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一种海洋真菌来源azaphilones类化合物及其制备方法和应用 

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申请/专利权人:河北大学

摘要:本发明提供了一种海洋真菌来源azaphilones类化合物及其制备方法和在制备抗农业致病真菌药物中的应用,所述海洋真菌为格孢菌(Pleosporalessp.)HBU‑135菌株,保藏日期为2018年10月18日,保藏编号为CGMCCNo.16379,保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏单位地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。所述化合物的结构式如式1或式2所示。通过发酵培养格孢菌(Pleosporalessp.)HBU‑135菌株,并从发酵产物中分离得到上述化合物,经验证,本发明化合物对多种农业致病真菌具有较强抑制活性,可将其制成抗菌剂,具有广泛的应用前景。

主权项:1.一种海洋真菌,其特征是,所述海洋真菌为格孢菌(Pleosporalessp.)HBU-135菌株,保藏日期为2018年10月18日,保藏编号为CGMCCNo.16379,保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏单位地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

全文数据:一种海洋真菌来源azaphilones类化合物及其制备方法和应用技术领域本发明涉及海洋天然药物化学领域,具体地说涉及一种海洋真菌来源azaphilones类化合物及其制备方法和应用。背景技术近年来,随着全球性气候变暖、耕作制度和方式的改变,农作物的侵染性病害问题呈蔓延扩展趋势,给人类农业发展带来重大的经济损失。在农作物侵染性病害中,主要有真菌性病害和细菌性病害两种,其中真菌性病害约占病害的80%。长期以来,防治农业真菌性病害的主要手段为化学杀菌剂,而化学农药不仅带来了环境污染和对人体健康的潜在危害,而且还带来了非靶标生物的影响及植物病原菌抗性的增强等问题,使得化学农药的使用受到了限制。寻找具有抗农业真菌病害的高效、低毒药物先导化合物成为农业可持续发展的焦点问题,也已经成为药物化学领域亟待解决的重大科学问题。海洋来源真菌微生物资源因为其代谢产物丰富和可重复发酵等优点成为寻找新型抗农业致病真菌药物先导化合物最重要的来源之一,其中,以海洋真菌来源的azaphilones类化合物为代表的抗农业致病真菌活性化合物研究对于解决目前困扰农业发展的多种重大农作物病害问题具有十分重要的意义。目前,已报道的海洋真菌来源azaphilones类化合物的种类有限,且对其抗农业致病真菌活性研究较少,目前尚未有关于本发明azaphilones类化合物及其抗农业致病真菌活性的报道。发明内容本发明的目的之一就是提供一种海洋真菌来源azaphilones类化合物及其制备方法,以解决现有技术中海洋真菌来源azaphilones类化合物的种类及抗农业致病真菌活性有限的问题。本发明的目的之二就是提供一种海洋真菌来源azaphilones类化合物在制备抗农业致病真菌药物中的应用。本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种海洋真菌,所述海洋真菌为格孢菌Pleosporalessp.HBU-135菌株,保藏日期为2018年10月18日,保藏编号为CGMCCNo.16379,保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏单位地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。1.样品来源海洋真菌HBU-135菌株分离自海洋沉淀物,所述海洋沉淀物样品于2015年6月采自河北省沧州市黄骅港海域。海底沉淀物样品采集后,立刻放于–20℃冰箱中保存,并送往实验室进行后续真菌的分离工作。2.真菌的分离2.1培养基的选择1PDA培养基马铃薯去皮200g,葡萄糖20g,海盐30g,琼脂20g,水1000mL。分离真菌时加25μgmL硫酸链霉素,25μgmL氨苄青霉素,抑制细菌生长。