（微生物与生化药学专业论文）农抗武夷菌素的分离纯化和结构鉴定.pdf

摘要 从福建省武夷山灌木林土壤中，分离得到一株编号为 b o 1 0 的链霉菌。经鉴定，链霉菌b o 1 0 菌株是不吸水链霉菌 的个新变种，命名为不吸水链霉菌武夷变科t 。其发酵粗品， 即农用抗生素武夷菌素对多种植物病害的病原真菌具有很强的 抑制作用，其中对黄瓜白粉病和小麦白粉病的防治效果分别为 9 1 5 8 9 3 2 1 和8 0 7 2 9 3 1 6 ，并可用于柑橘贮藏保鲜，是一种 极具开发应用前景的新型生物农药。武夷菌素的发酵粗品经过 葡聚糖凝胶g 一2 5 柱、常压和中压反相柱分离及高效液相色谱半 制各，得到其主要适壁盛分：含b o 一1 0 。和b o 1 0 b 两个组分的 混合物，其中b o 1 0 。约占8 7 。经过元素分析及u v 、i r 、 f a b m s 、。h n m r 、”c n m r 、d e p t 等光谱分析，对b o 一1 0 。 的化学结构进行了分析、鉴定和讨论。 a b s t r a c t i nt h es c r e e n i n gp r o c e s so fn e wa n t i b i o t i c s ，as t r e p t o m y c e t e s ， b o 1 0 ，w a si s o l a t e df r o mt h es o i ls a m p l e c o l l e c t e di nm o u n t w u y i ， f u j i a np r o v i n c e b yi d e n t i f i c a t i o n ，t h es t r a i nw a s r e g a r d e d a san e w v a r i e t y o f s t r e p t o m y c e sa h y g r o s c o p i c u s a n dw a sc a l l e d s t r e p t o m y c e sa h y g r o s c o p i c u s v a r w u y i e n s i s t h es e c o n d a r y m e t a b o l i t e s p r o d u c e db y t h i ss t r a i nh a d s t r o n g i n h i b i t i o nt o s c l e r o t i n i as c l e r o r i o u m t h ec r u d ep o w d e ro fw u y i e n c i nw a s e x t r a c t e df r o mt h ef e r m e n t a t i o nb r o t h b ym e a n so f s e p h a d e x g 一2 5 a n do d sc o l u m nc h r o m a t o g r a p h ya n dh p l cs e m i - p r e p a r a t i o n ， w h i c hw e r em o n i t o r e db yh p l c ，t h em a j o rb i o a c t i v ec o m p o n e n t w a si s o l a t e df r o mt h ec r u d ep o w d e r i tw a sac o m p l e xo fb o 一10 a a n db o 一1 0 b b a s e do ne l e m e n t a la n a l y s i sa n ds p e c t r a la n a l y s i so f u v , i r ，f a b m s ，。h n m r ，”c - n m r ，a n dd e p t , t h e s t r u c t u r eo f b o 一1 0 a w a s a n a l y z e da n d d i s c u s s e d ， 4 一、习舌 众所周知，病害、虫害和杂草是农业生产的三个大敌。据不完全统计， 在美国每年因病虫造成的损失相当于其农业总产值的2 0 3 0 。为了j 病虫害作斗争，几百年前已开始使用农药，在发展农业生产上取得了明银 的效果，但也在社会上造成了严重的公害，人畜中毒时有发生，并引起r 食品中的残毒问题以及土壤、空气、湖海中的污染问题，因而对高效低谁 农药的开发已成了急迫的重要课题。 