海洋来源真菌生物活性物质研究进展

付逸群,于颖敏,马瑞遥,闵晓璇,靳 策

(中国石油大学胜利学院 化学工程学院，山东 东营 257097)

海洋是生命的起源地，生物量占地球总量的绝大多数，其中微生物是一个不容忽视的资源库。海洋真菌在特殊的生境下，具有奇特的代谢途径和防御体制，产生系列结构新颖、功能丰富的生物活性代谢产物，引起国内外科学家的密切关注[1-2]，成为当前最具开发前景的海洋天然产物新药源，也是世界药物研发新型先导化合物的热点之一[3-4]。海洋真菌来源广泛、成本低廉，活性物质种类多样，抗肿瘤[5]、抗氧化[6]、抗病毒[7]、抑菌[8]等是其主要的生物活性类型，为解决现代医学的临床难题以及每年因病虫害农作物减产而导致的农业上的经济损失等问题做出了巨大的贡献。本文针对海洋沉积物、海藻、珊瑚、海绵、红树林、海水等来源的海洋真菌80多个活性代谢产物进行了详尽研究，为后续的科学研究提供参考。

1 源自海洋沉积物

1996年，Osada等[9]从日本靠近Miho市的海岸沉积物来源的真菌Penicillium sp.(stran BM923)中分离出吡喃酮类化合物acetophthalioln(1)，它可以抑制哺乳动物的细胞周期。

2007年，崔海滨等[10]从海南文昌清澜港红树植物拟海桑Sonneratia paracaseolaris根际土壤的海洋真菌095407中分离得到了4个化合物，其中化合物3,4,5-三甲基-l,2-苯二酚(2)、decarboxydihydrocitrinone(3)在300μg/dis的浓度下对抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑菌圈分别为17和10mm，表现出一定的抑制活性。

2010年，孙利等[11]从南海139m深处的沉积物来源的海洋真菌帚状弯孢聚壳菌Ascomycetes分离得到10个化合物，其中化合物diaportheinB(4)对人神经癌细胞SF.268、人乳腺癌细胞MCF-7和人肺癌细胞NCI-H460有明显的抑制作用，当浓度为100μmol/L时，对三种癌细胞的抑制率均在99%以上。任虹等[12]从南极海泥来源的海洋真菌链孢粘帚菌Gliocladium catenulatum T3分离得到7个单体化合物，发现化合物emodin(5)、citreorosein(6)、isorhodopti lometrin(7)和lunatin(8)对人类红白血病细胞(K562)具有中等毒性，当化合物浓度为20μmol/L时，IC50值分别为1.09，1.24，13.60和8.92μmol/L。

2011年，刘涛等[13]从南海潮间带红树植物正红树Rhizophoraapi culata根际泥来源的海洋真菌Fusarium sp.中分离提纯出了5个化合物，其中麦角甾类化合物3β,15β-二羟基(22E，24R)麦角甾-5，8(14)，22-三烯-7-酮(9)对人白血病细胞HL-60具有显著的抑制活性。

2012年，张玲等[14]从南海955m深处的沉积物来源的海洋真菌Penicillium sp.FS60中分离得到7个化合物，通过活性测试发现化合物isochromophiloneVIII(10)对人神经癌细胞(SF-268)、人乳腺癌细胞(MCF-7)和人体肺癌细胞(NCI-H460)的抑制率均在90%以上，且对于前两种细胞株的增殖抑制作用显著，其IC50分别为7.17和6.36μg/mL。

2013年，李乐军等[15]从南海336m深处的沉积物来源的海洋真菌菌核青霉FS50分离得到7个化合物，其中化合物胡萝卜甙(11)具有增强人体抵抗力的作用。

2014年，张连庆[16]等从渤海沉积物来源的海洋真菌Aspergill Sversicolor ZLQ-43中分离得到聚酮类化合物6个，发现化合物Sterigmatocystin(12)、VericolorinB(13)、Versi conol(14)具有抗肿瘤P-388细胞的活性，其抑制率均大于阳性(5-氟尿嘧啶)对照。

