天然产物因其新颖的化学结构和多样的生物活性在新药研发中被赋予独特的地位。深海（>1000 m）通常具有高压、无光等环境特点，局部具有冷泉、热液等极端环境，深海微生物具有与深海环境相适应的独特遗传背景和代谢途径，蕴含丰富的次级代谢产物资源，具有独特的生物功能。

本论文从不同海域和水深的深海沉积物及动物样品中分离获得137株真菌，经小试培养筛选及培养条件优化，结合化学和生物学指标以及文献调研，最终选取4株潜力菌株（Epicoccum nigrum SD-388、Aspergillus insuetus SD-512、A. penicillioides SD-311以及Trichoderma longibrachiatum SD-529）进行规模发酵，综合运用各种色谱手段（CC、TLC、HPLC等），结合波谱分析（NMR、MS、UV、ECD等）及X-射线晶体学技术，从其发酵产物中共分离鉴定化合物结构91个，包括21个新化合物，1个新天然产物，并对部分化合物进行了抗菌、抗病毒和抗肿瘤等活性评价。

从深海真菌E. nigrum SD-388的发酵产物中共分离鉴定32个化合物（EN 1–EN 32），包括11个新化合物（EN 1*–EN 10*）和1个新天然产物（EN 11^#），结构类型主要为二酮哌嗪类。通过RDC和RCSA、手性拆分、ECD计算等方法确定了新化合物的相对和绝对构型，并培养获得了二酮哌嗪类化合物的晶体结构。抗肿瘤和抗菌活性测试结果显示，化合物EN 5*和EN 28具有显著抑制Huh 7.5肿瘤细胞生长的活性，IC₅₀值分别为9.5，4.9 μM；化合物EN 5*和EN 28对9株病原细菌表现出中等抑制活性；对映异构体(±)-EN 6*中具有2R构型的(–)-EN 6*对8株病原细菌表现出中等抑制活性；EN 8*和EN 9*具有中等抑菌活性。从深海冷泉真菌A. insuetus SD-512的发酵产物中分离鉴定34个化合物（AI 1–AI 34），包括9个新化合物（AI 1*–AI 3*，AI 9*–AI 13*，AI 34*），结构类型涵盖萜类、苯酚类、糖苷类、环肽类等。通过ECD计算以及糖的水解和衍生确定新化合物的绝对构型，并培养获得了二倍半萜类化合物的晶体结构。抗菌活性测试结果表明，差向异构体AI 2*和AI 3*因构型不同表现出活性差异，其中具有6S构型的AI 3*对8株致病细菌表现出中等抑制活性；化合物AI 9*–AI 11*因取代基不同引起活性差异，活性强度由大到小依次为乙酰基取代、双键、羟基取代；化合物AI 12*和AI 34*具有中等抑菌活性。从深海真菌A. penicillioides SD-311的发酵产物中分离鉴定19个化合物（AP 1–AP 19），包括1个新化合物（AP 1*），结构类型为甾体类和生物碱类等。通过培养得到AP 1*的晶体结构，确定了新化合物的绝对构型。抗菌和抗病毒活性测试结果显示，化合物AP 1*具有微弱的抑菌活性；化合物AP 8具有H1N1流感病毒抑制活性。从深海冷泉真菌T. longibrachiatum SD-529的发酵产物中分离鉴定6个化合物（TL 1–TL 6），结构类型包括倍半萜类、甾体类、甘油酯类等。

本论文对4株深海真菌的发酵条件进行了优化，并对真菌次级代谢产物进行了系统的分离鉴定与活性测试，丰富了深海真菌天然产物的研究内容，为深海微生物资源的开发利用提供了研究基础。

目 录

第一章 绪论... 1

1.1 引言... 1

1.2 深海曲霉属真菌次级代谢产物研究进展... 3

1.3 深海青霉属真菌次级代谢产物研究进展... 13

1.4 其他深海真菌次级代谢产物研究进展... 16

1.5 小结... 20

第二章 Epicoccum nigum SD-388次级代谢产物研究... 23

2.1 菌株SD-388化合物的结构解析... 23

2.1.1 新化合物的结构解析... 23

2.1.2 已知化合物的结构解析... 46

2.1.3 部分新化合物的晶体数据... 59

2.1.4 新化合物的物理性质... 61

2.2 生物活性评价... 63

2.2.1 抑菌活性... 63

2.2.3 肿瘤细胞毒活性... 64

2.3 实验部分... 65

2.3.1 实验仪器与试剂... 65

2.3.2 菌株SD-388的分离、鉴定与保藏... 66

2.3.3 菌株SD-388培养条件优化与规模发酵... 67

2.3.4 菌株SD-388发酵粗提物的分离与纯化... 68

第三章 Aspergillus insuetus SD-512次级代谢产物研究... 71

3.1 菌株SD-512化合物的结构解析... 71

3.1.1 新化合物的结构解析... 71

3.1.2 已知化合物的结构解析... 89

3.1.3 部分化合物的晶体数据... 102

3.1.4 部分新化合物的物理性质... 103

3.2 生物活性评价... 104

3.2.1 抑菌活性... 105

3.3 实验部分... 105

3.3.1 实验仪器与试剂... 105

3.3.2 菌株SD-512的分离、鉴定与保藏... 105

3.3.3 菌株SD-512培养条件优化与规模发酵... 106

3.3.4 菌株SD-512发酵粗提物的分离与纯化... 107

第四章 Aspergillus penicillioides SD-311次级代谢产物研究... 109

4.1 菌株SD-311化合物的结构解析... 109

4.1.1 新化合物的结构解析... 109

4.1.2 已知化合物的结构解析... 111

4.1.3 新化合物的晶体数据... 120

4.1.4 新化合物的物理性质... 120

4.2 生物活性评价... 121

4.2.1 抑菌活性... 121

4.2.2 抗病毒活性... 121

4.3 实验部分... 121

4.3.1 实验仪器与试剂... 121

4.3.2 菌株SD-311的分离、鉴定和保藏... 121

4.3.3 菌株SD-311培养条件优化与规模发酵... 122

4.3.4 菌株SD-311发酵粗提物的分离与纯化... 123

第五章 Trichoderma longibrachiatum SD-529次级代谢产物研究... 125

5.1 菌株SD-529化合物的结构解析... 125

5.1.1 已知化合物的结构解析... 125

5.2 实验部分... 128

5.2.1 实验仪器与试剂... 128

5.2.2 菌株SD-529的分离、鉴定和保藏... 128

5.2.3 菌株SD-529培养条件优化与规模发酵... 129

5.2.4 菌株SD-529发酵粗提物的分离与纯化... 130

第六章 结论与创新点... 131

6.1 结论... 131

6.2 创新点... 132

参考文献... 133

附录... 145

部分化合物NMR图谱... 145

致谢... 157

作者简历... 159

攻读学位期间已发表和待发表的学术论文... 161