由于抗生素是微生物的代谢产物，为自然界中存在的物质，故易被 l 光、植物或微生物分解；在化学上，电易被氧化、水解。在抗生素中，义 有不少是具有专一性的，内吸渗透力较强，单位面积的投药量为一般农药 的几十到几百分之一，对粮食、蔬果、人、畜、鱼、贝的残毒较小，对虾 境也不易污染，因此抗生素被认为是一类安全理想的生物性农药。通过小 断的实践，已充分证明：抗生素不仅能杀菌防病。取代某些剧毒农药，同 时对害虫和杂草等也有选择性的杀伤效果。因此，农用抗生素的定义即为 “由微生物产生的，对于微生物、昆虫、植物有特异性药理作用的物资” 而其研究和利用，可看作是与病、虫、杂草作斗争的一项安全的重要手段。 本论文主要研究农用抗生素武夷菌素的分离纯化和结构鉴定即从武 夷菌素的发酵粗品中提取出其主要活隍成分，并经过一系列光谱分析确定 该成分的结构。 5 1 、实验材料与仪器 1 1 材料 二、实验部分 产生菌：链霉菌b o 1 0 ( 不吸水链霉菌武夷变种) 分离介质：s e p h a d e xg - 2 5 ( p h a r m a c i a ) ，o d s ( p h a r m a c i a ) 化学试剂：分析纯 1 2 仪器 紫外光谱仪： s h i m a d z uu v - 2 2 0 1 红外光谱仪： n i c o l e ti m p a c t4 0 0f t - i r 质谱仪：a u t o s p e c u l t i m ae t o f ( f a b m s ) 核磁共振仪： b r u k e ra m 一5 0 0 高压液相色谱仪：s h i m a d z ul c - 6 a 高压液相分析柱：c o s m o s i l c 18e c o n o p a k ( 0 4 6 x 1 5 0 r a m ) 高压液相制备柱：w a t e r s b o n d a p a k t mc 1 8 ( 中1 0 r a m 3 0 c m ) 中压液相色谱柱：y a m a z e no d s a 1 2 0 一$ 3 0 15 0 ( 中1 0 x 5 0 0 r r a n ) 6 元素分析仪：c a r b ae r c l ai1 0 6 型 熔点仪：x 6 精密熔点测定仪 2 、实验方法 发酵液萃取所得的粗品经一次s e p h a d e xg 一2 5 柱层析，水洗 脱，洗脱液经h p l c 检测后( c o s m o s i lc 18e c o n o p a k 柱，流动 相0 0 3 三氟醋酸水溶液，流速o 4 m l m i n ，紫外检测波长 2 2 0 n m ) ，将其中保留时间约为5 5 m i n 的主要组分含量在 7 5 8 5 和6 0 7 5 的部分分别合并，再经真空冷冻干燥后即得 到初次分离物。含量在6 0 7 5 的初提物再经一次反相常压柱层 析，即可将纯度提高到8 0 8 5 。合并两次所得的含量在7 5 以上的样品，用h p l c 半制备柱进行制备，最后可得到纯度为 8 6 7 5 的精品0 3 0 一1 0 。：8 6 7 5 ，b o 1 0 b ：1 2 5 7 ) 。若用反相中压 柱精制，效果相同。将精品溶液冷干后，所得微黄色粉末即为 农用抗生素武夷菌素的主要活性成分。 附提取流程图及武夷菌素粗品和精品的h p l c 图。 7 i e x t r a c t i o n i g - 2 5c o l u m n c o l u m n 农用抗生索武夷菌素的提取、分离和纯化 e x t r a c t i o n ，i s o l a t i o n ，a n dp u r i f i c a t i o no f w u y i e n c i nf r o ms t r e p t o m y c e sb o 1 0 8 武夷菌素租品( w u y i e n c i nc r u d ep o w d e r ) l = = = 毫嚣兰1 5 窜西k 些乙一 5 4 5 8 广所广丽雨硼一一 ，1 9 f 1 3 3 i12 e 13 e t 6 p - “ ： c h r o h a t o p 自c c r 6 日，l s o j t i l l i 1 00 1 r p o r yh o7 l8 7 p k h 0 i 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 l f il 0 h t h o 口 t lh ：! ：a r e a l h kid h o。