2015年，关丽萍等[17]从葫芦岛海湾海域潮间带的海泥样品来源的海洋真菌黑曲霉2HL-M-8分离得到11个化合物，其中化合物gymnasteroneC(15)、malforminAl(16)和malforminA2(17)对人肺腺癌细胞(A549)、白血病细胞(HL-60)和人胃癌细胞(MGC-803)均具有一定的抑制活性，其IC50值比阳性(紫杉醇)对照还低。

2016年，朱静轩等[18]从浙江东极岛海域沉积物来源的海洋真菌Aspergillus versicolor DJ013中，在表观遗传试剂2-hexyl-4-pentynoicacid的诱导下，分离得到3个化合物，化合物cyclo-(L-Trp-L-Phe)(18)、diorcinol(19)对于枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis、化合物19对于酿酒酵母Sac-charomyces cerevisiaeHansen(Sc)具有显著的抑制效果，抑菌圈直径为15～19mm，而化合物弯孢霉菌毒素(20)、化合物18对Sc及化合物18、19对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)有较弱的抑制效果，抑菌圈的直径为8～14mm。

2017年，王宇等[19]从营口环渤海湾海域潮间带的海泥样品来源的海洋真菌烟曲霉Aspergillus fumigatus YK-7中分离得到10个生物碱类化合物，经过体外抗肿瘤细胞增殖活性发现化合物pseurotin A(21)、pseurotinA1(22)、14-norpseurotinA(23)、FD-838(24)对人白血病细胞(U937)的IC50的值分别为55.9、18.5、22.8、25.4μmol/L，与阳性对照(盐酸多柔比星，IC50为0.021μmol/L)相比较而言，抑制活性较弱。

2018年，许建林等[20]从南海72m深处的沉积物来源的海洋真菌Westerdykella dispersa FS350分离得到8个化合物，其中化合物2-(4-羟苯基)乙酸乙酯(25)能够在一定程度上抑制前列腺癌细胞(PC-3)细胞株的增殖，化合物4-epiradicinol (26)对大肠埃希菌、猪霍乱沙门菌、金黄色葡萄球菌和枯草杆菌Bacillus subtilis的最小抑菌质量浓度分别为125、125、62.5和31.8μg/mL。

2 源自海洋生物

2.1 海藻来源的真菌

Qiao等从海洋红藻来源的米曲霉Aspergillus oryzae中分离得到具有显著的杀虫活性的吲哚二萜类化合物(27)；Tarman等从印尼海域红藻来源的11株真菌中发现了对黄瓜枝孢霉 Cladosporium cucumerinum Ell.et Arth.具有明显抗菌活性的成分(28)(焦腐病菌 Lasiodiplodia theobromae KT29 的发酵粗提物，50μg/孔)；Miao等从棕藻内部组织来源的杂色曲霉中提取出对卤虫具有致死活性(LC50=0.5μg/mL)的化合物(29)[21]。Kobayashi等从海洋红藻来源的青霉属真菌Penicillium citrinum中分得一个能够抑制L1210和KB细胞株的生物碱CitrinadinA(30)；Gao等从红海藻来源的真菌Penicillium chrysogenum QEN-245中分离得到具有较显著抑制铜绿假单胞菌和表皮葡萄球菌的活性物质conidiogenoneB(31)和conidiogenol(32)；KrohnK等从波罗的海的Polysiphonia红藻来源的海洋真菌Geniculosporium sp.分离得到11个能够抑制某些真菌、细菌、微藻的新倍半萜类天然产物；Rowley DC等从波罗的海绿藻(Enteromorpha sp.)来源的海洋真菌Wardomyces anomalus分离得到具有抗氧化性且能抑制酪氨酸激酶的化合物anomalinsA(33)和anomalins B(34)；Eldeen等从石莼(Ulvasp.)来源的青霉菌Penicillium sp.中提纯出具有羟基自由基清除能力很强的化合物ChromanoneA(35)[22]。

