不同生境來源雜色曲霉次級(jí)代謝產(chǎn)物研究進(jìn)展

吳宇圳，張慧敏，安芳芳，鄭永標(biāo)

福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福州 350117

雜色曲霉(Aspergillusversicolor)是曲霉屬的常見菌株，廣泛分布于空氣、海洋、土壤及動(dòng)植物等各種生態(tài)環(huán)境，可污染各類農(nóng)產(chǎn)品及食品，并引起動(dòng)物皮膚病害等。近年來，大量研究表明雜色曲霉產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物豐富，化學(xué)結(jié)構(gòu)多樣，是天然的化學(xué)資源庫。經(jīng)Pubmed檢索，在2017年至2022年7月期間雜色曲霉的次級(jí)代謝產(chǎn)物及其生物活性研究都取得許多進(jìn)展，本文分別對(duì)來源于海洋、高等植物、紅樹林和動(dòng)物生境的雜色曲霉次級(jí)代謝產(chǎn)物研究進(jìn)行綜述，為雜色曲霉化學(xué)資源的進(jìn)一步開發(fā)利用提供指導(dǎo)。

1 海洋來源雜色曲霉次級(jí)代謝產(chǎn)物及其生物活性

海洋高壓、高鹽、低溶氧、低溫等極端環(huán)境特征不僅促成了海洋微生物的多樣性，也使得海洋真菌進(jìn)化出不同于陸生真菌的生存機(jī)制和代謝機(jī)制，能夠產(chǎn)生種類豐富、結(jié)構(gòu)新穎的次級(jí)代謝產(chǎn)物，具有成藥的巨大潛力[1]。本文整理了21株海洋來源雜色曲霉的次級(jí)代謝產(chǎn)物，從這些菌株中共分離出211個(gè)化合物。

1.1 環(huán)肽類化合物

環(huán)肽類化合物指通過氨基酸肽鍵形成的環(huán)狀化合物及其衍生物。2017年，Hou等[2]從A.versicolorTA01-14中分離到1種新的中心對(duì)稱環(huán)六肽aspersymmetide A(1)和已知肽asperphentate。化合物1是首個(gè)從海洋生物中分離到的中心對(duì)稱環(huán)六肽，在10 μmol/L濃度下對(duì)人肺癌細(xì)胞NCI-H292和人表皮癌細(xì)胞A431具有一定細(xì)胞毒性。2018年，Liu等[3]利用化學(xué)表觀遺傳修飾劑N′-hydroxy-N-phenyloctanediamide(SAHA)來增加A.versicolorOUCMDZ-2738產(chǎn)物多樣性，共分離到16個(gè)化合物，其中有3個(gè)新哌嗪二酮類化合物3-[6-(2-methylpropyl)-2-oxo-1H-pyrazin-3-yl] propanamide(2)、和(±)brevianamides X(3和4)；已知化合物4-methoxycarbonyldiorcinol和diorcinol對(duì)銅綠假單胞菌具有抑菌作用，MIC值分別為13.9、17.4 μmol/L，化合物diorcinol J對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制活性(IC50為117.3 μmol/L)優(yōu)于阿卡波糖(IC50為255.3 μmol/L)。2019年，Hu等[4]從A.versicolorMF180151中分離到10個(gè)化合物，其中有6個(gè)為新哌嗪二酮類化合物：(±)-7,8-epoxy-brevianamides Q(5和6),(±)-8-hydroxy-brevianamides R(7和8)，以及(±)-8-epihydroxy-brevianamides R(9和10)；已知化合物versicolorin B和averufin對(duì)金黃色葡萄球菌和耐甲金黃色葡萄球菌的MIC值分別為6.25、12.5 μg/mL和6.25、25 μg/mL。2021年，Ye等[5]從Aspergillussp.16-5c中也分離到與化合物5～10類似骨架的哌嗪二酮類化合物brevianamides A-E，其中brevianamides A、C、K對(duì)α-葡萄糖苷酶具有抑制活性，IC50值分別為18.2、83.9、7.6 μmol/L，據(jù)此推測(cè)來源于雜色曲霉的化合物5～10可能也具備α-葡萄糖苷酶抑制活性。Nada M Abdel-Wahab等[6]將源于海綿的雜色曲霉與枯草芽孢桿菌共培養(yǎng)，從中分離出1種新的環(huán)五肽cotteslosin C(11)。Chao等[7]從A.versicolorCHNSCLM-0063固體培養(yǎng)基中分離出4種新的環(huán)七肽asperheptatides A～D(12～15)。Hou等[8]通過分子網(wǎng)絡(luò)和1H NMR輔助技術(shù)從一株A.versicolor中發(fā)現(xiàn)了3種結(jié)構(gòu)與化合物12～15高度相似的新環(huán)七肽asperversiamides A～C(16～18)，對(duì)海洋分枝桿菌具有明顯的抑制活性，MIC分別為23.4、81.2、87.5 μmol/L；構(gòu)效分析表明化合物asperversiamide A中的L-Ser1替代了asperversiamide B的L-Ala2，且asperversiamide A的D-Ser2替代asperversiamide C的D-Ala2，導(dǎo)致化合物asperversiamide A具有較強(qiáng)抑菌活性。上述6株海洋來源雜色曲霉中累計(jì)分離到18個(gè)新環(huán)肽類化合物(見圖1)，其中一些化合物具有顯著的抗菌和抗腫瘤活性。

