真菌代谢产物丰富,其结构类型包括生物碱类、内酯类、聚酮类等[3],并且具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等活性。冯婷等[4]从烟曲霉中发现了具有抗菌活性的次级代谢产物6-methoxyspirotryprostatin B和fumitremorgin C,最小抑菌浓度(Minimal Inhibitory Concentration, MIC)分别为64、8 μg·mL-1。王宇等[5]从烟曲霉的提取物中分离到具有抗肿瘤活性的一系列化合物,分别为fumiquinazoline A、fumiquinazoline F、fumiquinazoline G、fumiquinazoline J,这些化合物对人单核细胞白血病细胞(U937)的半数抑制浓度(Half maximal Inhibitory Concentration,IC50)分别为87.1、16.4、33.3、8.6 μmol·L-1

天然海洋盐场拥有高盐度、高渗透压的极端环境。这种极端环境可能激活海洋微生物的沉默基因,从而产生特殊的次级代谢产物。因此,天然海洋盐场是发现新颖微生物结构活性化合物的重要来源。北海竹林盐场是广西最大的海晶盐生产基地,其年生产能力3-4万吨。目前,北海竹林盐场来源海洋微生物及其活性成分的相关研究较少。陈显强等[6]从北海竹林盐场中分离得到11种真菌,隶属于3科4属。其中,真菌Epicoccum sorghinum GXIMD02001的提取物对FGFR2过表达的乳腺癌细胞MDA-MB-231-(S252W)增殖有较强的抑制作用,其IC50为11.02 μg·mL-1;真菌Aspergillus versicolor GXIMD02004、Penicillium citrinum GXIMD02009对乳腺癌细胞MDA-MB-231和MDA-MB-231(S252W)增殖抑制的IC50为11.94-16.41 μg·mL-1。本课题组前期也从竹林盐场分离了16株海洋真菌,鉴定为6科6属12种,部分菌株具有较好的抗菌活性[7-8]

本研究拟在前期研究基础上,以一株具有抗菌活性的竹林盐场来源烟曲霉GXIMD 00544为研究对象,挖掘并阐明其抗菌活性的物质基础。本研究将结合菌株的发酵、提取、分离和化合物结构鉴定,并以人类致病菌耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus,MRSA)、海洋污损细菌轮虫弧菌(Vibrio rotiferianus)和海弧菌(V. pelagius)为指示菌,测定其次级代谢产物的抗菌活性。

1 材料与方法 1.1 仪器与试剂

Bruker Ascend 500型超导核磁共振仪(美国布鲁克有限公司),Prominence LC-2030C 3D型高效液相色谱仪(日本株式会社岛津制作所),NanoChrom C-18型色谱柱(10 mm×250 mm, 5 μm,苏州纳谱分析技术有限公司),中压制备色谱仪(赛谱锐思北京科技有限公司),MLS-3781L-PC型高压蒸汽灭菌锅(日本PHC株式会社),ZYJ-S型超净工作台(苏州净化设备有限公司),Eyelan-1100V-W型旋转蒸发仪(日本东京理化株式会社),ZWYR-2102型立式恒温培养振荡器(上海智城分析仪器制造有限公司),VICTOR Nivo型酶标仪(美国珀金埃尔默股份有限公司),薄层色谱及柱色谱用硅胶(100-200目、200-300目,烟台江友硅胶开发有限公司),石油醚、乙酸乙酯、甲醇(分析纯,上海泰坦科技股份有限公司), 乙腈(ACN, 色谱纯,上海星可高纯溶剂有限公司)。

1.2 菌株

菌株GXIMD 00544分离自北海竹林盐场池水样品,保存于广西中医药大学海洋药物研究院北部湾海洋微生物资源库。经过ITS测序和Blast分析,该菌株被鉴定为烟曲霉,Genbank保藏号为OR492492。