o “ “。“ 8 9 0 4 7 5 1 7 5 3 2 4 6 6 7 0 5 2 6 4 5 9 7 8 4 0 9 4 9 18 5 8 5 e 1 8 5 l8 4 9 8 3 7 1 5 9 9 2 3 6 9 日9 10 2 3 8 9 2 2 7 9 t o t a l 10 9 7 l9 3 2 e 1 l59 15 9 7 9 6 j 1 13 4 1 89 8 2 8 6 5 i 7 7 8 1 6 6 6 6 5 13 2 15 ，2 b 9 3 3 0 0 2 0 49 0 b c h r o n t o p o c c - r 6 a s n n p l e1 o 8 r p o i n th o 7 i8 5 p i ( h o i 2 3 f i l e 0 n t h 0 l t 1 h e 自r e a i l kj _ h 0 c o h c 4 3 4 2 2 5 5 10 5 5 1 53 2 4 7 9 3 6 e4 7 0 9 9 t o t 自l3 7 4 4 0 日i b 6 8 13 b 6 7 5 l9 1 2 5 6 6 7 日0 4 i a b o 一1 0 。 武夷菌素粗品和精品( b o 1 0 。，b o 一1 0 b ) 的h p l c 图 h p l co f w u y i e n c i n c r u d e p o w d e r , b o 一1 0 n a n d b o 一1 0 b 9 嚣怒搿“。嚣“ 4 4 5 5 6 7 7 0 2 3 三、性质与结构解析 武夷菌素精品的冷干物为微黄色粉末，易吸潮，熔点：2 3 9 ( 碳化) ，极易溶于水，微溶于甲醇，不溶于丙酮、氯仿、吡 啶等有机溶剂。根据f a b m s ( 图5 ) ，确定b o 一1 0 。的分子量为 4 4 3 。元素分析表明，b o 一1 0 。分子中含有碳、氢、氮及氧原子 ( c3 1 9 4 ，h 4 7 3 ，n1 1 7 ) ，根据氮规则，分子量为奇数 则分子中含有奇数个氮，故推算其分子式应为c 1 3 h ：。n ，o 。其 紫外吸收光谱( 图1 ，2 ，3 ) 显示出典型的核苷类抗生素的特 征吸收峰( 单峰) ： 。、( h 2 0 ) 2 6 9 4 n m ， 。( o i n n a o h ) 2 6 5 8 n m ， 入。( o i n h c i ) 2 7 5 0 n m 。根据已知的核苷类抗生素结构类型，结 合武夷菌素的。h n m r 、n c - n m r 、d e p t 图谱( 图6 ，7 ，8 ， 9 ) 进行分析，可推出b o 1 0 。如下的结构，其主要结构母核为 氮取代胞苷。 h 2 一。一。一c v o o c l r o c h o o ho 一0 h 四、抑菌活性的测定 武夷菌素对多种农作物病害，尤其是真菌病害具有较好的防病增产效 果。通过分析武夷菌素对病原真菌菌丝生长、分生孢子形成、萌发和菌体 内含物质的作用，初步探讨了武夷菌素防治真菌病害的作用机制。试验结 果表明： l 、武夷菌素抑制病原真菌菌丝生长，随浓度增高对某些病原菌有 杀菌作用。2 5 1 0 。、7 2 小时武夷菌素能完全抑制番茄灰霉病菌( b o t r y t i s c i n e r e u ) 菌丝生长；5 0 x1 0 一、4 8 小时能完全抑制小麦赤霉病菌( f u s a r u m g r a m i n e a r u m ) 、棉花枯萎病菌( f u s a r u mo x y s p o r u m ) 、黄瓜炭疽病菌 ( c o l l e t o t r i c h u m l a g e n a r i u m ) 、玉米小斑病菌( h e l m i n t h o s p o r i u mm a y d i s ) 、 小麦根腐病菌( d r e c h s l e r as o r o k i n i a n a ) 的生长。5 0 1 0 、1 0 0 1 0 4 可 分别杀番茄灰霉病菌和小麦赤霉病菌。受武夷菌素影响，不同病原菌菌丝 形态发生畸变。 2 、武夷菌素抑制病原菌孢子形成和萌发。2 5 1 0 、1 2 5 10 5 和1 2 5 1 0 一，6 2 5 1 0 5 能完全抑制小麦赤霉病菌和番茄灰霉病菌孢子的形成与 萌发。 3 、武夷菌素影响病原菌菌体细胞膜的功能，不同浓度的武夷菌素处 理活的病原菌菌体，菌体干重减轻，菌体内含物蛋白质含量减少。 