圖1 海洋來源雜色曲霉的環(huán)肽類化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 The structure of cyclic peptides isolated from the marine strain A.versicolor

1.2 聚酮類化合物

聚酮類化合物是雜色曲霉主要次級(jí)代謝產(chǎn)物之一，包括蒽環(huán)類、聚醚類、四環(huán)素類等(見圖2)。

圖2 海洋來源雜色曲霉的聚酮類化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.2 The structure of polyketides isolated from the marine strain A. versicolor

2017年，Huang等[9]從A.versicolorSCSIO 41502分離出3種新的蒽醌類化合物aspergilols G～I(xiàn)(19～21)，化合物20和21具有明顯的抗皰疹病毒(HSV-1)活性，EC50值分別為4.68、6.25 μmol/L。2018年，Wang等[10]從深海沉積物來源的A.versicolor中分離到9個(gè)蒽醌類衍生物，其中新化合物2-(dimethoxymethyl)-1-hydroxyanthracene-9,10-dione(22)對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌MRSA CGMCC 1.12409和MRSA ATCC 43300具有較強(qiáng)的抑制活性，MIC值分別為7.8、3.9 μg/mL。2019年，Salendra等[11]從A.versicolorSCSIO 41013中分離到6個(gè)化合物，其中1個(gè)為新聚酮化合物versispiroketal A(23)，含有罕見6/5/5/6四環(huán)的螺旋骨架，對(duì)人神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞株SF-268、人肺腺癌細(xì)胞A549、乳腺癌細(xì)胞株MCF-7和肝癌細(xì)胞HepG-2具有一定的細(xì)胞毒性，IC50值分別為0.81、0.078、2.37、3.17 μmol/L。同年，Abdel-Wahab等[6]從海綿雜色曲霉與枯草芽孢桿菌的共培養(yǎng)物中分離出2種新的蒽醌類化合物(24和25)以及30種已知化合物。2020年，Yang等[12]從深海菌株A.versicolorSH0105中分離到4種新的聚酮類化合物：isoversiol F(26)、decumbenone D(27)、palitantin B(28)和1,3-di-O-methyl-norsolorinic acid(29)以及11種已知化合物，其中已知化合物3,7-dihydroxy-1,9-dimethyldibenzofuran對(duì)金黃色葡萄球菌ATCC 27154具有明顯的抑制作用，MIC值為13.7 μmol/L；另一個(gè)聚酮化合物aspermutarubrol(violaceol I)具有顯著的DPPH自由基清除活性，IC50值為34.1 μmol/L，活性優(yōu)于抗壞血酸。Fu等[13]從A.versicolorD5中分離出3種已知蒽醌類化合物。Ni等[14]從A.versicolorNM-021中分離到2種蒽醌類化合物2-H-6-O-methylaverufin(30)和6-O-methylaverufin，新結(jié)構(gòu)化合物30對(duì)人結(jié)腸癌和食管癌具有抑制活性。上述6株海洋來源的雜色曲霉中累計(jì)分離到25個(gè)聚酮類化合物，其中12個(gè)為新化合物，具有抗病毒、抗菌、抗癌和抗氧化活性，如化合物20和21具有明顯的抗HSV-1活性；3,7-dihydroxy-1,9-dimethyldibenzofuran和化合物22對(duì)金黃色葡萄球菌具有較好的抑菌活性；化合物23對(duì)A549等癌細(xì)胞具有一定細(xì)胞毒性；aspermutarubrol的DPPH自由基清除活性優(yōu)于抗壞血酸，這些化合物可作為藥物研發(fā)的潛在化學(xué)資源。

