Fusarielins Q–Y：来自亚洲镰刀菌（Fusarium asiaticum QA-6）的聚酮类化合物，该菌存在于栽培品种艾叶（Artemisia argyi）的根部，且对水生病原体具有抗菌活性

《Phytochemistry》：Fusarielins Q–Y: Fusarielin polyketides from Fusarium asiaticum QA-6 inhabiting the roots of the cultivated Artemisia argyi and their antibacterial activity against aquatic pathogens

本研究从湖北赤壁艾蒿内生真菌Fusarium asiaticum QA-6中分离并鉴定了9种新型聚酮类化合物（fusarielins Q–Y）及2种已知化合物（fusarielins M和F）。结构分析表明，1–9号化合物具有高度功能化的二环骨架，其中1–3号化合物因SAM依赖性甲硫氨酸加 methyl化修饰不足而侧链缩短，3号化合物为2号化合物的氧化产物。抗菌活性测试显示，1、5、10、11号化合物对Aeromonas hydrophila、Vibrio alginolyticus、Edwardsiella ictarda等革兰氏阴性菌的MIC值显著优于氯霉素。

　　

石晓山|杨翠群|董玉亮|李晓明|孟玲红|李彦和|王敦佳|周星旺|王斌贵

中国科学院海洋研究所海洋生物学实验室与山东省实验海洋生物学重点实验室，中国青岛市南海路7号青岛海洋科学技术中心

摘要

艾蒿（Artemisia argyi）Levl. et Van. var. argyi cv. Qiai 是一种具有商业价值的药用植物，专门在中国中部的湖北省蕲春县种植。通过对来自蕲春的内生真菌Fusarium asiaticum QA-6的抗菌活性成分的研究，我们鉴定出了九种此前未被描述的多酮类化合物——fusarielins Q–Y（化合物1–9）以及两种已知的同类化合物fusarielins M（化合物10）和F（化合物11）。从结构上看，化合物1–9含有高度功能化的十氢化萘结构；而化合物1–3的聚烯侧链比其他fusarielins更短。化合物2和3侧链的缩短可能是由于S-腺苷-L-甲硫氨酸（SAM）依赖的甲基化反应缺失所致，其中化合物3是化合物2的氧化产物。化合物1侧链的缩短则可能是由于乙酰辅酶A（acetyl-CoA）添加步骤的缺失。这些化合物被用于检测其对水生细菌病原体的抗菌活性，结果发现化合物1、5、10和11对某些革兰氏阴性菌具有抑制作用：化合物1能够抑制Aeromonas hydrophilia（最低抑菌浓度MIC = 2.92 μM）和Vibrio alginolyticus（MIC = 5.84 μM）；化合物5对水生病原体Edwardsiella ictarda（MIC = 2.39 μM）有效；化合物10对E. ictarda、Vibrio harveyi和V. parahaemolyticus（MIC均为2.60 μM）也具有抗菌效果；化合物11对V. alginolyticus的抑制作用最强（MIC = 4.80 μM）。所有这些抗菌活性均与阳性对照物氯霉素（MIC范围为1.55至6.19 μM）相当或更优。在初步的HeLa细胞实验中，所有分离出的化合物在20 μM浓度下均未表现出显著的细胞毒性。

引言

艾蒿 Levl. et Van. var. argyi cv. Qiai（在当地称为QiAi）是中国湖北省蕲春县的特产，是一种著名的可食用和药用植物，在传统中医中有着悠久的应用历史，是地理草药学的典型代表（Chen等人，2023；Li等人，2023；Song等人，2024）。QiAi被视为 authentic 药用材料，已成为蕲春制药产业的第一个品牌和关键产品（中国药典委员会，2015；Xiang等人，2018），并于2011年被授予“国家地理标志保护产品”称号。据估计，截至2024年，蕲春县QiAi的种植面积已达14,700公顷，年产量约为30万吨新鲜艾叶。