2无盐PDA培养基马铃薯去皮200g,葡萄糖20g,琼脂20g,水1000mL。分离真菌时加25μgmL硫酸链霉素,25μgmL氨苄青霉素,抑制细菌生长无盐PDA与加盐PDA对比。3孟加拉红培养基马铃薯去皮200g,葡萄糖20g,海盐30g,孟加拉红roseBengal33mg抑制生长快的霉菌蔓延生长,琼脂20g,水1000mL。2.2真菌的分离、纯化将上述海洋沉淀物样品置于无菌玻璃器中,加入1mL无菌水调至黏稠状。取出0.1mL上述液体用无菌水分别稀释10倍、100倍、1000倍,得到4个浓度梯度的匀浆液,用无菌移液管分别取0.2mL各浓度匀浆液分别加入PDA、无盐PDA、孟加拉红培养基中,用涂布器涂匀。每个浓度梯度分别做三个平行。用封口膜封好,并写上编号。以上分离实验均在无菌条件下进行。将上述加入样品的培养基分别放入28℃恒温箱,倒置培养。一般培养5–8d便有菌落或者菌丝体从培养基或者组织小块边缘长出来细菌生长快,2–3d就有菌落生长出来。用接种针挑取菌落或者菌丝体尖端,移至新的平板上,经几次分离纯化后,可获得真菌纯菌株。真菌分离工作一般进行35d。前两周每天检查一次,以后每隔3–4d检查一次。一旦发现有新的菌落或菌丝体长出,应马上将其转接到新的平板上。3、菌株的筛选采用活性筛选结合化学筛选的方法来筛选目标菌株。通过对菌株进行小规模发酵2瓶,获得粗浸膏,对粗浸膏进行抗菌活性测试,将对农业致病真菌的抑制活性作为筛选目标菌株的考察因素之一;且对粗浸膏进行HPLC指纹图谱分析,将次级代谢产物量作为筛选目标菌株的考察因素之二,最终确定抑菌活性高且次级代谢产物丰富的菌株HBU-135为目标菌株,并对其进行鉴定。4、菌株的鉴定在PDA培养基平板上培养3-7d,生长至最佳状态的真菌,用灭菌枪头挑取单菌落上少量菌丝至装有50μLLysisbuffer裂解液的EP管中,于80℃水浴锅中热变性15min,然后8000rpm离心1min,取3μL上清液即为PCR反应的模板DNA。用于扩增和测序的引物为ITS1和ITS4,上下引物序列为:ITS1:TCCGTAGGTGAACCTGCGGITS4:TCCTCCGCTTATTGATATGCPCR反应体系为40μL体系,包括:扩增条件为:扩增产物用0.8%的琼脂糖凝胶,0.5×TBE电泳缓冲液样,5Vcm电压,上样5μL电泳检测,DNAMarker指示分子量,凝胶成像仪观察并照相。将PCR扩增产物送北京三博远志公司进行测序,并最终鉴定为格孢菌Pleosporalessp.。一种海洋真菌来源azaphilones类化合物,所述化合物的结构式为:上述的海洋真菌来源azaphilones类化合物的制备方法,包括如下步骤:1将权利要求1所述的格孢菌Pleosporalessp.HBU-135菌株接种于菌种培养基中进行菌种培养;2菌种培养完成后,将其接种于发酵培养基中进行发酵,得到发酵物;3用乙酸乙酯对发酵物进行萃取2–4次,合并乙酸乙酯萃取液后减压浓缩得到粗浸膏;4对所得粗浸膏进行色谱分离即得所述azaphilones类化合物,所述的色谱分离为依次进行正相硅胶柱色谱分离、反相硅胶柱色谱分离、凝胶柱色谱分离和高效液相色谱分离。步骤1中,所述菌种培养基为:葡萄糖1.0–10wt%、酵母膏0.1–4.0wt%、蛋白胨0.2–4.0wt%、琼脂1.0–6.0wt%、粗海盐3.0–10wt%,其余为水;菌种培养温度为15–35℃,培养时间为3–10天。步骤2中,每单位份的所述发酵培养基包括马铃薯40–120g水煮20分钟后除渣、葡萄糖10–30g、MgCl25–20g、水200–600mL;发酵培养条件为在15–35℃下静置培养20–50天。步骤4中,所述正相硅胶柱色谱分离为:先采用固定相为100~200目硅胶,流动相为1.5–3vol%甲醇二氯甲烷混合溶液进行洗脱,洗脱体积为3-5个柱体积,将所得洗脱液浓缩后再采用固定相为200~300目硅胶,流动相为25–30vol%乙酸乙酯石油醚混合溶液进行洗脱,洗脱体积为2-3个柱体积。步骤4中,所述反相硅胶柱色谱分离采用的固定相为C18硅胶,流动相为60–70vol%甲醇水混合溶液,洗脱体积为2-3个柱体积。步骤4中,所述凝胶柱色谱分离的固定相为sephadexLH-20,流动相为甲醇,洗脱体积为3-5个柱体积。步骤4中,所述高效液相色谱分离中采用的色谱柱为半制备C18色谱柱,XBridgeOBD,5μm,10×250mm,流动相为60–65vol%的甲醇水混合溶液。