微生物次级代谢产物多样性发掘方法

微生物次级代谢产物是微生物在生长过程中产生的非必需性代谢产物,其往往具有独特的生物活性。随着对微生物次级代谢产物多样性研究的不断深入开展,研究者逐渐发现在实验室的常规培养条件下微生物的代谢潜能不能完全被激发,从中可获得的天然产物结构类型远远少于其代谢潜能所决定的数量。近年来,随着基因组技术、分子生物学技术特别是合成生物学相关技术的发展,研究人员开发了如OSMAC、表观遗传、异源表达等多种方法,从多个角度多层次地发掘次级代谢产物多样性。这些方法有效激活潜在的生物合成基因簇、提高了微生物次级代谢产物多样性,加之与高通量筛选方法联合应用,能够显著改善了微生物活性天然产物的发现效率。本文综述了微生物次级代谢潜能的激活以及代谢产物高效筛选的方法和技术,为提高微生物次级代谢产物多样性发掘,加快先导化合物的发现提供参考。

南极微生物的分离及抗肿瘤活性筛选

对南极地区(南极大陆、潮间带、南大洋)的海水、海泥、土壤、植物样品进行了微生物分离,并采用海虾生物致死法和流式细胞术对极地微生物发酵产物进行了抗肿瘤活性筛选。从南极样品中共分离极地微生物259株,筛选结果显示,11%的微生物具有显著的抗肿瘤活性,显示出极地微生物在活性物质研究方面具有良好的应用潜力。

海洋放线菌S1001中抗肿瘤活性成分的研究

一株来源于海泥的放线菌S1001发酵产物具有致细胞坏死活性，本文采用溶剂萃取、硅胶柱层析及制备HPLC等分离手段对该菌株发酵产物的活性部位进行了活性追踪分离，共分离得到8个化合物，通过理化性质及波谱学手段,鉴定其结构分别为4，，5，7-三羟基异黄酮（1）,4-（2，4-二羟基苯酰胺基）苯甲酸（2），环（甘氨酸-丙氨酸）（3），环（甘氨酸-脯氨酸）（4），环（亮氨酸-酪氨酸）（5），环（缬氨酸-亮氨酸）（6），环（缬氨酸-异亮氨酸）（7）,环（苯丙氨酸-甘氨酸）（8）,并用SRB法初步评价了化合物1～8的抗肿瘤活性，结果表明化合物4、5和7在10μmol／L浓度时对K562细胞表现出了一定的抑制活性。

海洋放线菌11014中抗肿瘤活性成分的研究 I.环二肽

为研究具有抗肿瘤活性的海洋放线菌11014发酵物中的活性成分,采用活性追踪的方法,经溶剂萃取、硅胶柱层析及制备HPLC等分离得到13个环二肽,通过理化性质及波谱学分析,分别确定为环(亮氨酸-丙氨酸),环(亮氨酸-甘氨酸),环(异亮氨酸-丙氨酸),环(缬氨酸-丙氨酸),环(丙氨酸-苯丙氨酸),环(苯丙氨酸-甘氨酸),环(酪氨酸-甘氨酸),环(脯氨酸-酪氨酸),环(脯氨酸-苯丙氨酸),环(4-羟基-脯氨酸-苯丙氨酸),环(4-羟基-脯氨酸-亮氨酸),环(脯氨酸-缬氨酸),环(脯氨酸-亮氨酸)。首次以磺酰罗丹明法对这些化合物的抗肿瘤活性进行了测试,化合物环(4-羟基-脯氨酸-苯丙氨酸)具有较明显的抗肿瘤活性(5μg/m l浓度抑制率为48.3%)。

海洋微生物抗肿瘤活性菌株的分级组合筛选

为探索如何快速获取活性菌株的筛选模式 ,组合使用海虾生物致死法和tsFT2 10细胞的流式细胞术筛选模型 ,对从青岛前海和胶州湾潮间带海泥、动植物样品中分离的 162株海洋微生物 ,进行了抗肿瘤活性的分级组合筛选。经海虾生物致死法一级初筛 ,得到活性菌株 5 8株 (LC50 <5 0 0 μg/mL) ,阳性率为 3 5 .8%。对初筛有效的 5 8株菌利用流式细胞术筛选模型进行二级复筛 ,得到对tsFT2 10细胞有各种活性的活性菌株共 2 5株 ,阳性率为复筛菌株数的 43 .1%、初筛菌株总数的 15 .4% ,其中 ,诱发细胞坏死伴有凋亡诱导活性的菌株 7株 (占总菌株的 4.3 % ) ,具有细胞周期抑制活性的菌株 18株 (占总菌株的 11.1% )。该分级组合筛选模式与流式细胞术筛选模型的单独筛选模式相比 ,无漏筛 ,具有成本低、速度快、宜于大规模筛选等特点。