五、结果、讨论与结论 1 、武夷菌素的提取分离 由于武夷菌素属于水溶性物质，且性质很不稳定，故对其 粗品中的主要活性成分的提取分离有一定难度。考虑到它的不 稳定性，尽管离子交换树脂对于水溶性物质的分离常有很好的 效果，却不能使用。经过对分离条件的摸索，发现葡聚糖凝胶 分子筛对其分离效果较好，直接用粗品上柱即可得到b o 1 0 。 纯度为6 0 以上的产品，其中最高纯度可达8 0 。常压o d s 柱的分离效果则更好。出于上样量方面的考虑，采取了s e p h a d e x g 2 5 柱粗分，o d s 柱( 常压、中压、高压) 精制的提取流程。 尽管o d s 柱由常压到高压的整体分离效果越来越好，但却始终 无法得到b o - 1 0 。的纯品。h p l c 检测结果显示，在武夷菌素粗 品和精品中，保留时间与b o 1 0 。很接近的b o - 1 0 b 一直保持与 之含量比为1 ：7 ，两者始终无法得到有效分离。因分子量和极 性都很接近，推测这两种物质结构很相近，有可能为互变异构 体。f a b m s 图谱中，质荷比最大的两峰( m e ：8 8 7 4 ，4 4 4 2 ) 间无其它峰且两者质荷比接近倍数，提示b o 一1 0 。可能为二聚体 结构。 2 、武夷菌素的结构鉴定 由于未得到b o 1 0 。的纯品，虽然干扰组分b o 一1 0 b 的分子 结构类似，但仍然给结构解析带来了很大困难。经过综合解析， 可以确定武夷菌素为氮取代胞苷，与胞苷碳原子的化学位移值 对照如下表： n h c 抽0 9 o h刚 武夷菌素b o 。1 0 。 o ho h 胞苷 碳原子 化学位移( p p m ) n o 武夷菌素b o 1 0 。胞苷 21 7 4 51 6 6 6 41 6 9 1 1 5 6 ，9 59 9 09 5 6 61 4 6 71 4 2 8 1 8 5 59 0 ，1 2 7 4 17 0 6 3 7 5 77 5 1 4 7 8 58 5 _ 2 5 6 4 06 1 8 红外光谱( 图4 ) 中3 3 5 0 c m 1 处非平滑的宽峰除说明一n h 一存在 外，还提示有羟基存在。武夷菌素b o 1 0 。的分子式为 l3 c i3 h 2 1 n 3 0 1 4 ，不饱和度为5 ，故一n h 一上所连一c 4 h 9 0 9 为饱和侧链。 从碳谱( 图8 ，9 ) 中可得出该侧链上的碳原子信息，其化学位 移( p p m ) 分别为：5 8 3 ( 一c h 一) 、5 5 9 ( 一c h ) 、5 2 1 ( 一c h 2 一) 、 3 5 5 ( 一c h 驴。根据氢谱( 图6 ：d m s o ，图7 ：d 2 0 交换) 可得 出活泼氢的信息，低场9p p m 处为过氧键上所连氢( - o o h ) 的化学位移，而红外光谱中8 3 9c m 、l1 3 4c m 1 两个吸收峰也 提示有过氧键的存在。综合以上信息，可以得出侧链c 。h 9 0 。 一c h 2 一o o o ：i o o 一0 ：i o c h 3 的可能结构为：6 一o h6 一o h 。 3 、结论 农抗武夷菌素的主要活| 生成分属于核苷类抗生素，分子式 为c 1 3 h 2 1 n 3 0 结构式如下 h ，一。一o c h 一0 0 一c h - - o c k if 。 其中侧链的结构有待于进一步验证。该成分对多种植物病害的 病原真菌有很强的抑制作用，是一种极具开发应用前景的新型 生物农药。 参考文献 1 于德泉，杨峻山，谢晶曦分析化学手册第五分册一核磁共振波谱分析 北京：化学工业出版社，1 9 8 9 2 谢晶曦碳一1 3 核磁共振谱在药物分析中的应用北京：科学出版社 1 9 8 7 3 丛浦珠质谱学在天然有机化学中的应用北京：科学出版社，1 9 8 7 4 赵天增核磁共振氢谱北京：科学出版社，1 9 8 8 5 易大年徐光漪核磁共振波谱在药物分析中的应用( 第一版) 上海： 上海科学技术出版社1 9 8 5 6 戴自英主编临床抗菌药物学北京：人民卫生出版社，1 9 8 5 7 抗菌素生物理化特性编写组抗菌素生物理化特性北京：人民卫 生出版社1 9 8 1 8 王擞，方金瑞主编抗生素北京：科学出版社，1 9 8 8 9 张克诚，林德忻，石义萍，曾洪梅武夷菌素防治真菌病害作用机制 的初步研究全国生物防治学术讨论会论文摘要集，j 9 9 5 致谢 本论文工作是在我的导师姜蓉副研究员的精心指导下完成的。导师的 谆谆教诲和严格要求是本论文得以顺利完成的关键。