Kobayashi等从日本冲绳岛户岬的(Actinotrichiafragilis)红藻来源的青霉属真菌PeTzicillium citrinum分离得到一个当浓度为10μg/mL时，能够抑制人表皮癌细胞KB的生物碱Citrinadin A(36)；黄永富等从海藻来源的海洋真菌Alternariatenuis中分离得到抗人宫颈癌细胞和人黑色素瘤的化合物Sgl7-1-4(37)；William等从拉奈岛的海洋蓝藻菌聚积体来源的菌株Exserohilum rostratum中分离得到4个新的过硫环二肽RostratinsA～D(38～41)，对人结肠癌细胞HCT-I16有细胞毒活性，其IC50的值分别为8.5，1.9，0.76和16.5μg/mL[23]。

Konig等[9]从绿藻(Ulva sp.)来源的海洋真菌Ascochyta salicorniae中分离得到具有抗肿瘤和抑制酪氨酸酶活性的新的天然产物生物碱ascosalipyrrolidinoneA (42)。

对酪氨酸酶的IC50值为6.6Μm的化合物MyrothenonesA (43)是从海藻来源的真菌Myrotheeium sp.提取的新的酮类化合物；作为CyplA同工酶的抑制剂和QR(醌还原酶)的激活剂的天然产物MonodictysinsA-C(44～46)是从海洋绿藻内部组织来源的菌株Monodictys putredinis中分离得到的；从海草来源的真菌Gliocladium sp.中提取出对白血病细胞L1210和人表皮癌KB细胞有中等细胞毒活性的新的聚酮糖苷化合物CladionolA(47)，其IC59的值分别是5和7μg/mL；具有中等强度的DPPH自由基清除活性和微弱白色念珠菌抑制活性的化合物Nigeraspemne C(48)分离自海洋褐藻中内生真菌Aspergillusniger EN-13[24]。

2.2 珊瑚来源的真菌

2012年，孙玉林等[25]从南海柳珊瑚(DichoteUagemmacea)来源的海洋真菌Penicillium oxalicum SCSGAF0023中提取了一共16个活性成分，其中化合物isorhodoptilometrin(49)和emodin(50)具有极强的抗草苔虫幼虫附着活性，其EC50分别为3.8和6.0μg/mL，此外，化合物secalonieacidD (51)和quinolaetacinBl(52)分别对蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)和重组蛋白cathepsinB显示中等的酶抑制活性。能够较弱抑制癌细胞株的化合物aspemolidesA(53)是从软珊瑚来源的黄柄曲霉Aspergi Uusterreus真菌中分离得到的；具有很强的抗白色和金黄色葡萄球菌活性的没药烷型倍半萜类化合物(54)是从一株软珊瑚来源的真菌Aspergillus versicolor(ZJ-2008015)中分离得到的[22]。

2.3 海绵来源的真菌

科研人员曾经从海绵来源的真菌中提取出具有不同生物活性的天然产物。能够抗鼠白血病P388和人急性粒细胞白血病HL-60细胞株的化合物AurantiomidesC(55)以及具有对P388和人肝癌BEL27402细胞株有抗性的化合物AurantiomidesB(56)是从真菌PeniciUium aurantiogriseum SP0219中分离得到的；赵琨等从真菌Pleosporaceae sp.中分离出4个具有较强杀虫和抗藤壶附着活性的甾体类化合物[22]；Hiort等从真菌Aspergillus niger中提取出能抑制白血病细胞增殖的化合物Bicoumani-grin(57)(IC50=20μg/mL)和在50μg/mL时有较强的细胞毒活性的化合物AspernigrinsB(58)；方玉春等从真菌Aspergillus sp.BH4中分离得到具有细胞毒活性醌类、甾体和醛类化合物[26]；Adachi等从真菌Clonostachys rogersoniana HJK9中提取出在30μmol/L时对腰鞭毛虫Prorocentrum micans具有抑制活性的环肽类天然产物ClonostachysinsA(59)和B(60)；Taro等从真菌Gymnascella dankaliensis分离得到到具有抑制P388细胞株生长活性的天然成分GymnastatinF-H(61～63)和Gymnamide(64)[24]。