1.3 萜類化合物

萜類化合物是以異戊二烯為結(jié)構(gòu)單元的烴類化合物，也是海洋來源雜色曲霉的主要次級(jí)代謝產(chǎn)物之一(見圖3)。

圖3 海洋來源雜色曲霉的萜類化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.3 The structure of terpenoids isolated from the marine strain A.versicolor

2019年，Li等[15]從A.versicolorSD-330中分離到9個(gè)化合物，其中有2個(gè)為新倍半萜衍生物：ent-aspergoterpenin C(31)和7-O-methylhydroxysydonic acid(32)，以及2個(gè)新丁內(nèi)酯型單萜：pestalotiolactones C和D(33和34)；化合物31和32對(duì)人畜共患致病菌具有較強(qiáng)的抗菌活性；化合物33對(duì)嗜水氣單胞菌和副溶血性弧菌具有抑菌活性，構(gòu)效分析表明化合物33的2位碳為羥基和甲基取代的季碳，而化合物34及其同分異構(gòu)體pestalotiolactone A的2位碳為甲基取代的叔碳，推測(cè)該取代的羥基可能為抑菌活性官能團(tuán)。2020年，Wu等[16]向Czapek-Dox培養(yǎng)基中添加SAHA和DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑5-Aza以提高海洋真菌A.versicolorXS-20090066的化學(xué)多樣性，從中分離到1種新倍半萜aspergillusene E(35)和10種已知萜類衍生物。2021年，Li等[17]再次對(duì)A.versicolorSD-330進(jìn)行分離并得到5個(gè)倍半萜，其中新化合物(36)對(duì)嗜水氣單胞菌、大腸桿菌、遲鈍愛德華氏菌和哈維氏弧菌具有選擇性抑制活性，其MIC值為1.0～8.0 μg/mL。Zhang等[18]從A.versicolorZZ761中分離到15個(gè)已知化合物和1個(gè)新的吲哚二萜(3R,9S,12R,13S,17S,18S)-2-carbonyl- 3-hydroxylemeniveol(37)，該化合物對(duì)白色念珠菌和大腸桿菌的MIC值分別為22.8、20.6 μmol/L。以上4株海洋來源雜色曲霉累計(jì)分離得到21個(gè)萜類化合物，包括7個(gè)新萜類化合物。

1.4 生物堿類(除肽類外)

生物堿是一類含氮的有機(jī)化合物，是天然產(chǎn)物的重要類型，也是海洋來源的雜色曲霉的次級(jí)代謝產(chǎn)物。Cheng等[19]從A.versicolorLZD-14-1中分離出6種新的多環(huán)生物堿versiquinazolines L～Q(38～43)，其中化合物42具有罕見螺旋-γ-內(nèi)酯骨架，化合物42和43對(duì)硫氧還蛋白還原酶(TrxR)具有顯著抑制作用，IC50分別為13.6、12.2 μmol/L，其活性高于陽性對(duì)照姜黃素(IC50為25 μmol/L)。Abdel-Wahab等[6]從海綿雜色曲霉與枯草芽孢桿菌的共培養(yǎng)物中分離到1種新的喹諾酮類生物堿22-epi-aflaquinolone B(44)。Fu等[13]從A.versicolorD5中分離到9個(gè)已知生物堿類化合物，其中化合物3,6-O-dimethylviridicatin對(duì)野油菜黃單胞菌和青枯雷爾氏菌具有顯著抗菌活性，MIC分別為100、50 μg/mL。Wu等[16]從添加SAHA和DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑(5-Aza)的A.versicolorXS-20090066培養(yǎng)物中獲得了2種新的核苷衍生物kipukasins K和L(45和46)以及已知核苷類化合物kipukasins D和E、kipukasins H和I；化合物45與kipukasins D、I相比，其C-5′處由3,4-二羥基苯甲酸取代和C-4″處由羥基取代后，對(duì)表皮葡萄球菌和金黃色葡萄球菌抗菌活性顯著提高。綜上，從4株海洋來源雜色曲霉中共得到22種生物堿，其中9個(gè)為新化合物(見圖4)。