上述海洋真菌来源azaphilones类化合物在制备抗农业致病真菌药物中的应用,所述抗农业致病真菌药物以上述的化合物或其药学上可接受的盐为有效成分。上述海洋真菌来源azaphilones类化合物或其药学上可接受的盐在制备预防和或治疗由甘蓝黑斑病菌Alternariabrassicicola、苹果轮纹病菌Botryosphaeriadothidea和棉花枯萎病菌Fusariumoxysporum引起的农业致病性真菌疾病的农药中的应用。本发明中术语“药学上可接受的盐”是指非毒性的无机或有机酸和或碱的加成盐,具体可参见“Saltselectionforbasicdrugs”,Int.J.Pharm.1986,33,201–217。本发明由海洋真菌HBU-135菌株发酵获得azaphilones类化合物1和2,对甘蓝黑斑病菌Alternariabrassicicola、苹果轮纹病菌Botryosphaeriadothidea和棉花枯萎病菌Fusariumoxysporum具有较好的抑制活性,可用作抗农业致病真菌药物,应用前景广阔。具体实施方式实施例11海洋真菌HBU-135菌种的培养海洋真菌HBU-135的菌种培养所用的培养基含有葡萄糖1.0wt%、酵母膏0.1wt%、蛋白胨0.2wt%、琼脂1.0wt%、粗海盐3.0wt%,其余为水,使用时制成试管斜面,海洋真菌HBU-135菌株在28℃下培养3天。2海洋真菌HBU-135的发酵培养海洋真菌HBU-135的发酵培养所用的发酵培养基为每个1000mL锥形瓶中含有土豆80g水煮20分钟后除土豆渣、葡萄糖20g、MgCl213g、水400mL,菌株于28℃静置发酵培养45天,得发酵物;共使用200个1000mL锥形瓶发酵。3Azaphilones类的分离分析取步骤2所得的发酵物,用乙酸乙酯萃取3次,合并乙酸乙酯萃取液减压浓缩得到粗浸膏,先进行正相硅胶柱色谱分离,固定相:100~200目硅胶,流动相为1.5vol%甲醇二氯甲烷混合溶液,洗脱5个柱体积,洗脱液浓缩后再次进行正相硅胶柱色谱分离,固定相:200~300目硅胶,流动相为25vol%的乙酸乙酯石油醚混合溶液,洗脱2个柱体积。洗脱液浓缩后进行反相硅胶柱色谱分离,固定相优选为C18硅胶,流动相优选为70vol%甲醇水混合溶液,洗脱3个柱体积。洗脱液浓缩后进行SephadexLH20凝胶柱色谱分离,流动相:甲醇,洗脱3个柱体积。洗脱液浓缩后进行高效液相色谱分离,固定相:半制备C18色谱柱,XBridgeOBD,5μm,10×250mm,流动相为65vol%的甲醇水混合溶液,制备分离得到化合物15.6mg、化合物26.2mg,其结构确证数据分别如下:化合物1黄色油状;[α]D20–96.0c0.50,MeOH;UVMeOH,λmaxlogε2244.40,3463.90nm;CDMeOH,λmaxΔε2155.31,2961.22,366–5.00nm;IRKBr,vmax2926,1742,1676,1643,1450,1238,1126,1022cm-1;1HNMRCDCl3,500Hzδ:7.911H,s,H-1,6.661H,s,H-4,5.691H,q,J=6.5Hz,H-5’,5.351H,d,J=11.0Hz,H-3’,2.951H,dq,J=11.06.5Hz,H-2,2.542H,m,H-12,2.522H,m,H-14,2.123H,s,H-2”,2.093H,s,H-16,2.012H,m,H-13,1.633H,d,J=6.9Hz,H-6’,1.583H,s,H-8’,1.573H,s,H-9,1.103H,d,J=6.9Hz,H-7’;13CNMRCDCl3,125MHzδ:196.0C,C-15,191.3C,C-8,186.5C,C-6,173,8C,C-1’,171.4C,C-1”,166.5C,C-3,155.9C,C-11,153.6CH,C-1,138.4C,C-4a,130.5C,C-4’,130.3C,C-10,127.7CH,C-5’,114.9C,C-8a,111.4CH,C-4,111.4CH,C-5,84.9C,C-7,81.0CH,C-3’,41.4CH,C-2’,37.3CH2,C-14,32.8CH2,C-12,23.1CH3,C-16,22.3CH3,C-9,21.6CH2,C-13,21.4CH3,C-2”,14.0CH3,C-7’,13.3CH3,C-6’,10.7CH3,H-8’.HRESIMSmz517.1630[M+H]+calcd.forC27H30ClO8,517.1624.