综述：海洋来源杂色曲霉次级代谢产物的研究进展：化学多样性及生物活性（2015–2024）

《Chemistry & Biodiversity》：Recent Advances of Secondary Metabolites From Marine-Derived Aspergillus versicolor: Chemical Diversity and Bioactivities (2015–2024)

本综述系统梳理了近十年海洋来源杂色曲霉（Aspergillus versicolor）次级代谢产物的研究进展，重点介绍了其化学多样性（如聚酮、生物碱、萜类、环肽等）和生物活性（包括抗菌、酶抑制、抗肿瘤等），为开发新型天然药物提供了重要参考。

　　

摘要

海洋来源的杂色曲霉（Aspergillus versicolor）因其对极端海洋环境具有卓越的代谢适应性，成为结构新颖、具有生物活性的天然产物的丰富来源。本篇综述全面总结了近期（2015年至2024年）从海洋来源杂色曲霉中鉴定出的次级代谢产物的研究进展。文献共记载了488种化合物，其中162种（33.2%）为新化合物，158种（32.4%）具有已确认的生物活性。这些代谢物主要包含聚酮化合物、生物碱、萜类化合物和环肽，主要从与海洋动物（39.6%）、沉积物（23.4%）和植物（26.8%）相关的菌株中分离得到。药理学评估揭示了其具有多种显著活性，包括抗菌（37.1%）、酶抑制（19.5%）、抗肿瘤（11.7%）、抗氧化（8.8%）和抗病毒（7.8%）等作用。本综述特别着重对158种生物活性化合物进行了详细考察，涵盖了其结构多样性、生物来源、相关活性及作用机制。为充分挖掘海洋杂色曲霉的生物技术潜力，未来的研究应整合多组学（Multi-omics）和代谢工程学方法，以阐明并利用其生物合成能力。

图文摘要

海洋来源真菌杂色曲霉能产生488种多样的次级代谢产物，其中33.2%为新化合物，32.4%具有生物活性，表现出如抗菌、酶抑制和抗肿瘤等多种强效作用。

化学多样性

海洋杂色曲霉次级代谢产物的化学结构丰富多样。聚酮类化合物是其中最主要的一类，展现了复杂的碳骨架和多样的氧化模式。生物碱类化合物则以其含氮杂环结构为特征，许多新发现的生物碱显示出独特的药理活性。萜类化合物同样占有重要地位，包括单萜、倍半萜和二萜等，部分化合物具有显著的细胞毒性。环肽类化合物以其环状结构和非核糖体肽合成酶（NRPS）途径合成而引人注目，常表现出良好的稳定性和特异性生物活性。这种结构多样性反映了真菌在应对海洋特殊环境（如高盐、高压、低营养）时强大的代谢可塑性。

生物活性与药理作用

对已鉴定的生物活性代谢物的分析揭示了其广泛的应用前景。在抗菌活性方面，部分聚酮和生物碱对多种临床相关的革兰氏阳性菌（Gram-positive bacteria）和革兰氏阴性菌（Gram-negative bacteria）以及耐药菌株（如MRSA）表现出强抑制效果。酶抑制活性是另一大亮点，许多化合物能特异性抑制与疾病相关的关键酶，如蛋白激酶（Kinases）、乙酰胆碱酯酶（AChE）和组蛋白去乙酰化酶（HDACs），这为神经退行性疾病和癌症的治疗提供了新线索。抗肿瘤活性尤为突出，部分萜类和生物碱能通过诱导细胞凋亡（Apoptosis）、抑制血管生成（Angiogenesis）或导致细胞周期停滞（Cell cycle arrest）等机制，选择性抑制多种肿瘤细胞系的增殖。此外，抗氧化和抗病毒活性也显示出其在健康医学领域的潜力。

来源与分布

分析表明，产生活性代谢物的杂色曲霉菌株其来源具有明显的生境特异性。从海洋动物（如海绵、珊瑚、被囊动物）体内或体表分离的菌株贡献了最大比例（39.6%）的代谢物，这暗示了真菌与宿主之间可能存在共生或化学防御关系，其代谢产物可能参与了宿主与微生物群落的相互作用。从海洋沉积物中分离的菌株（23.4%）则可能进化出分解利用复杂有机物的能力，产生结构独特的化合物。而与海洋植物（如红树林、海草）相关的菌株（26.8%）同样是发现新活性分子的重要资源库。这种来源分布强调了特定海洋生境在驱动真菌次级代谢多样性方面的重要性。

未来展望

尽管海洋杂色曲霉已展现出巨大的潜力，但其大部分生物合成基因簇（BGCs）仍处于“沉默”状态。未来研究需要借助基因组学（Genomics）、转录组学（Transcriptomics）和代谢组学（Metabolomics）等多组学技术，深入挖掘这些未开发的资源。同时，利用合成生物学（Synthetic Biology）和代谢工程（Metabolic Engineering）策略，激活沉默基因簇、优化发酵工艺或进行异源表达，将有望实现有价值化合物的高效生产。通过跨学科方法的整合，海洋杂色曲霉有望成为发现新型先导化合物和开发创新药物的不竭源泉。

利益冲突

作者声明无利益冲突。