人类致病菌MRSA、海洋污损细菌轮虫弧菌和海弧菌,均由华南农业大学海洋学院张晓勇副教授惠赠。

1.3 菌株发酵

菌株GXIMD 00544经活化后接种于马铃薯葡萄糖培养基(PDB培养基, 土豆提取粉1.2 g、葡萄糖4 g、海盐6 g、水200 mL)的1 L锥形瓶中,置于振荡培养箱(180 r·min-1)中室温培养72 h,得种子液。再取适量种子液接种到100瓶灭菌(121 ℃,20 min)后的大米培养基(80 g大米、酵母膏0.4 g、葡萄糖0.4 g、海盐3.6 g、水120 mL)中,25 ℃下静置发酵30 d,得发酵产物。

1.4 次级代谢产物提取与分离

在发酵产物中加入等体积的乙酸乙酯后,捣碎大米并超声萃取3次,减压浓缩得到提取物浸膏170 g。浸膏中加100-200目硅胶拌样后,经200-300目正相硅胶柱色谱进行梯度洗脱(石油醚∶乙酸乙酯=100∶0-95∶5-90∶10-80∶20-70∶30-50∶50-30∶70-0∶100)、薄层色谱(TLC)分析,合并相似馏分后得到12个组分Fr.1-Fr.12。Fr.4(4 g)组分经反相硅胶(ODS)柱色谱进行梯度洗脱(ACN∶H2O=15∶85-98∶2)得到23个亚组分sFr.4-1-sFr.4-23,sFr.4-22经高效液相色谱(HPLC,ACN∶H2O=60∶40)纯化得到化合物3 (tR=33.1 min,5.2 mg),sFr.4-13经HPLC (ACN∶H2O=25∶75)纯化得到化合物5 (tR=21.9 min,15.5 mg),sFr.4-20经HPLC (ACN∶H2O=57∶43)纯化得到化合物6(tR=30.2 min, 6.6 mg),sFr.4-17经HPLC(ACN∶H2O=47∶53)纯化得到化合物8 (tR=27.2 min,17.1 mg),sFr.4-15经HPLC (ACN∶H2O=33∶67)纯化得到化合物9 (tR=24.4 min,9.1 mg)。Fr.5 (5.6 g)组分经ODS反相柱色谱梯度洗脱(ACN∶H2O=10∶90-98∶2)得到24个亚组分sFr.5-1-sFr.5-24,其中sFr.5-20经HPLC (ACN∶H2O=55∶45)纯化得到化合物2 (tR=31.5 min,17.8 mg)和化合物4 (tR=31.1 min,25.6 mg)。Fr.6 (1.6 g)组分经ODS反相柱色谱梯度洗脱(ACN∶H2O=15∶85-95∶5)得到17个亚组分sFr.6-1-sFr.6-17,sFr.6-16经HPLC(ACN∶H2O=50∶50)纯化得到化合物1 (tR=32.1 min,10.3 mg),sFr.6-12经HPLC (ACN∶H2O=46∶54)纯化得到化合物7 (tR=25.6 min, 9.3 mg)和化合物11(tR=26.0 min, 2.4 mg),sFr.6-13经HPLC (ACN∶H2O=40∶60)纯化得到化合物10 (tR=26.8 min, 7.3 mg)。以上比值均为体积比。

