化学诱导对2株海洋真菌次级代谢产物及其生物活性的影响Influence of Chemical Induction on the Secondary Metabolites and Biological Activities of Two Marine Fungi
刘亚月,薛欣怡,黎卓怡,马小翔,梁金月,胡雪琼,张翼
摘要(Abstract)：
【目的】以2株海洋真菌为研究对象,探究不同种类及浓度的化学表观遗传修饰剂对其次级代谢产物化学多样性和生物活性的影响。【方法】基于化学表观遗传修饰策略,采用两种不同的化学表观遗传修饰剂5-氮杂胞嘧啶核苷(5-azaC)和丁酸钠,分别对Penicillium sp. 019和Aspergillus terreus ZN4-5-4两株海洋来源真菌进行表观遗传修饰。通过观察真菌在培养基中的生长状态变化,并根据薄层层析(TLC)指纹图谱、高效液相色谱(HPLC)图谱、乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-Diphenyl-2-picryl-hydrazyl, DPPH)自由基清除和卤虫致死活性筛选模型等技术手段,从中筛选出代谢产物丰富、AChE抑制活性与抗氧化活性产物丰富且毒性小的发酵培养条件。【结果】添加1 mmol/mL的丁酸钠诱导剂可使菌株019和ZN4-5-4的次生代谢产物的种类增加,且同时能提高该菌株次级代谢产物的AChE的抑制活性和DPPH自由基清除活性。因此,确定菌株019和ZN4-5-4的最优发酵条件均是添加浓度为1 mmol/mL丁酸钠的PDB培养基。【结论】化学表观遗传修饰策略指导下,添加诱导剂5-azaC或者丁酸钠对2株海洋真菌次生代谢产物的产生有影响。
关键词(KeyWords)： 海洋真菌;化学诱导;乙酰胆碱酯酶抑制活性;抗氧化;卤虫致死活性
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金（21807015）;; 广东海洋大学博士科研启动项目（R18008）;; 广东省扬帆计划引进紧缺拔尖人才项目（201433009）;; 广东省自然科学基金（2018A030307046）;; 深圳市科创委基础研究自由探索项目（JCYJ20170306165013264）;; 深圳市科创委基础研究面上项目（JCYJ20190813105005619）;; 深圳市大鹏新区产业发展资金（KY20180203和PT201901-05）;; 深圳市大鹏新区科技研发项目（KJYF202001-07）
作者(Author): 刘亚月,薛欣怡,黎卓怡,马小翔,梁金月,胡雪琼,张翼
参考文献(References)：
- [1]RATEB M E,EBEL R.Secondary metabolites of fungifrommarine habitats[J].Natural Product Reports,2011,28(2):290-344.
- [2]CARROLL A R,COPP B R,DAVIS R A,et al.Marine natural products[J].Natural Product Reports,2020,37(2):175-223.
- [3]GU B B,TANG J,WANG S P,et al.Structure,absolute configuration,and variable-temperature 1H-NMR study of(±)-versiorcinols A-C,three racemates of diorcinol monoethers from the sponge-associated fungus Aspergillus versicolor 16F-11[J].RSC Advances,2017,7(79):50254-50263.
- [4]LI H,LI X,MANDI A,et al.Characterization of cladosporols from the marine algal-derived endophytic fungus Cladosporium cladosporioides EN-399 and configurational revision of the previously reported cladosporol derivatives[J].Journal of Organic Chemistry,2017,82(19):9946-9954.
- [5]TAKAHASHI J A,TELES A P C,ALMEIDA PINTOBRACARENSE A,et al.Classical and epigenetic approaches to metabolite diversification in filamentous fungi[J].Phytochemistry Reviews,2013,12(4):773-789.
- [6]张伟,陈敏,邵长伦,等.化学表观遗传修饰方法在真菌次级代谢产物研究中的应用[J].中国海洋药物,2014,33(5):83-91.
- [7]孙坤来.表观遗传修饰增加两株浒苔真菌的化学多样性研究[D].青岛:中国海洋大学,2014.
- [8]李德宝,张雪晴,张秀丽,等.1株花柳珊瑚来源真菌Curvularia lunata产cytochalasin B发酵优化及其化学表观遗传修饰研究[J].中国海洋药物,2016,35(5):14-20.
- [9]丁佩.化学表观遗传修饰剂激活海洋真菌Aspergillus sp.AA007次级代谢产物的研究[D].杭州:浙江工商大学,2017.
- [10]ELLMAN G L,COURTNEY K D,ANDRES V jr,et al.Anew and rapid colorimetric determination of acetylcholinesterase activity[J].Biochemical Pharmacology,1961,7(2):88-95.
- [11]PALEACU D,MAZEH D,MIRECKI I,et al.Donepezil for the treatment of behavioral symptoms in patients with Alzheimer's disease[J].Clinical Neuropharmacology,2002,25(6):313-317.
- [12]SHARMA O P,BHAT T K.DPPH antioxidant assay revisited[J].Food Chemistry,2009,113(4):1202-1205.
- [13]PADAYATTY S J,KATZ A,WANG Y H,et al.Vitamin Cas an antioxidant:evaluation of its role in disease prevention[J].Journal of the American College of Nutrition,2003,22(1):18-35.
- [14]SOLIS P N,WRIGHT C W,ANDERSON M M,et al.Amicrowell cytotoxicity assay using Artemia salina (brine shrimp)[J].Planta Medica,1993,59(3):250-252.
- [15]AN C Y,LI X M,LI C S,et al.Prenylated indolediketopiperazine peroxides and related homologues from the marine sediment-derived fungus Penicillium brefeldianum SD-273[J].Mar Drugs,2014,12(2):746-756.
- [16]杨康敏,高向东,顾觉奋.激活沉默基因簇发掘微生物次级代谢产物的研究进展[J].中国医药生物技术,2015,10(1):77-80.
- [17]HENRIKSON J C,HOOVER A R,JOYNER P M,et al.Achemical epigenetics approach for engineering the in situ biosynthesis of a cryptic natural product from Aspergillus niger[J].Organic&Biomolecular Chemistry,2009,7(3):435-438.
- [18]张伟.化学表观遗传修饰法研究海葵来源月状旋孢腔菌代谢产物多样性初探[D].青岛:中国海洋大学,2014.
- [19]孙鉴昕.表观遗传修饰剂对三株刺松藻内生真菌次级代谢产物生物活性的影响[D].青岛:青岛科技大学,2016.
- [20]WANG X R,SENA FILHO J G,HOOVER A R,et al.Chemical epigenetics alters the secondary metabolite composition of guttate excreted by an Atlantic-forest-soil-derived Penicillium citreonigrum[J].Journal of Natural Products,2010,73(5):942-948.
- [21]杨静明,杨文聪,刘亚月,等.化学诱导对一株海洋来源土曲霉C23-3次生代谢产物及其生物活性的影响[J].微生物学通报,2019,46(3):441-452.