近年来，关于QiAi的研究日益深入，发现了多种生物活性化合物，尤其是多糖、黄酮类和酚酸（Hu等人，2021；Ma等人，2025；Ming等人，2025），这些成分的产生可能与其中的内生真菌有关。然而，与对植物本身的研究相比，对其内生真菌的研究相对较少。在我们之前的研究中，我们发现与QiAi相关的两种Trichoderma属内生真菌——T. koningiopsis QA-3和T. virens QA-8能够产生抗菌活性物质（Shi等人，2017, 2019, 2020a和b, 2021）。作为持续寻找新生物活性天然产物的一部分，我们从蕲春县种植的QiAi新鲜根内组织中分离出的另一种内生真菌Fusarium asiaticum QA-6引起了我们的兴趣。Fusarium属真菌能产生多种多酮类衍生物——fusarielins，这些化合物具有多种生物活性（Kobayashi等人，1995；Gai等人，2007；S?rensen等人，2012；Hemphill等人，2017；Tchoukoua等人，2018）。Fusarielins是一类具有治疗潜力的Fusarium代谢产物，目前已鉴定出32种类似物，包括抗真菌活性成分（fusarielins A–E，Kobayashi等人，1995；Gai等人，2007）、抗菌活性成分（fusarielins A和B、dehydroxychlorofusarielin B、3-epi-fusarielin H、3-O-methyl-fusarielin H和3-O-methyl-epi-fusarielin H、fusariumtides A–G，Nguyen等人，2007；Tchoukoua等人，2018；Shi等人，2025）、抗血管生成活性成分（ICM0301 A–H，Someno等人，2004）、细胞毒性成分（fusarielins A、H、J、O和P，S?rensen等人，2012；Hemphill等人，2017；Liu等人，2022）以及雌激素活性成分（fusarielins A、F、G和H，Sondergaard等人，2012）。

水产养殖为人类提供了高质量且成本效益高的蛋白质来源。然而，革兰氏阴性菌对水生生物构成严重威胁，严重影响水产养殖业的可持续发展（Sarkar等人，2021）。最近，我们研究了内生真菌F. asiaticum QA-6，发现其EtOAc提取物对多种革兰氏阴性水生细菌病原体（如Pseudomonas aeruginosa、Vibrio parahaemolyticus和V. vulnificusF. asiaticum QA-6的化学多样性和生物潜力，本文报道了从该真菌菌株剩余组分中获得的化学成分。

化合物1–11的结构解析

我们将F. asiaticum QA-6接种到固体水稻培养基中，在室温下培养30天后，获得了其EtOAc提取物，并使用正相和反相硅胶、Sephadex LH-20以及制备型TLC技术分离出了化合物1–11（图1）。 从结构上看，这些此前未被描述的fusarielins 1–9具有高度功能化的十氢化萘核心。值得注意的是，化合物1–3的聚烯侧链比其他fusarielins成员更短。

结论

总结来说，从A. argyi来源的内生真菌F. asiaticum QA-6中鉴定出了九种此前未被描述的fusarielins衍生物和两种已知的fusarielins衍生物。化合物1、5、10和11表现出较强的抗菌活性，尤其是对革兰氏阴性菌，且均未表现出显著的细胞毒性。这些化合物成为开发天然抗菌剂的有希望的候选者。本研究表明F. asiaticum菌株具有这种潜力。

通用实验程序

本研究中使用的仪器、设备和试剂与我们之前的报告（Shi等人，2017, 2019, 2020a和b, 2021；Wang等人，2024）相同。

真菌材料、发酵、分离和纯化

F. asiaticum QA-6的分离、鉴定、保存和发酵程序，以及通过Si凝胶真空液相色谱（VLC）对发酵粗提物的提取和分离步骤均与我们之前的报告（Shi等人，2025）相同。随后，对Fr. 5（8.9克）进行了进一步处理……

作者贡献声明

李彦和：研究工作。 孟玲红：研究工作。 李晓明：数据整理。 董玉亮：研究工作。 杨翠群：撰写初稿、研究工作。 石晓山：撰写初稿、研究工作、资金争取。 王斌贵：撰写、审稿与编辑、研究工作。 周星旺：撰写、审稿与编辑、研究工作。 王敦佳：研究工作。

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（编号32100320）和湖北省自然科学基金（编号2022CFB503）的财政支持。B.-G.W.感谢中国科学院海洋研究所提供的CPU使用支持。