1.5 化合物抗菌活性测定

参照陆春菊等[9]的抗菌实验方法,以MRSA、轮虫弧菌和海弧菌为指示菌,采用96孔板法测定化合物的抗菌活性及其MIC。以青霉素和氯霉素为阳性对照。

2 结果与分析 2.1 化合物结构鉴定

从北海竹林盐场来源烟曲霉GXIMD 00544的乙酸乙酯萃取物中分离得到4个烟曲霉酸类化合物(1-4)和7个酚酸类化合物(5-11),它们的结构如图 1所示。

图 1 化合物1-11的化学结构 Fig. 1 Chemical structures of compounds 1-11

化合物1:白色固体。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ:7.28 (s, 1H, H-1), 5.86 (d, J=8.3 Hz, 1H, H-2), 5.84 (d, J=10.1 Hz, 1H, H-16), 5.09 (t, J=7.3 Hz, 1H, H-24), 4.15 (dd, J=7.5, 2.8 Hz, 1H, H-7), 2.77-2.70 (m, 1H, H-22β), 2.53-2.48 (m, 1H, H-13), 2.37-2.32 (overlapped, 4H, H-4, H-5, H-12α, H-22α), 2.26-2.18 (m, 1H, H-15α), 1.98 (s, 3H, H-31), 1.95 (overlapped, 1H, H-11α), 1.87 (m, 1H, H-6β), 1.75-1.70 (m, 1H, H-12β), 1.68 (s, 3H, H-27), 1.66 (overlapped, 1H, H-9), 1.61-1.57 (overlapped, 2H, H-6α, H-11β), 1.59 (s, 3H, H-26), 1.50-1.45 (m, 1H, H-15β), 1.17 (s, 3H, H-19), 1.12 (d, J=3.5 Hz, 3H, H-28), 1.01 (s, 3H, H-18), 0.96 (s, 3H, H-29)。13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ:202.37 (C-3), 174.43 (C-30), 170.79 (C-21), 158.75 (C-1), 149.06 (C-17), 132.88 (C-20), 132.86 (C-25), 127.86 (C-2), 123.06 (C-24), 74.35 (C-16), 69.32 (C-7), 49.36 (C-13), 48.28 (C-8), 44.59 (C-9), 44.00 (C-14), 42.66 (C-4), 42.08 (C-5), 41.34 (C-15), 38.82 (C-10), 33.19 (C-6), 28.84 (C-22), 28.39 (C-23), 25.88 (C-12), 25.85 (C-11), 25.74 (C-27), 25.25 (C-19), 20.74 (C-31), 18.87 (C-18), 17.89 (C-26), 12.82 (C-28), 12.31 (C-29)。以上核磁数据与Zaman等[10]报道的基本一致,该化合物鉴定为maunakeanolic acid A。

化合物2:黄色固体。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ:5.85 (d, J=8.5 Hz, 1H, H-16), 5.09 (d, J=7.3 Hz, 1H, H-24), 3.92 (s, 1H, H-6), 2.89 (dq, J=13.4, 6.8 Hz, 1H, H-4), 2.60 (d, J=13.2 Hz, 1H, H-9), 2.53 (overlapped, 1H, H-13), 2.52 (overlapped, 2H, H-2), 2.52 (overlapped, 1H, H-22α), 2.43 (m, 1H, H-22β), 2.32 (m, 1H, H-12α), 2.29 (m, 1H, H-15α), 2.10 (overlapped, 2H, H-23), 2.04 (overlapped, 1H, H-1α), 1.95 (s, 3H, H-31), 1.87 (overlapped, 1H, H-5), 1.85 (overlapped, 1H, H-11α), 1.82 (overlapped, 1H, H-15β), 1.76 (dd, J=12.5, 3.5 Hz, 1H, H-12β), 1.67 (s, 3H, H-27), 1.66 (overlapped, 1H, H-1β), 1.59 (s, 3H, H-26), 1.44 (m, 1H, H-11β), 1.39 (s, 3H, H-19), 1.23 (s, 3H, H-29), 1.09 (d, J=6.6 Hz, 3H, H-28), 0.93 (s, 3H, H-18)。13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ:216.1 (C-3), 213.4 (C-7), 174.7 (C-30), 170.8 (C-21), 148.7 (C-17), 132.9 (C-20), 130.4 (C-25), 122.9 (C-24), 74.0 (C-16), 73.5 (C-6), 52.7 (C-8), 49.4 (C-13), 46.8 (C-14), 46.0 (C-5), 41.8 (C-4), 41.1 (C-9), 40.8 (C-15), 37.4 (C-2), 35.1 (C-10), 33.8 (C-1), 28.6 (C-22), 28.5 (C-23), 26.2 (C-12), 25.8 (C-27), 24.0 (C-19), 23.0 (C-11), 20.6 (C-31), 18.4 (C-18), 17.9 (C-26), 17.2 (C-29), 12.5 (C-28)。以上核磁数据与Zaman等[10]报道的基本一致,该化合物鉴定为6-deacetyl-1,2-dihydrohelvolic acid。