圖4 海洋來源雜色曲霉的生物堿類化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.4 The structure of alkaloids isolated from the marine strain A.versicolor

1.5 其它化合物

海洋來源的雜色曲霉還可產(chǎn)生酚類、呋喃二酮衍生物等化合物。Huang等[9]從A.versicolorSCSIO 41502中分離出1種新二苯醚4-carbglyceryl-3,3′-dihydroxy-5,5′-dimethyldiphenyl ether(47)、1種新苯甲醛衍生物2,4-dihydroxy-6-(4-methoxy-2-oxopentyl)-3- methylbenzaldehyde(48)以及23種已知酚類化合物，這些酚類化合物具有抗氧化活性。Ding等[20]從海洋A.versicolor的固體培養(yǎng)物中分離出2個(gè)新的呋喃二酮衍生物asperfurandiones A和B(49和50)，這兩個(gè)化合物對(duì)新型隱球菌、禾頂囊殼菌和白色念珠菌均表現(xiàn)出抗真菌活性，MIC值為64 μg/mL。2019年，Zhu等[21]通過添加SAHA培養(yǎng)A.versicolorMCCC 3A000080以增強(qiáng)其次級(jí)代謝產(chǎn)物的多樣性，從中分離出2個(gè)已知化合物2,4-dimethoxyphenol和diorcinol，以及1種新的聯(lián)苯衍生物versiperol A(51)，化合物51對(duì)金黃色葡萄球菌具有抑制作用，MIC值為8 μg/mL。Han等[22]應(yīng)用分子網(wǎng)絡(luò)方法從海綿雜色曲霉中定向分離3個(gè)新的雜色曲霉素衍生物sterigmatocystins A～C(52～54)均具有抑制HSV-2病毒活性，其中化合物52具有罕見的6/6/6/6/5多環(huán)系統(tǒng)，在1.25 μmol/L濃度下具有促進(jìn)轉(zhuǎn)基因熒光斑馬魚血管生成活性。Song等[23]從A.versicolorMF160003中分離到的6個(gè)二苯并-γ-吡喃酮衍生物，其中有1個(gè)新化合物3-hydroxy pinselin(55)。2021年，Chao等[7]從A.versicolorCHNSCLM-0063中分離到3個(gè)已知的類似物asperversiamides A～C。上述研究表明來源于海洋生境的雜色曲霉次級(jí)代謝產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)類型多樣(見圖5)。

圖5 海洋來源雜色曲霉的其他化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.5 The structure of other compounds isolated from the marine strain A.versicolor

綜上所述，近年從21株海洋來源雜色曲霉中共分離到211個(gè)化合物，其中55個(gè)為新化合物，占比為26.44%，包括18個(gè)環(huán)肽、12個(gè)聚酮、9個(gè)生物堿、7個(gè)萜類化合物等。這些新化合物具有抗病毒、抗菌、抗癌和抗氧化等不同的活性，是藥用天然產(chǎn)物的重要資源。

2 作為高等植物內(nèi)生菌的雜色曲霉次級(jí)代謝產(chǎn)物及其生物活性

高等植物的內(nèi)生真菌是天然產(chǎn)物研究的重要微生物資源，植物內(nèi)的特定生境會(huì)影響內(nèi)生真菌的代謝途徑，可產(chǎn)生多樣性的次級(jí)代謝產(chǎn)物，其中一些已作為藥用先導(dǎo)化合物。近年從山楂、甘草、金線蘭、滇重樓、欖李、大戟和菊科等植物中分離到一些植物內(nèi)生的雜色曲霉菌株，從中也發(fā)現(xiàn)了許多萜類、內(nèi)酯類、香豆素等結(jié)構(gòu)類型的新天然產(chǎn)物(見圖6)。

圖6 植物內(nèi)生菌來源雜色曲霉的萜類、內(nèi)酯類、香豆素類化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.6 The structure of terpenoids,lactones,coumarins isolated from the plant endophytes strain A.versicolor