化合物2黄色油状;[α]D20+120.0c0.50,MeOH;UVMeOH,λmaxlogε2194.05,3373.53nm;CDMeOH,λmaxΔε275–4.21,2916.45nm;IRKBr,vmax3608,2931,1728,1672,1453,1376,1237,1149,1034cm-1;1HNMRCD3OD,500Hzδ:8.211H,s,H-1,7.191H,dd,J=8.07.5Hz,H-13,6.781H,d,J=7.5Hz,H-12,6.741H,d,J=8.0Hz,H-14,.6.611H,s,H-4,5.671H,q,J=6.5Hz,H-5’,5.491H,s,H-5,5.251H,d,J=11.0Hz,H-3’,2.951H,dq,J=11.06.5Hz,H-2’,2.293H,s,H-16,2.103H,s,H-2”,1.653H,d,J=6.9Hz,H-6’,1.623H,s,H-8’,1.573H,s,H-9,1.053H,d,J=6.9Hz,H-7’;13CNMRCD3OD,125Hzδ:194.8C,C-6,194.1C,C-8,175.0C,C-1’,172.0C,C-1”,158.3C,C-3,157.3C,C-15,156.8CH,C-1,145.9C,C-4a,139.9C,C-11,132.5CH,C-13,132.1C,C-4’,128.3CH,C-5’,122.4CH,C-12,120.4C,C-10,116.4C,C-8a,115.0CH,C-4,114.3CH,C-14,106.8CH,C-5,86.1C,C-7,82.4CH,C-3’,42.4CH,C-2’,22.8CH3,C-9,21.3CH3,C-2”,19.9CH3,C-16,14.2CH3,C-7’,13.2CH3,C-6’,10.7CH3,C-8’.HRESIMSmz481.1847[M+H]+calcd.forC27H29O8,481.1857.实施例21海洋真菌HBU-135菌种的培养海洋真菌HBU-135的菌种培养所用的培养基含葡萄糖10wt%、酵母膏4.0wt%、蛋白胨4.0wt%、琼脂6.0wt%、粗海盐10wt%,其余为水,使用时制成试管斜面,真菌菌株在35℃下培养5天。2海洋真菌HBU-135的发酵培养海洋真菌HBU-135的发酵培养所用的发酵培养基为每个1000mL锥形瓶中含有土豆120g水煮20分钟后除土豆渣、葡萄糖30g、MgCl220g、水600mL;发酵培养条件为在35℃下静置培养50天,得发酵物。3Azaphilones类化合物的分离分析取步骤2所得的发酵物,用乙酸乙酯萃取4次,合并乙酸乙酯萃取液减压浓缩得到粗浸膏,先进行正相硅胶柱色谱分离,固定相:100~200目硅胶,流动相为3vol%甲醇二氯甲烷混合溶液,洗脱3个柱体积,洗脱液浓缩后再次进行正相硅胶柱色谱分离,固定相:200~300目硅胶,流动相为30vol%的乙酸乙酯石油醚混合溶液,洗脱3个柱体积。洗脱液浓缩后进行反相硅胶柱色谱分离,固定相优选为C18硅胶,流动相优选为60vol%甲醇水混合溶液,洗脱3个柱体积。洗脱液浓缩后进行SephadexLH20凝胶柱色谱分离,流动相:甲醇,洗脱5个柱体积,洗脱液浓缩后进行高效液相色谱分离,固定相:半制备C18色谱柱,XBridgeOBD,5μm,10×250mm,流动相为60vol%的甲醇水混合溶液,制备分离得到化合物1和2,其结构确证数据与实施例1一致。实施例1和2中未具体指明的其他菌种培养、发酵条件,以及正相硅胶柱色谱分离、反相硅胶柱色谱分离、凝胶柱色谱分离、高效液相手性色谱分离等其他实验操作条件均为本领域常规的实验操作条件,本领域的技术人员可以根据实际需要,进行合理的选择。所得azaphilones类化合物的抗农业致病真菌活性1抗农业致病菌活性测试采用梯度稀释方法对甘蓝黑斑病菌Alternariabrassicicola、苹果轮纹病菌Botryosphaeriadothidea和棉花枯萎病菌Fusariumoxysporum进行活性测试。2活性测试方法在无菌超净工作台内,取适量细菌菌种液体培养液加入空白培养液中进行稀释,稀释度一般为1:1000或1:500。