化合物3:白色固体。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ:7.30 (d, J=10.0 Hz, 1H, H-1), 5.87 (dd, J=9.9, 5.5 Hz, 2H, H-2, H-16), 5.23 (s, 1H, H-6), 5.10 (m, 1H, H-24), 2.82-2.72 (m, 1H, H-4), 2.62 (d, J=12.9 Hz, 1H, H-9), 2.59 (t, J=3.5 Hz, 1H, H-13), 2.57-2.45 (m, 2H, H-22), 2.45-2.39 (m, 1H, H-12α), 2.30-2.17 (m, 2H, H-23), 2.28 (d, J=12.3 Hz, 1H, H-5), 2.24 (d, J=12.2 Hz, 1H, H-15α), 2.15 (m, 1H, H-11α), 2.11 (s, 3H, 32-COCH3), 1.94 (s, 3H, H-31), 1.92 (d, J=15.0 Hz, 1H, H-15β), 1.85-1.78 (m, 1H, H-12β), 1.69 (s, 3H, H-27), 1.61 (s, 3H, H-26), 1.60-1.52 (m, 1H, H-11β), 1.45 (s, 3H, H-19), 1.28 (d, J=6.8 Hz, 3H, H-28), 1.18 (s, 3H, H-29), 0.92 (s, 3H, H-18)。13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ:208.9 (C-7), 201.5 (C-3), 174.2 (C-21), 170.3 (C-30), 169.0 (32-COCH3), 157.4 (C-1), 148.0 (C-17), 133.1 (C-25), 130.4 (C-20), 128.0 (C-2), 122.9 (C-24), 73.9 (C-6), 73.6 (C-16), 52.8 (C-8), 49.6 (C-13), 47.4 (C-5), 46.7 (C-14), 41.9 (C-9), 40.8 (C-15), 40.5 (C-4), 38.3 (C-10), 28.7 (C-22), 28.5 (C-23), 27.7 (C-19), 26.1 (C-12), 25.9 (C-27), 24.1 (C-11), 20.9 (32-COCH3), 20.6 (C-31), 18.5 (C-29), 18.1 (C-18), 17.9 (C-26), 13.2 (C-28)。以上核磁数据与孙世伟等[11]报道的基本一致,该化合物鉴定为helvolic acid(烟曲霉酸)。

化合物4:白色固体粉末。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ:7.32 (d, J=10.0 Hz, 1H, H-1), 5.84 (d, J=9.3 Hz, 1H, H-2), 5.84 (d, J=9.3 Hz, 1H, H-16), 5.08 (d, J=7.5 Hz, 1H, H-24), 3.97 (s, 1H, H-6), 3.02 (m, 1H, H-4), 2.66 (d, J=12.9 Hz, 1H, H-9), 2.55 (d, J=12.6 Hz, 1H, H-13), 2.52-2.41 (m, 2H, H-22), 2.37 (d, J=12.7 Hz, 1H, H-12a), 2.22 (dd, J=15.1, 8.8 Hz, 1H, H-15a), 2.13 (d, J=12.1 Hz, 1H, H-5), 2.10-2.02 (m, H-23a), 1.96 (s, 3H, H-31), 1.93 (m, 1H, H-11α), 1.88 (d, J=14.8 Hz, 1H, H-15β), 1.80 (d, J=12.6 Hz, 1H, H-12β), 1.67 (s, 3H, H-26), 1.62 (m, 1H, H-23β), 1.59 (s, 3H, H-27), 1.55(m, 1H, H-11β), 1.53 (s, 3H, H-19), 1.20 (d, J=6.7 Hz, 3H, H-28), 1.11 (s, 3H, H-29), 0.93 (s, 3H, H-18)。13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ:215.6 (C-7), 202.6 (C-3), 173.9 (C-21), 171.0 (C-30), 158.6 (C-1), 147.5 (C-17), 132.9 (C-25), 130.7 (C-20), 127.6 (C-2), 122.9 (C-24), 73.9 (C-6), 73.8 (C-16), 52.5 (C-8), 50.8 (C-13), 47.2 (C-5), 46.5 (C-14), 41.5 (C-9), 40.9 (C-15), 40.0 (C-4), 38.4 (C-10), 28.6 (C-22), 28.4 (C-23), 28.2 (C-19), 26.0 (C-27), 25.8 (C-12), 24.2 (C-11), 20.6 (C-31), 18.3 (C-29), 18.0 (C-18), 17.9 (C-26), 12.5 (C-28)。以上核磁数据与Zhang等[12]报道的基本一致,该化合物鉴定为helvolinic acid。