导师渊博的学识，谦 逊的学风，严谨的治学态度和勤勉的工作精神都是我学习的榜样，也是我 今后在事业上追求的目标。 微生物化学室吴剑波教授和李宝义老师为本论文提供了大量热心的 指导和帮助。本论文的完成与他们的热情关怀是分不开的，在此向两位老 师表示最衷心的感谢。 微生物化学室王蓉、陈晶博士和周欣老师在朝夕相处的两年中给予了 我极大的指导和帮助。她们丰富的专业知识，精益求精的科研作风和热情 诚挚的关怀都使我受益匪浅。 感谢杨细文同学在图谱解析中给予的热情指导。 感谢陈汝贤、鲁敏老师和李军、王占国同学给予我的支持和帮助。 感谢教育科叶晓燕老师两年来在各方面给予的关怀和帮助。 衷心感谢所有支持和帮助过我的老师、同学和朋友们! 文献综述 核苷类抗生素的研究进展 核苷类抗生素是一类由微生物产生的、结构上与存在于细胞中的嘌 呤、嘧啶核苷和核苷酸有关的具有生物活性的化合物。核苷类抗生素和其 它天然的或合成的核苷化合物类似，是以一个杂环的核碱基( 如嘌呤碱基、 嘧啶碱基) 为配基以糖苷键与糖部分相结合而构成的。按照糖苷键是 n c 糖苷或c c 糖苷型，可进一步划分为n c 核苷和c c 核苷抗生素两 个族。 核苷类抗生素具有抗病毒、抗肿瘤、抗真菌、抗细菌等多种生物活性； 某些核苷类抗生索还具有除草剂的作用；在细胞学研究方面，它们作为生 化工具的重要性也日益显示出来。此类抗生素与嘌呤、嘧啶以及核苷酸在 结构上关系密切，因此研究它们的作用机制和生物合成有助于阐明r n a 和d n a 的生物合成。日本北里研究所大村智教授等【2 1 在研究抗叶酸代谢 的抗生素过程中，除发现具有其它结构类型的新抗生素d i a z a q u i n o m y c i n a 、b 和n a n a o m y c i n 的类似物a m 8 4 0 2 外，还发现了两个嘧啶核苷类抗 生素焦土霉素( s h o w d o m y c i n ) 和嚼嗪霉素( o x a z i n o m y c i n ) 。 天然的核苷类抗生素，一般毒性都比较大，故在临床应用方面尚未取 得突破性的进展p l 。但其结构改造的衍生物或化学会成的核苷类化合物， 在病毒化疗等方面发展异常迅速，尤其是八十年代以来出现了大量高效低 毒的开环核苷类药物，引起人们的兴趣。此外，核菅类抗生素在农业上的 应用价值，已经得到充分肯定。杀稻瘟菌素s ( b l a s t i c i d i ns ) 和多氧菌素 ( p o l y o x i n ) 等现已广泛应用。 17 核苷类抗生素易为活性炭或阴离子交换树腊吸附，并可以用丙酮、甲 醇的水溶液，酸性或碱性甲醇液洗脱，也可以用稀盐酸或氨水洗脱。个别 的抗生素也可能在偏碱性的p h 值下，以较高级的醇类( 如丁醇或戊醇) 从培养液中抽提出来。这类抗生素均为弱碱的或两性的化合物，无特殊颜 色。它们都是亲水性物质，一般易溶于水和低级醇，但不溶于大多数的有 机溶剂。因为存在杂环碱基作为配基，所有核苷类抗生素都显示有特征的 紫外一可见光吸收光谱一般吸收范围介于2 5 0 3 0 0 纳米，而大多数则处 于2 6 0 - 2 7 0 纳米间。这种紫外可见光吸收光谱性质及其在酸性或碱性水 溶液里紫外可见光吸收光谱的改变，是核苷类抗生素中各个结构类型特 有的性质。在大多数的情况下，综合光谱性质、层析行为、某些水解产物 和氮元素的分析数据，可咀鉴别新分离的核苷类抗生素。 一、核苷类抗生素的结构类型 根据核苷类抗生素的结构特点，大致可将其分为以下1 2 类： 1 嘌呤核苷类 例如，核杀菌素( n u c l e o c i d i n ) 和芒霉素( a r i s t e r o m y c i n ) 。 2 吡略嘧啶核苷类 例如丰加霉素( t o y o c a m y c i n ) 和桑吉瓦霉素( s a n g g i v a m y c i n ) 。 3 毗唑核苷类 例如，吡唑霉素( p y r a z o m y c i n ) 。 l8 雹碴 h o h 2 丰加霉素：r = c n 桑吉冗霹秉：r = c o n h 2 4 己酮糖核苷类 h o h 芒舔索 h o o h 毗唑霉豢 例如，狭霉素a 和c ( a n g u s t m y i n a a n d c ) 。 n h ， h 7 0 l r 、面磊t j r 狱瑶豢。 ic h ：。h l9 n 吲一 5 海绵核苷类 例如，海绵腺苷( s p o n g o a d e n o s i n e ) a 6 3 脱氧嘌呤核苷类 h 海绵腺苷 例如，嘌呤霉素( p u r a m y c i n ) 和蛹虫草菌素( c o r d y c e p i n ) 。 