海洋来源放线菌次级代谢产物研究
放线菌是产生天然生物活性物质的重要微生物资源，其开发利用一直备受各国重视。迄今所发现的20，000余种微生物来源的生物活性物质中，约有50％是由放线菌产生的。因此，放线菌资源的开拓以及采用新方法对放线菌资源的深入挖掘一直是放线菌代谢产物研究的重要内容。本论文对海绵及红树林来源的放线菌进行分离筛选，并对3株放线菌进行了次级代谢产物研究；同时对一株采用基因筛选技术筛选到的含卤代酶基因的放线菌进行了发酵条件的探索，以期获得含卤化合物。实验内容包括：放线菌的分离和纯化；菌株的化学及活性筛选；目标菌株发酵条件的考察；目标菌株发酵；单体化合物的分离纯化、结构解析以及初步的活性评价。
本研究从南海海绵样品分离纯化到放线菌52株，从红树林土壤中分离到122株放线菌。对其进行抗肿瘤活性的初筛和复筛，共筛选出具有细胞增殖抑制活性的菌株45株。通过对这45株活性菌株进行液相指纹图谱分析，选取了3株目标菌株作为代谢产物研究的目标菌株。这三株放线菌高效液相指纹图谱的共同特质是：代谢产物丰富、HPLC显示具有系列吸收并且具有抗肿瘤活性。通过对这3株放线菌在多种培养条件下的薄层色谱、液相指纹图谱、活性筛选结果、代谢产物浸膏的产量分析，确定了各个目标菌株的最佳发酵条件。通过多种分离纯化手段的联合应用，从菌株GW31-48发酵产物乙酸乙酯提取物中分离到12个单体化合物，包括5个cycloheximide类化合物(1-5)，4个环二肽类化合物(6-9)，1个吲哚生物碱类化合物(10)，2个苯的衍生物(11-12)。其中化合物1-2为新化合物。从菌株AH17-3中分离到4个聚酮类化合物(13-16)。从菌株AH7-2的发酵产物乙酸乙酯提取物中分离得到4个化合物，包括1个聚酮类化合物(17)，2个噻唑类化合物(18，19)，其余化合物的结构正在确定中。化合物的活性评价也在进行中。基因筛选是近年来在分子生物学基础上发展起来的新的筛选技术，是对传统活性筛选和化学筛选的有益补充。如何对基因筛选阳性菌株进行代谢产物研究，是目前面临的一个重要问题，本论文对此开展了部分探索性研究。对一株海洋来源的卤代酶基因筛选呈阳性的小单孢菌进行了系统的发酵条件探索，以期能激活卤代酶基因，获得含卤素的化合物，但发酵浸膏中未能获得卤代产物。综上所述，本文从3株放线菌中共分离得到20个单体化合物，确定了其中19个化合物的结构，包括2个新化合物。这些成果为海洋放线菌代谢产物研究提供了新结构，为开发海洋放线菌资源奠定了基础。同时，本论文对利用基因筛选技术发掘放线菌次级代谢产物进行了研究，采用化学及活性筛选并辅助分子探针基因筛选的方法，对放线菌资源进行深入发掘，在一定程度上克服了单纯以生物活性和化学筛选为导向的天然产物分离中高活性旧化合物或低活性新化合物出现几率高的问题。该筛选方法最大的优点是能够对含某种基因的活性菌株进行快速筛选，有目的去发现某种特定类型的活性化合物，但如何解决该基因成功表达的难题还有待进一步研究。本文的研究结果将为今后深入开展该领域的研究提供有益的借鉴。
海洋放线菌;次级代谢物;基因筛选;药物化学
中国海洋大学
硕士
微生物与生化药学
朱天骄
2012
中文
R915;R914
100
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）