化合物5:淡黄色固体。1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ:6.77 (d, J=2.8 Hz, 1H, H-5), 6.74 (d, J=2.7 Hz, 1H, H-3), 6.47 (s, 1H, H-4′), 5.76 (s, 1H, H-6′), 3.75 (s, 3H, H-8′), 3.68 (s, 3H, H-8), 3.61 (s, 3H, H-9), 2.14 (s, 3H, H-9′)。13C NMR (125 MHz, DMSO-d6) δ:166.7 (C-7′), 165.5 (C-7), 156.3 (C-3′), 155.5 (C-1′), 155.2 (C-4), 153.5 (C-2), 139.5 (C-5′), 133.6 (C-1), 125.9 (C-6), 107.4 (C-5), 105.7 (C-6′), 105.2 (C-4′), 104.8 (C-3), 56.0 (C-9), 55.7 (C-8′), 52.1 (C-8), 21.6 (C-9′)。以上核磁数据与Xie等[13]报道的数据基本一致,该化合物鉴定为8′-O-methylasterric acid。

化合物6:白色固体粉末。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ:6.98 (d, J=2.9 Hz, 1H, H-5), 6.71 (d, J=3.0 Hz, 1H, H-3), 6.35 (s, 1H, H-4′), 5.84 (s, 1H, H-6′), 3.91 (s, 3H, H-8′), 3.85 (s, 3H, H-10), 3.82 (s, 3H, H-9′), 3.75 (s, 3H, H-8), 3.75 (s, 3H, H-9), 2.19 (s, 3H, H-10′)。13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ:166.9 (C-7′), 166.4 (C-7), 157.5 (C-3′), 157.1 (C-1′), 156.7 (C-2), 154.2 (C-4), 141.4 (C-5′), 136.9 (C-1), 126.2 (C-6), 110.3 (C-2′), 106.6 (C-5), 105.3 (C-4′), 105.3 (C-6′), 105.2 (C-3), 56.7 (C-9), 56.1 (C-9′), 55.9 (C-10), 52.6 (C-8), 52.4 (C-8′), 22.3 (C-10′)。以上核磁数据与Lee等[14]报道的基本一致,该化合物鉴定为methylated asterric acid。

化合物7:黄色固体粉末。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ:6.98 (d, J=2.8 Hz, 1H, H-5), 6.69 (d, J=2.8 Hz, 1H, H-3), 6.35 (s, 1H, H-4′), 5.85 (s, 1H, H-6′), 3.91 (s, 3H, H-8′), 3.81 (s, 3H, H-9′), 3.72 (s, 3H, H-8), 3.70 (s, 3H, H-9), 2.18 (s, 3H, H-10′)。13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ:167.3 (C-7′), 166.6 (C-7), 157.5 (C-3′), 156.8 (C-1′), 154.3 (C-2), 154.0 (C-4), 141.6 (C-5′), 136.1 (C-1), 126.0 (C-6), 110.0 (C-2′), 108.7 (C-5), 106.6 (C-6′), 105.3 (C-3), 105.3 (C-4′), 56.5 (C-9), 56.1 (C-9′), 52.6 (C-8), 52.6 (C-8′), 22.3 (C-10′)。以上核磁数据与Liu等[15]报道的基本一致,该化合物鉴定为dimethyl 2, 3′-dimethylosoate。