2.1 萜類化合物

2018年，Guo等[24]從健康山楂葉片的內(nèi)生真菌A.versicolor(No.65)分離到4種新的倍半萜衍生物aspergoterpenins A～D(56～59)和8個(gè)已知的化合物，這些化合物對(duì)胡蘿卜軟腐歐文氏菌具有抗菌活性，MIC值為15.2～85.2 μg/mL。2020年，Li等[25]從甘草球莖的內(nèi)生真菌A.versicolorF210中分離到5個(gè)新的倍半萜proversilins A～E(60～64)，化合物61～64為首次在天然產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)具有N-乙?；?β-苯丙氨酸結(jié)構(gòu)的化合物，化合物62和64能抑制人原髓細(xì)胞白血病細(xì)胞HL-60的生長(zhǎng)，IC50值分別為7.3、9.9 μmol/L。以上研究從2株植物雜色曲霉中分離到9種新倍半萜。

2.2 內(nèi)酯類化合物

2017年，Ibrahim等[26]從定殖于菊科植物Pulicariacrispa根部的一株雜色曲霉中分離出2個(gè)新的內(nèi)酯aspernolides L和M(65和66)和2個(gè)已知內(nèi)酯化合物：butyrolactones I、VI。2020年，Deng等[27]從金線蘭(Anoectochilusroxburghii)的一株內(nèi)生真菌雜色曲霉中分離到4個(gè)新內(nèi)酯化合物：versicoisochromanes A和B(67和68)、versicobenzos A和B(69和70)。同年，Yan等[28]從黑色附球菌EpicoccumnigrumSCNU-F0002中分離到化合物epicoccones C和D(即為化合物69和70)，活性測(cè)試表明epicoccone C(69)有較強(qiáng)的α-葡萄糖苷酶抑制活性(IC50為43.2 μmol/L)，而epicoccone D(70)有較強(qiáng)的抗氧化活性(IC50為20.1 μmol/L)。

2.3 香豆素類化合物

Zhou等[29]從滇重樓根莖的雜色曲霉發(fā)酵產(chǎn)物中分離出2種罕見的異戊二烯異香豆素衍生物versicolols A和B(71和72)和5種已知的異香豆素，化合物71對(duì)人肺泡腺癌基底上皮細(xì)胞A549和人乳腺癌細(xì)胞MCF7有一定的細(xì)胞毒性，IC50值分別為9.4、8.8 μmol/L?；衔?2對(duì)人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞SH-SY5Y和人乳腺癌細(xì)胞MCF7也有一定的細(xì)胞毒性，IC50值分別為8.2、6.8 μmol/L。

2.4 其它化合物

高等植物內(nèi)生雜色曲霉次級(jí)代謝產(chǎn)物除上述化合物外，還包括喹啉酮生物堿、呋喃衍生物、類固醇化合物等(見圖7)。

圖7 植物內(nèi)生菌來源雜色曲霉其它化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.7 The structure of other compounds isolated from the plant endophytes strain A.versicolor

Ibrahim等[26]從菊科植物Pulicariacrispa根的雜色曲霉中分離到2個(gè)已知化合物1-O-acetylglycerol和(+)alantrypinone。Luo等[30]從欖李新鮮葉片的A.versicolorMA-229中分離到9個(gè)生物堿類化合物，其中唯一的新化合物22-epi-aflaquinolone B(73)具有抑制鹵蟲生長(zhǎng)的活性，LD50值為1.73 μmol/L，且該化合物對(duì)小麥全蝕病菌也有較顯著的抑制作用，MIC值為32 μg/mL。2020年，Deng等[27]從金線蘭雜色曲霉中分離到1種新的呋喃羧酸衍生物asperfuran A(74)、1種新的麥角甾醇型類固醇asperergoster A(75)以及5種已知的類固醇化合物，其中化合物75在脂多糖LPS刺激的巨噬細(xì)胞RAW 264.7中對(duì)IL-1β、TNF-α和NO表現(xiàn)出明顯的抑制活性，IC50值分別為35.5、31.3、33.9 μmol/L。2022年，Ye等[31]從藥用植物大戟(Euphorbiaroyleana)的內(nèi)生真菌A.versicolor中分離到2種新的苯甲酸衍生物：methyl (S)-3-hydroxy-4- (2-hydroxy-6-methylheptan-2-yl)benzoate(76)和2-hydroxy-3- (6-hydroxy-6-methylhept -1-en-2-yl) benzoic acid(77)。