h j c - l a ；l t 3 h o l l 2 嘌岭霉素 h l h 蛹虫草菌素 7 肽酰嘧啶核苷类 例如，多氧菌素( p o l y o x i n ) 。 h 8 氦嘧啶核苷类 多氧菌素 例如，5 一氮胞苷( 5 - 1 , i c y t i d i n e ) 。 5 氮胞苷 9 4 - 氨基己糖嘧啶核苷类 例如，杀稻瘟菌素s ( b l a s t i d i n es ) 和谷氏菌素( g o u g e r o t i n ) 。 h 鼍“t c “兮蛰鸭 杀稻瘟菌素 1 0 阿拉伯糖核苷类 h 0 例如，海绵胸苷( s p o n g o t h y m i d i n e ) 。 0 海绵啮昔 2 2 谷氏苗素 n l l ， 仕牝。 -婚。 1 1 马来酰亚胺核苷类 例如，焦土霉素( s h o w d o m y c i n ) 和嗯嗪霉素( o x a z i n o m y c i n ) 。 h o h 缘_ t 霉案 1 2 吡唑嘧啶核茸类 例如，闯型霉素a 和b ( f o r m y c i n a h 间型霉素a 23 间型霉素b 表： 若干类型的核苷类抗生素的特征紫外可见光吸收光谱可总结如下 核苷类抗生素紫外可见光吸收光谱中主要的特征吸收波长 抗生索紫外- 可见光特征吸收波长( r i m ) 类型名称中性酸性碱性 胞嘧啶友菌素 4 - ( 2 5 0 - 2 5 7 )4 - ( 2 2 5 2 6 0 ) ( 2 6 5 - 2 7 5 ) 衍生物。3 0 0 3 5 0l 3 1 5 3 2 2 l3 2 0 3 3 0 杀稻瘟菌素 i 2 2 8 - 2 3 52 7 4 - 2 7 6 2 2 8 - 2 3 8 谷氏菌素 l 2 6 6 2 7 0 l 2 6 8 2 7 0 尿嘧啶多氧菌素2 5 5 - 2 6 22 5 9 2 6 22 6 2 2 6 4 衍生物杀枝孢苗素2 5 7 2 6 02 6 0 ( 2 5 5 ) 日光霉素 ( 2 1 5 - 2 2 0 )( 2 0 8 2 1 s ) 2 4 2 2 4 3 2 8 62 8 8 2 9 53 0 4 3 1 2 腺嘌呤嘌呤霉素2 6 5 - 2 7 52 6 7 2 7 32 7 2 2 7 8 n 衍生物 s e p t a m y c i n 2 6 5 - 2 7 52 6 7 - 2 7 32 7 2 - 2 7 8 l丰加霉紊 4 - 2 2 8 2 3 24 - 2 2 7 - 2 3 4 - f ( 2 3 3 - 2 4 5 ) c 。2 7 8 2 8 2。2 7 2 2 7 5一2 7 8 2 8 0 核鸟嘌呤糖苷2 5 32 5 6 2 5 8 - 2 6 8 苷 a 氨基嘌 a m i p u r i m y e i n 广2 1 7 2 1 82 2 2 - 2 2 32 1 7 2 2 0 抗 呤衍生物 弋2 4 3 2 4 4 ( 2 4 0 2 4 5 ) 2 4 3 2 4 4 生 - 3 0 2 3 0 73 1 2 3 1 43 0 5 3 0 7 素 间型霉素 ，( 2 2 0 - 2 2 5 ) 2 3 52 3 5 旅 l 2 9 42 9 53 0 5 助间型霉素2 8 22 6 42 8 4 胞嘧啶鲥霉素2 7 82 7 1 衍生物若干组分 尿嘧啶鲥霉素2 6 32 8 6 2 8 8 衍生物若干组分 焦t 霉素2 2 0 2 2 2 _ 其它吡唑霉素 j _ 2 2 6 。2 3 2 2 3 52 3 3 2 3 5 l2 6 3 ，2 6 7 2 6 53 0 4 - 3 0 7 24 二、某些重要的核苷类抗生素 1 芒霉素( a r i s t e r o m y e i n ) 1 4 l 和n e p l a n o c i n a 1 5 芒霉素 n e p l a n o c i na 这两个抗生素分别是由桔色链霉菌和规则小瓶菌( 细菌) 产生的。它 们属于碳环核苷类抗生索，即它们的碱基与环戊烷相连，化学结构中失去 了核苷链的特点，因此在体内它们对各种断裂核苷链的酶稳定这是一类 比较有发展前途的化合物。芒霉素对淋巴自血病和肉瘤有一定疗效，还具 有抗病毒作用：动物实验证明，n e p t a n o c i n 同样具有显著的抗肿瘤活性。 此外芒霉素对水稻枯黄单胞杆菌和稻瘟菌也有抑制作用( 它对水稻叶子 上稻瘟菌孢子形成的抑制作用与杀稻瘟菌素s 相同) ，它还有调节植物生 长的功能。 