化合物8:淡红色固体粉末。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ:12.98 (s, 1H, 2′-OH), 7.00 (d, J=2.3 Hz, 1H, H-5), 6.60 (d, J=2.3 Hz, 1H, H-3), 6.45 (s, 1H, H-5′), 6.06 (s, 1H, H-3′), 3.69 (s, 3H, H-9), 3.67 (s, 3H, H-8), 3.49 (s, 3H, H-11), 3.37 (s, 3H, H-7′), 2.28 (s, 3H, H-8′)。13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ:199.8 (C-10), 166.4 (C-7), 164.4 (C-6′), 161.1 (C-2′), 157.2 (C-2), 156.7 (C-4), 148.1 (C-4′), 128.5 (C-6), 127.9 (C-1), 111.1 (C-1′), 110.6 (C-5′), 108.0 (C-5), 103.4 (C-3′), 103.1 (C-3), 56.3 (C-9), 55.8 (C-7′), 52.4 (C-8), 51.0 (C-11), 22.6 (C-8′)。以上核磁数据与Hamasaki等[16]报道的基本一致,该化合物鉴定为dimethylsoluchrin。

化合物9:黄色固体粉末。1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ:6.90 (d, J=2.8 Hz, 1H, H-5), 6.68 (d, J=2.1 Hz, 1H, H-3), 6.07 (s, 2H, H-3′, H-5′), 3.64 (s, 3H, H-9), 3.63 (s, 3H, H-8), 2.14 (s, 3H, H-7′)。13C NMR (125 MHz, DMSO-d6) δ:199.7 (C-10), 165.7 (C-7), 161.7 (C-2′, C-6′), 158.2 (C-4), 156.8 (C-2), 147.4 (C-4′), 127.9 (C-6), 126.2 (C-1), 109.2 (C-1′), 107.5 (C-3′, C-5′), 107.2 (C-5), 103.4 (C-3), 56.0 (C-9), 52.0 (C-8), 21.6 (C-8′)。以上核磁数据与Ohashi等[17]报道的基本一致,该化合物鉴定为sulochrin。

化合物10:黄色固体粉末。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ:12.98 (s, 1H, 2′-OH), 7.01 (s, 1H, H-5), 6.59 (s, 1H, H-3), 6.45 (s, 1H, H-5′), 6.06 (d, J=1.4 Hz, 1H, H-3′), 3.67 (s, 6H, H-9, H-8), 3.50 (s, 1H, 4-OH), 3.37 (s, 3H, H-7′), 2.29 (s, 3H, H-8′)。13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ:199.9 (C-10), 166.4 (C-7), 164.4 (C-6′), 161.1 (C-2′), 157.2 (C-2), 156.6 (C-4), 148.3 (C-4′), 128.5 (C-6), 127.9 (C-1), 111.1 (C-1′), 110.5 (C-5′), 108.1 (C-5), 103.4 (C-3′), 103.1 (C-3), 56.3 (C-9), 55.8 (C-7′), 52.4 (C-8), 22.6 (C-8′)。以上核磁数据与Liu等[15]、张志杰等[18]报道的基本一致,该化合物鉴定为monomethylsulochrin。