綜上所述，從7種來源于植物的雜色曲霉中共分離到54個(gè)化合物，22個(gè)為新化合物，且從不同植物分離的雜色曲霉其代謝產(chǎn)物顯著不同。這些結(jié)果表明雜色曲霉在不同植物的內(nèi)部“微生態(tài)系統(tǒng)”中其代謝作用受到明顯影響，且內(nèi)生菌與宿主植物具有協(xié)同進(jìn)化機(jī)制，這些相互作用會(huì)調(diào)控其次級(jí)代謝產(chǎn)物基因簇表達(dá)，進(jìn)而產(chǎn)生不同的次級(jí)代謝產(chǎn)物，使它們成為結(jié)構(gòu)新穎或活性良好化合物的重要來源。

3 紅樹林來源雜色曲霉次級(jí)代謝產(chǎn)物

不同于高壓、低溫的海洋生境和干燥的陸地生境，紅樹林生態(tài)具有高溫、強(qiáng)風(fēng)、高鹽、強(qiáng)紫外輻射特點(diǎn)，在此生境的生物具有特殊的生存適應(yīng)機(jī)制，來源于紅樹林的雜色曲霉其次級(jí)代謝產(chǎn)物也具有多樣化的化學(xué)結(jié)構(gòu)類型。

2017年，Li等[32]從A.versicolorHDN11-84中分離到9種聚酮類化合物，其中versicones E～H(78～81)和arugosin K(82)為新化合物，化合物80和82對(duì)宮頸癌細(xì)胞Hela、HL-60和急性早幼粒細(xì)胞白血病細(xì)胞NB4的毒性較好，IC50值為9.2～21.7 μmol/L。2018年，Yu等[33]從A.versicolorHDN10099中分離到3種新二苯并-γ-吡喃酮二聚體類化合物5-epi-asperdichrome(83)、versixanthones N和O(84和85)，其中化合物85對(duì)枯草芽孢桿菌、溶血弧菌、分枝桿菌和銅綠假單胞菌具有抗菌活性，MIC值為100～200 μmol/L；化合物83和84對(duì)5種癌細(xì)胞系(HL-60、K562、H1975、HGC803和HO-8910)具有顯著的細(xì)胞毒性，IC50值為1.7～16.1 μmol/L。Cui等[34]從A.versicolorSYSU-SKS025分離到兩對(duì)對(duì)映異構(gòu)體：(±)asperglactams A(86和87)、(±)1-hydroxyboivinianic acids(88和89)以及7種已知化合物，上述兩對(duì)對(duì)映體對(duì)α-葡萄糖苷酶均有抑制活性，IC50為50～190 μmol/L。2021年，Li等[35]從A.versicolorHDN11-84中發(fā)現(xiàn)了4種新生物堿pyrasplorines A～C(90～92)和deg-pyrasplorine B(93)，化合物93具有抗甲型H1N1流感病毒活性，IC50為50 μmol/L。2022年，Elsbaey等[36]從一株源自紅樹林的雜色曲霉中分離到1種新的α-吡喃酮衍生物allantopyrone E(94)對(duì)HeLa細(xì)胞具有一定細(xì)胞毒性，IC50為50.97 μmol/L。Elsbaey等[37]從耐鹽的紅樹植物白骨壤(Avicenniamarina)內(nèi)生雜色曲霉中分離到1種新的環(huán)氧麥角甾醇versisterol(95)，能夠抑制3CL蛋白酶活性，IC50值為2.17 μmol/L。以上從6株紅樹林來源的雜色曲霉中分離出30個(gè)化合物，其中18個(gè)為新化合物(見圖8)，包括5個(gè)聚酮、6個(gè)生物堿和7個(gè)其他類化合物，部分化合物具良好的抗腫瘤和抗病毒活性。

圖8 紅樹林來源雜色曲霉化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.8 The structure of compounds isolated from the mangrove strain A.versicolor