用无菌的移液枪枪头经过灭菌处理取稀释的液体菌种198μL加入到96孔板上,在第一个孔内加入2μL待测样品DMSO配置的粗提物或者单体化合物溶液,用移液枪依次做二倍稀释至第8个浓度梯度,稀释完毕后震荡混匀,28℃培养24h–48h,用酶标仪630nm测定吸光度,获得样品的最小抑菌浓度MIC。DMSO的最终浓度保持在1%。每个样品浓度设定三个平行样,另外设定空白对照、阴性对照DMSO和阳性对照酮康唑,最小抑菌浓度MIC的测定结果如表1所示。3活性测试结果表1:试验结果显示,化合物1和2对三株农业致病真菌均有一定的抑制活性。尤其是化合物1对甘蓝黑斑病菌Alternariabrassicicola和棉花枯萎病菌Fusariumoxysporum显示出最强的活性,其最小抑菌浓度MIC值均为1.56μgmL,强于阳性对照药酮康唑。实验表明,本发明的azaphilones类化合物对多株农业致病真菌具有抑制活性,可将其制成抗农业致病真菌制剂,具有广泛的应用前景。

权利要求:1.一种海洋真菌,其特征是,所述海洋真菌为格孢菌(Pleosporalessp.)HBU-135菌株,保藏日期为2018年10月18日,保藏编号为CGMCCNo.16379,保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏单位地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。2.一种海洋真菌来源azaphilones类化合物,其特征是,所述化合物的结构式为或。3.一种权利要求2所述的海洋真菌来源azaphilones类化合物的制备方法,其特征是,包括如下步骤:(1)将权利要求1所述的格孢菌(Pleosporalessp.)HBU-135菌株接种于菌种培养基中进行菌种培养;(2)菌种培养完成后,将其接种于发酵培养基中进行发酵,得到发酵物;(3)用乙酸乙酯对发酵物进行萃取2–4次,合并乙酸乙酯萃取液后减压浓缩得到粗浸膏;(4)对所得粗浸膏进行色谱分离即得所述azaphilones类化合物,所述的色谱分离为依次进行正相硅胶柱色谱分离、反相硅胶柱色谱分离、凝胶柱色谱分离和高效液相色谱分离。4.根据权利要求3所述的海洋真菌来源azaphilones类化合物的制备方法,其特征是,步骤(1)中,所述菌种培养基为:葡萄糖1.0–10wt%、酵母膏0.1–4.0wt%、蛋白胨0.2–4.0wt%、琼脂1.0–6.0wt%、粗海盐3.0–10wt%,其余为水;菌种培养温度为15–35℃,培养时间为3–10天。5.根据权利要求3所述的海洋真菌来源azaphilones类化合物的制备方法,其特征是,步骤(2)中,每单位份的所述发酵培养基包括:马铃薯40–120g、葡萄糖10–30g、MgCl25–20g、水200–600mL;发酵培养条件为在15–35℃下静置培养20–50天。6.根据权利要求3所述的海洋真菌来源azaphilones类化合物的制备方法,其特征是,步骤(4)中:所述正相硅胶柱色谱分离为:先采用固定相为100~200目硅胶,流动相为1.5–3vol%甲醇二氯甲烷混合溶液进行洗脱,洗脱体积为3−5个柱体积,将所得洗脱液浓缩后再采用固定相为200~300目硅胶,流动相为25–30vol%乙酸乙酯石油醚混合溶液进行洗脱,洗脱体积为2−3个柱体积;所述反相硅胶柱色谱分离采用的固定相为C18硅胶,流动相为60–70vol%甲醇水混合溶液,洗脱体积为2−3个柱体积;所述凝胶柱色谱分离的固定相为sephadexLH-20,流动相为甲醇,洗脱体积为3−5个柱体积;所述高效液相色谱分离中采用的色谱柱为半制备C18色谱柱,XBridgeOBD,5μm,10×250mm,流动相为60–65vol%的甲醇水混合溶液。7.一种权利要求2所述的海洋真菌来源azaphilones类化合物在制备抗农业致病真菌药物中的应用。8.根据权利要求7所述的应用,其特征是,所述抗农业致病真菌药物以权利要求2所述的化合物或其药学上可接受的盐为有效成分。9.根据权利要求7或8所述的应用,其特征是,所述农业致病真菌指甘蓝黑斑病菌(Alternariabrassicicola)、苹果轮纹病菌(Botryosphaeriadothidea)和棉花枯萎病菌(Fusariumoxysporum)。

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