2 嘌呤霉素( p u r a m y c i n ) 6 1 嘌岭霉素的产生菌是黑白链霉菌。它是蛋白质合成的抑制剂，通过置 换氨酰t r n a 并且和核糖体的肽酰t r n a 位上的新生肽反应而抑制蛋白 2s 吲 质的合成，现已成为很有价值的生化研究工具。 嘌呤霉素的上述特点，使它显示出广泛的生物活性。它对革兰氏阳性 菌有强烈抑制作用( 对阴性菌较弱) ；在动物体内对锥虫、绦虫等寄生虫 的感染有效：对小鼠乳腺癌、h e l a 细胞有抑制作用，还能抑制痘苗病毒的 增殖。 3 杀草菌素( h e r b i c i c l i n ) 杀草菌素是由矗s a g a n o n e n s i s 产生的嘌吟核苷类抗生素，含a 和b 两个组分，提取和纯化的方法如t 7 , s l ： 发酵滤液( p h 5 0 ) i i 树脂吸附剂( d u o l i t es - 3 0 柱) i i5 0 丙酮水溶液洗脱 洗脱液 l l 浓缩丁醇提取 丁醇层 i p h5 5 浓缩至干 i 甲醇提取 t 硅胶柱层析 1 0 乙酸乙酯丙酮液洗脱 厂 比例9 5 ：5比例8 0 ：2 0 a 组分b 组分 2 6 其中a 为白色粉末，b 为白色结晶。它们都可以溶于水、甲醇、乙醇 和丙酮，不溶于氯仿和苯。它们的溶解度的最大差别在于a 可溶于乙酸 乙酯，而b 不行。在甲醇溶液中，紫外一可见光谱的最大吸收值在2 5 8 n m 。 杀草菌素在体外仅能抑制某些真菌和黄单胞菌，但它的突出特点是能抑制 植物种子的萌发和对许多双子叶植物具有选择性的和接触的杀灭效应。其 结构式如下： r i h e r b i c i c l i n a 0 0 0 c r o h h e r b i c i c l i nb o h 4 间型霉素a 【9 1 和b t l 0 1 ( f o r m y c i n aa n db ) 这两个抗生素是由不同的诺卡氏菌培养液中分离得到的。a 能抑制小 鼠艾氏腹水瘤、白血病l 1 2 1 0 、大鼠吉田肉瘤和h e l a 细胞：对水稻枯黄 单胞杆菌和分枝杆菌也有抑制作用。b 对水稻枯黄单胞杆菌也有作用，但 没有a 作用强。另外，b 对动物肿瘤没有抑制作用，但能够抑制流感病毒： b 比a 的毒性小2 4 倍( b ：小鼠静注，l d 5 01 0 0 0 m g k g ；a ：小鼠静注 5 0 0 m g k g ，动物全部死亡) 。 27 5 杀稻瘟菌素s ( b l a s t i c i d i ns ) l 1 产生菌为灰色产色链霉菌。杀稻瘟菌素s 是以防治稻瘟病为目的而开 发的一种抗生素，也是第一个作为农药的抗生素。它对植物病原真菌和稻 瘟菌有很强的作用，但在很低浓度时对大多数真菌没有杀灭作用，而5 微 克，毫升就能有效防止稻瘟病。杀稻瘟菌素s 的作用机制是通过阻止肽链 的延伸而抑制蛋白质的合成；它对艾氏腹水瘤和肉瘤1 8 0 也有抑制作用。 杀稻瘟酸 胞素宁( c y t o s i n i n e ) 杀稻瘟菌素s 去甲基杀稻瘟菌素s 去氨基羟基杀稻瘟菌素s r - n 1 - 1 2 n h 2 o h 杀稻瘟菌素s 的化学结构 6 多氧菌素( p o l y o x i n ) 1 1 2 ，3 r 2 c 1 - 1 3 h c h 3 多氧菌素是从可可链霉菌阿索变种分离得到的也是农用抗生素，主 要用于水稻纹枯病和梨的黑斑病。多氧菌素含有从a 到m 共1 3 种组分( 下 图未列出c 和1 ) ，其提取分离程序如下；它的特点是只对植物病原真菌 有效，而对其它微生物没有生物活性。研究证明，多氧菌素作用于细胞壁 28 八 几丁质的生物合成，其毒性较小，对小鼠、鱼和植物本身几乎无毒性。 发酵液 + p h 2 2 硅藻土 + 0 3 n 氢氧化氩 洗脱液 浓缩喷雾干燥 多氧菌素复合物粗品 + 离子交换层折( a m b e r t i t ei r 4 b ，c l 型 流出液 吸附物 + 浓缩6 n a c i 离子交换层析( d o w e x5 0 0 w x 8 ) 洗脱液 i o 1 摩尔，升k i - 12 p 0 4 - h c i 至 + 活性炭吸附 + o 1 摩尔，升k h 2 p 0 4甲醇：吡啶：h 2 0l 活性部分 ( 5 ：1 ：4 ) 洗脱士 活性炭吸附，6 0 丙酮洗脱洗脱液 洗脱液 士浓缩、沉淀 浓缩、沉淀粉末 多氧菌素复合物( 含a 、b 、c 、g 、h 、【) 士0 2 n h c l i 纤维素柱层析离子交换层析 l 丁醇：乙酸：h 2 0 ( d o w e x5 0 0 w - x 1 6 ) + + ( 4 ：1 ：2 )流出液 f f _ f _ m 甲醇：毗啶：h ：。