4 節(jié)肢動(dòng)物共附生雜色曲霉的次級(jí)代謝產(chǎn)物

近年從附生在螃蟹、黃角椿象和紅螯螳臂蟹等節(jié)肢動(dòng)物的雜色曲霉中分離到不少新化合物。2017年，Pan等[38]從螃蟹附生真菌A.versicolorXZ-4中分離到8個(gè)新化合物：versicomides A～D(96～99)、7-methoxycyclopeptin(100)、7-methoxydehydrocyclopeptin(101)、7-methoxycyclopenin(102)和9-hydroxy-3-methoxyviridicatin(103)，其中化合物100、102和103對(duì)大腸桿菌具有抑制活性。2019年，Li等[39]從黃角椿象(Aspongopuschinensis)的腸道真菌雜色曲霉中分離到2個(gè)新曲酸衍生物kojicones A和B(104和105)，以及2個(gè)已知的曲酸前體，化合物104、105具有抗炎活性，對(duì)小鼠單核巨噬細(xì)胞白血病細(xì)胞RAW 264.7的NO生成具有抑制作用，降低4種細(xì)胞因子(IL-6、IL-1β、TNF-α和iNOS)的表達(dá)。2020年，Ding等[40]從紅螯螳臂蟹(Chiromanteshaematocheir)的內(nèi)生菌A.versicolorDY180635中分離到6種新哌嗪二酮類化合物aspamides A～D(106～109)、aspamides F和G(110和111)以及11種已知的化合物，通過對(duì)SARS-CoV-2病毒的3-胰凝乳蛋白酶樣蛋白酶的虛擬篩選，發(fā)現(xiàn)化合物106、107、110、111具有較好的抗病毒活性。經(jīng)檢索，Kong等[41]從一株A.versicolorCXCTD-06-6a中也分離到6個(gè)哌嗪二酮類化合物brevianamides W、V、Q、R、K和E，與上述的化合物3～10及106～109有著共同骨架?；衔颾revianamides K、W、Q、R和E具有自由基清除活性，清除率分別為61.4%、55.0%、53.7%、46.2%和19.3%，其中brevianamide E清除率較低，構(gòu)效分析表明brevianamides K、W、Q、R與brevianamide E相比，8、9位碳為不飽和雙鍵，推測(cè)不飽和鍵是抗氧化活性增強(qiáng)的主要官能團(tuán)。上述從來源于節(jié)肢動(dòng)物的雜色曲霉中共分離到16個(gè)新化合物(見圖9)。

圖9 來源于節(jié)肢動(dòng)物雜色曲霉化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.9 The structure of compounds isolated from the Arthropod′s epiphytes strain A.versicolor

5 總結(jié)與展望

本文總結(jié)了近年來來源于海洋、高等植物、紅樹林和節(jié)肢動(dòng)物等不同生境的雜色曲霉次級(jí)代謝產(chǎn)物(見圖10)，共從37株菌中分離到325個(gè)化合物，其中111個(gè)為新天然產(chǎn)物(見圖11)，分別為環(huán)肽、生物堿、萜類、聚酮等結(jié)構(gòu)類型，具有抗菌、抗氧化、抗腫瘤、抗病毒等活性。這些研究表明不同生境來源的雜色曲霉其次級(jí)代謝產(chǎn)物顯著不同。不同生境來源的雜色曲霉由于所處的生存環(huán)境差異會(huì)激活不同的生物合成途徑，使其代謝機(jī)理和通路發(fā)生改變，從而產(chǎn)生更具生境特異性、結(jié)構(gòu)多樣化的次級(jí)代謝產(chǎn)物。微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物是抗生素、酶抑制劑、抗腫瘤、抗病毒等新藥發(fā)現(xiàn)的重要資源。但由于自然界的微生物人工培養(yǎng)較困難，有90%以上的微生物尚未被分離，利用微生物來開發(fā)新型微生物天然活性物質(zhì)的難度越來越大。本文的總結(jié)表明同種菌株如果來源于不同生境也會(huì)產(chǎn)生多樣性的次級(jí)代謝產(chǎn)物，對(duì)微生物天然產(chǎn)物的研究具有較大參考價(jià)值。此外，分子生物學(xué)的研究表明，微生物中許多次級(jí)代謝基因簇沉默不表達(dá)，如何激活這些沉默基因簇以充分利用有限的微生物資源亦是重要的科學(xué)問題，不同生境來源的雜色曲霉次級(jí)代謝產(chǎn)物多樣性給我們提供很好的研究材料，今后我們應(yīng)進(jìn)一步研究雜色曲霉的生長(zhǎng)環(huán)境影響產(chǎn)物多樣性的分子機(jī)制，為其他微生物天然產(chǎn)物研發(fā)提供指導(dǎo)。

圖10 2017—2022年間雜色曲霉生境來源Fig.10 Habitat sources of A.versicolor in 2017-2022

圖11 2017—2022年間不同生境來源雜色曲霉中新發(fā)現(xiàn)的天然產(chǎn)物類型與數(shù)量Fig.11 Type and quantity of new natural products found in A.versicolor from different habitats in 2017-2022