2.4 其他来源的真菌

2011年，尚卓[27]从广西南海的水黄皮茎中分离纯化并筛选出了一株海洋真菌Nigrospora sp.(MA75)，从静置RICE培养基中发现了2个新的griseofulvin类化合物NG1(65)和NG2(66)，未发现抑菌等生物活性，但从加入3.5%NaI的MH2培养基摇床发酵液中发现了1个具有一定的抑菌和细胞毒活性的cochlioquinone类化合物NG5(67)。

2017年，罗寒[28]等从红树林榄李叶片中分离获得一株真菌Aspergillus versicolor (MA-229)，发酵产物中分离得到2个具有生物活性的化合物22-epi-aflaquinolone B(68)和喹诺唑啉酮类化合物(69)，其中新化合物68有明显的卤虫致死活性(LD50值为1.73μmol/L)，且对小麦全蚀病菌(Gaeumannomyces graminis)也具有一定的抑制活性(MIC值为32μg/mL),化合物69对小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)有较好的抑制活性(MIC值为16μg/mL)。

2019年，王丹[29]从海洋植物中分离获得木贼镰刀菌D39，在其发酵产物中发现3个生物活性较好的化合物equisetin(70)，epi-equisetin(71)和anthraquinone B(72)具有较好的引起细菌细胞壁和细胞膜破坏的抑菌活性，且化合物70和71对反枝苋和生菜种子的萌发也有显著的抑制活性。

Zhang等[22]曾从海南白沙门海滩的漂浮木来源的菌株Aspergi Uussydowi PFW1-13提取出具有抗Escherichia coli、Bacillus subtilis和溶壁微球菌活性的两个新成分降原萜烷型三萜(73)和氧杂螺内酰胺(74)，MIC值分别为10.65、5.33和10.65μmol/L以及3.74、14.97、7.49μmol/L；林永成等[22]从香港红树林植物(Phiagmiteaustrah)来源的真菌2492#提取出2种均能很好的调整心律失常、降压、抗肿瘤的二萜类化合物。

3 源自海水

2011年，马红艳等[30]从南极普里兹湾和埃默里冰架边缘来源的真菌Penicillium chrysogenum PR4-1-3中分离得到5个对人慢性髓原白血病K562细胞有不同程度的细胞毒活性的芳香酚醌类化合物：secalon-icacidD(75)、secalonicacidF(76)、chrys0phano1(77)、emodin(78)和citreorosein(79)，且当化合物75在50μg/mL时，对H1N1病毒的抑制率为50%。

2013年，王鸿等[31]从东海海域40m深处海水来源的海洋真菌Alternaria sp.MNP801中提取出3个具有弱DPPH自由基清除率活性的天然产物5 ,8 -表二氧麦角甾-6,22-二烯-3G醇(80)、氧杂蒽酮(81)和硬脂酸(82)，且化合物77具有强抑制肿瘤细胞的活性，对H460，3T3，PC12和U937细胞株的IC50的值分别为51.26,41.26,8.7和14.6 μg/mL。

2014年，王鸿等[32]从中国东海海水来源的海洋真菌Mucor circinelloides MNP12010102中分离得到7个化合物，其中化合物过氧化麦角甾醇(83)对肿瘤细胞PC-3和PANC-1的IC50的值分别为25.12和58.87μg/mL，具有较好的抑制活性。

到目前为止，对于海水来源的海洋真菌活性代谢产物报导较为罕见，具有继续挖掘的潜力。

4 结论

从海洋真菌的来源可以发现，底泥和生物中分离出的真菌种类繁多，海水中较少，可能与其附着体的性质有关。海洋是巨大的天然资源宝库，不同来源的微生物其代谢行为不同，产生了大量种类和生物活性均差异性较大的次级代谢产物。而对于各种肿瘤细胞的活性筛选，有利于探寻靶向抗癌药物的专性研发；人体的衰老现象是自然规律，它与自由基的过量形成有关，所以对于抗氧化活性的筛选具有重要的理论指导意义；各种抗细菌模型的筛选，对于水质安全、农业生产、腐蚀防护等意义重大。