l 活性炭吸附 hlacgb ( 5 ：1 ：4 ) 洗脱 洗脱液 + 浓缩、沉淀 多氧菌素混合物( 含d 、e 、f ) l 纤维素柱层析 丁醇：乙酸：h 2 0l ( 5 ：l ：4 ) 厂玎 fed 多氧菌素各组分的提取与分离程序 29 1 t 2 0 r ir 2 且j 1 2 0 0 1 l 衄2 0 f t c h 删。6 一 o i bc h 2 0 1 1 h d o l i gclia011,hon f o 】 c j l 3 c = e n o h d c o o i l j j 矿面广 ec o u bl i o l i h 呻 曲3 c 】i = 6 一 o h 百两百一 多氧菌素各组分的化学结构 7 日光霉素( n i k k o m y c i n ) 1 4 1 日光霉素是原联邦德国科学家报道的从日本日光土样中分离的链霉 菌s t rt e n d a c 产生的，其结构与多氧菌素相似。日光霉素是多组分的混合 物，5 氨基己糖醛是各组分的基本骨架。它对节肢动物、螨、蜘蛛有很好 30 的杀灭作用，对危害农作物的许多真菌病害也有明显的防治作用，在较高 浓度时对线虫、昆虫也有作用。 o o ho h 日光霉素的化学结构 真菌细胞壁和昆虫表皮均含有几丁质成分。与几丁质合成前体n 乙 酰葡萄糖胺( v d p - n a c e t y l g l u c o s a m i n e ) 结构类似的日光霉素通过对真菌 细胞几丁质合成酶的竞争性抑制作用，阻止了葡萄糖胺的转化，干扰了几 丁质的合成过程，最终导致抑制真菌的生长和昆虫新表皮的形成。 本文仅就核苷类抗生素的结构类型和某些重要的核苷类抗生素的研 究状况进行了综述。关于核苷类抗生素的研究，除了有大量的文献报道之 外，还出现了一些综合性的专著，如核苷类抗生素【坷( r j s u h a d o l n i k ) ， 含氮有机化合物的开发和利用【1 6 1 ( 大木道则等) 等。 参考文献 【1 】王擞、方金瑞主编抗生素北京：科学出版社，1 9 8 8 2 o m u r a se t a l ja n t i b i o t i c s ，1 9 8 5 ，3 8 ：1 0 1 6 叫r 洲。洲 洲。洲 q 帅 【3 b e c k e ry p h a r m t h e r , 1 9 8 0 ，1 0 ：11 9 【4 j u s a k at e ta lja n t i b i o t i c s ，1 9 6 8 ，2 1 4 ：2 5 5 5 y a g i n u m a se ta 1 ja n t i b i o t i c s ，19 8 1 ，3 4 ：3 5 9 【6 a g r a n o f f bw e la 1 s c i e n c e ，19 6 4 ，1 4 6 ：9 5 2 7 a r a im e la 1 ja n t i b i o t i c s ，1 9 7 6 ，2 9 ：8 6 3 【8 h a n e i s h it e a ja n t i b i o t i c s ，19 7 6 ，2 9 ：8 7 0 【9 h o r im e ta 1 ja n t i b i o t i c s ，1 9 6 4 ，1 7 a ：9 6 10 a i z a w ase ta 1 a g rb i o lc h e m ，19 6 5 ，2 9 ：3 7 5 11 y o n e h a r ah e la 1 t e t r a h e d r o nl e t t , 1 9 6 6 ：3 7 8 5 1 2 i s o n o k e t a l j a m c h e ms o c ，1 9 6 9 ，9 1 ：7 4 9 0 1 3 i s o n ok e l a l a g r b i o lc h e m ，1 9 6 7 ，3 1 ：1 9 0 【1 4 】巴雅尔主编医药技术新进展北京：中国医药科技出版社，1 9 9 6 【15 s u h a d o l m kr j n u c l e o s i d ea n t i b i o t i c s ，j o h nw i l e ys o n sl n c ，1 9 7 0 【1 6 1 大本道则主编窒素有横资源。阴凳巴有效利用化学同人，1 9 7 9 3 2 -