次级代谢物

继1929年Fleming发现微生物产生青霉素以来，人类已经陆续从微生物中发现了大约8000多种具有抗菌和抗肿瘤活性的天然产物，如bleomycin和doxorubicin等都是来源于微生物的抗肿瘤活性先导化合物。在新药研发中，先导化合物的发现与优化是新药研制的基础和源泉。深海与极地微生物的天然产物由于其化学及生物活性的多样性和特异性已成为药物先导化合物的重要来源。

从南极洲土壤中筛选的放线菌，以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、假单胞菌、微球菌、酵母菌和肠球菌为指示菌进行抑菌谱研究，其中10株放线菌具有广谱抑菌性，可用于新药开发或农业中。从南极海泥中分离的放线菌NJ-F2，其发酵液的乙酸乙酯粗提物对枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌均具有抑菌活性。从南极乔治王岛的土壤中筛选到43株放线菌，其中对微生物具有拮抗作用的有18株，具有抗肿瘤活性的有9株。采用琼脂平板打孔法和MTT法对从北极地区（海洋沉积物、湖泊沉积物和土壤）分离出的151株细菌进行抗菌、抗肿瘤活性菌株的筛选，实验结果表明，6.2%的菌株能够产生具有抗肿瘤活性的物质，12.4%的菌株能够产生具有抗菌活性的物质，其中3株菌能同时产生具有抗菌、抗肿瘤的活性物质。对55株来自热带太平洋深海微生物（细菌和霉菌）培养液的乙酸乙酯抽提物以及菌体甲醇提取物的细胞毒活性的筛选结果表明，90%的样品表现出细胞毒活性，其中13株微生物的活性较强，具有较好的开发应用前景。

从北极海底沉积物中分离得到一株芽孢杆菌（Bacillus sp.），并从该菌的发酵液中分离得到3个新的iturin类酰基肽mixrins A-C。iturins是一种环脂肪肽，这3个新化合物对HCT-116细胞株的毒性IC50分别为0.68、1.6和1.3μg/mL。从阿拉斯加海底沉积物中分离得到一株真菌Streptomyces sp.，并从其代谢产物中分离得到3个新的吡咯萜类化合物glaciapyrrole A-C，其中一个化合物对HT-29（人结肠癌肿瘤细胞）和B16-F10（人黑色素瘤细胞）人体癌细胞株的IC50均为180μmol/mL。

从极地微生物中分离筛选抑制植物病原菌或杀虫的活性菌株及活性物质的研究也正在起步，目前的研究主要有：从南极海水海单胞菌Marinomonas sp.BSwl0005的发酵液中发现了对植物病原真菌具有明显抑制作用的抑菌物质，包含吡咯 -2-甲酸、吡咯并[l，2α]哌嗪 -1，4-二酮等小分子化合物，能使西瓜枯萎病菌（Fusarium oxysporum）菌丝中的原生质凝聚、菌丝体壁破裂并抑制其分生孢子萌发。利用微型平板法研究了南极真菌Gliocladium catenulatum T31发酵液对小菜蛾的杀虫作用，发现发酵液的杀虫活性最高为60.42%；发酵液经乙酸乙酯萃取后，用丙酮溶解（0.33mg/mL），提取物的杀虫活性最高为82.05%，菌体提取物的杀虫活性为76.92%；从发酵液中分离得到9个化合物，其中黑麦酮酸D、大黄素及羟基大黄素对小菜蛾、菜青虫、蚜虫、棉铃虫等均具有较强的杀死和胃毒作用。根据活性追踪，通过硅胶柱层析和高效液相色谱对南极适冷菌Pseudomonas sp.C发酵液中的生物活性物质进行了分离纯化，共分离得到并确定了10个化合物的结构，分别为环二肽类、二肽、壬基酚聚氧乙烯醚类、乙酰肼的衍生物、酯类化合物、甾体类和吲哚二酮类衍生物；其中环（Phe-Pro）、14-壬基苯氧基 -3，6，9，12-四氧十四烷 -1-醇（壬基酚聚氧乙烯醚类）对尖刀镰孢菌与枯草芽孢杆菌的抑菌活性较强；9，19-cyclocholestan-3-one，4， 14-dimethyl-（甾体类）对尖刀镰孢菌具有一定的抑菌活性。可见，极地微生物产活性物质在生物农药上具有很强的应用潜力。