化合物11:黄色固体粉末。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ:7.11 (d, J=1.5 Hz, 1H, H-2′), 6.55 (s, 1H, H-7), 6.37 (s, 1H, H-5), 5.77 (d, J=1.5 Hz, 1H, H-4′), 3.95 (s, 3H, 4-OCH3), 3.69 (s, 3H, 1′-COOCH3), 3.66 (s, 3H, 5′-OCH3), 2.44 (s, 3H, H-6a)。13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ:190.6 (C-3), 185.8 (C-3′), 174.5 (C-7a), 169.6 (C-5′), 163.6 (1′-COOCH3), 158.5 (C-4), 152.3 (C-6), 138.4 (C-1′), 137.3 (C-2′), 108.5 (C-3a), 105.7 (C-7), 105.5 (C-5), 104.1 (C-4′), 84.0 (C-2), 56.9 (5′-OCH3), 56.2 (4-OCH3), 52.9 (1′-COOCH3), 23.3 (C-6a)。以上核磁数据与鲁春华等[19]报道的基本一致,该化合物鉴定为trypacidin。

2.2 抗菌活性

为进一步了解烟曲霉GXIMD 00544次级代谢产物的抗菌活性,对其MIC进行测定(表 1)。烟曲霉酸类化合物1-4均具有较强的广谱抗菌活性。化合物1-4对海弧菌具有抑制作用,MIC分别为51.20、52.80、28.40、52.60 μg·mL-1。其中,化合物134对轮虫弧菌具有较强的抑制作用,MIC分别为6.40、7.10、13.15 μg·mL-1,与阳性对照药物活性相当。化合物134对MRSA也具有较强的抑制作用,MIC分别为5.12、5.68、2.63 μg·mL-1,与阳性对照氯霉素活性相当。

表 1 烟曲霉GXIMD 00544次级代谢产物的最小抑菌浓度 Table 1 Minimal inhibitory concentrations of secondary metabolites isolated from Asperigillus fumigatus GXIMD 00544  
Unit: μg·mL-1
化合物
Compound
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌
MRSA
海弧菌
V. pelagius
轮虫弧菌
V.rotiferianus
1 5.12 51.20 6.40
2 13.20 52.80 26.40
3 5.68 28.40 7.10
4 2.63 52.60 13.15
11 34.40 - -
Penicillin 0.85 15.37 13.70
Chloramphenicol 3.54 4.36 6.87

3 讨论

烟曲霉酸是一类四环三萜类化合物,该类化合物具有较好的抗真菌、抗细菌活性。Zaman等[10]发现烟曲霉酸衍生物maunakeanolic acid A、maunakeanolic acid B对金黄色葡萄球菌均有抑制作用,MIC均为6.25 μmol·L-1,与本研究中的活性数据相当。Ávila-Hernández等[20]报道了3个烟曲酸类化合物,分别为16-O-propionyl-16-O-deacetylhelvolic acid、6-O-propionyl-6-O-deacetylhelvolic acid和helvolic acid,均对无乳链球菌(Steptococcus agalactiae)有抑制作用,MIC分别为16、2、8 μmol·L-1。本研究报道了烟曲霉酸类化合物maunakeanolic acid A (1)、6-deacytyl-1,2-dihydrohelvolic acid (2)、helvolic acid (3)、helvolinic acid (4)的抗海洋弧菌活性, 为高盐环境微生物的开发和利用提供了参考。

简单酚酸类化合物是含有一个或多个酚性羟基苯环的化合物,包括二苯醚、二苯酮、缩酚酸等,常见于植物和微生物,具有多种生物活性。Guo等[21]发现两个具有细胞毒性的酚酸类化合物,分别为chloroisosulochrin和pestalotether D,其中chloroisosulochrin对细胞株人类宫颈癌(HeLa)表现出适度的细胞毒性,IC50为35.2 μmol·L-1;pestalotether D对HeLa和人类乳腺癌细胞系(MCF-7)也有细胞毒性,IC50分别为60.8、22.6 μmol·L-1。本研究发现酚酸类化合物11对MRSA也有一定的抑制作用,但未进一步进行细胞毒性相关的研究。

4 结论

本研究从一株北海竹林盐场来源烟曲霉GXIMD 00544中分离得到11个化合物,经鉴定分别为4个烟曲霉酸类化合物(1-4)以及7个酚酸类化合物(5-11),烟曲霉酸类化合物1-4均具有较强的广谱抗菌活性,对3株测试菌株均有抑制作用。

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