海洋来源的放线菌3295代谢产物的结构鉴定及抗肿瘤活性(Ⅰ)

目的 对海洋来源的放线菌3295代谢产物中的抗肿瘤活性成分进行分离和鉴定。方法 利用细胞周期抑制为抗肿瘤活性指标,采用Sephadex LH-20,硅胶和HPLC等柱色谱技术对3295活性菌株发酵物进行活性追踪分离,根据理化性质和光谱方法进行化学结构鉴定,用流式细胞术评价化合物的抗肿瘤活性。结果与结论从其代谢产物中分离得到1个具有抗肿瘤活性的化合物Ⅰ,结构鉴定为邻苯二甲酸二丁酯(dibutylphthalate);化合物Ⅰ对小鼠乳腺癌温敏型tsFT210细胞具有G0／G1期细胞周期抑制作用。

海洋新放线菌及其次级代谢产物研究进展

由于自身特殊的生存环境,海洋放线菌具有复杂独特的代谢途径,产生了诸多结构新颖、生物活性显著的次级代谢产物,这些活性代谢产物为新抗生素的发现提供了丰富的先导化合物,有些已经进入临床前研究。本文简要介绍近十几年从海洋样品中分离到的放线菌新种属及其次级代谢产物研究概况。

海洋放线菌H2003代谢产物中环二肽成分及其抗肿瘤活性的初步研究

海洋来源放线菌H2003发酵产物的粗提物对小鼠乳腺癌细胞tsFT210具有明显的细胞毒活性。为了发现其抗肿瘤活性成分,采用活性跟踪的分离方法,经多次硅胶柱色谱、凝胶柱色谱及高效液相色谱分离,从菌株H2003发酵液中分离得到了7个环二肽化合物。经核磁共振光谱、质谱和旋光分析,其结构分别鉴定为cyclo(L-Leu-L-Pro)(1),cyclo(D-Val-L-Pro)(2),cyclo(Gly-L-Leu)(3),cyclo(L-Pro-L-Try)(4),cyclo(Gly-D-Phe)(5),cyclo(Gly-L-Pro)(6)和cyclo(L-Ala-L-Phe)(7)。其中化合物1通过SRB法测试表现出弱的抗肿瘤活性,系首次报道。

用核糖体工程技术二次开发海洋微生物菌株资源的研究

经对无活性的海洋来源放线菌B3054进行链霉素抗性筛选，获得了一株具有抗肿瘤活性的链霉素抗性突变株SY-1。从该突变株的发酵物中分离得到了4个活性化合物，其中1个为新天然产物。对该菌株突变前后的rpsL基因（编码核糖体蛋白S12）进行分析未发现发生突变，提示突变位点可能在核糖体的另外亚基上。实验结果表明，核糖体工程技术可用于无活性菌株资源的二次开发利用。

深海来源淡紫拟青霉ZBY-1的代谢产物及其抗肿瘤活性

目的阐明来自深海海水的淡紫拟青霉ZBY-1的代谢产物及其抗肿瘤活性。方法采用活性跟踪分离模式,利用各种色谱技术分离纯化代谢产物;根据理化和波谱数据结合部分化合物的甲醇解反应鉴定化合物结构;采用MTT法测试抗肿瘤活性。结果从淡紫拟青霉ZBY-1发酵产物中分离鉴定了9(11)-去氢过氧化麦角甾醇(1)、过氧化麦角甾醇(2)、(22E,24R)-5α,6α-环氧-3β-羟基麦角甾-22-烯-7-酮(3)和脑苷脂A(4)、B(5)、C(6)、D(7)等7个化合物。化合物1～3对人癌细胞K562、MCF-7、HL-60、BGC-823有较强抑制作用,IC50在9.5～59.6 mg/L之间,而4～7对上述4种癌细胞均无抑制活性。结论本文是有关深海来源淡紫拟青霉代谢产物的首篇研究报道。化合物1～7为首次从淡紫拟青霉产物中分离得到,其中1和3首次从拟青霉属、3还首次从真菌中分离报道。化合物1对K562和BGC-823细胞以及3对上述4种癌细胞的抑制活性亦属首次测试报道。

海绵来源真菌黄灰青霉Sp-19中的抗肿瘤活性成分研究

目的对一株来源于羽毛山海绵Mycale plumose的真菌黄灰青霉Penicillium auratiogriseumSp-19发酵产物中的抗肿瘤活性成分进行分离和鉴定。方法采用溶剂萃取、硅胶柱色谱及制备HPLC等分离手段对该菌株发酵产物的活性部位进行了活性追踪分离,通过理化性质及波谱学手段进行化学结构鉴定,以SRB法评价了化合物的抗肿瘤活性。结果与讨论从发酵产物中分离得到5个生物碱类化合物,其结构分别鉴定为fructigenines A(1),去乙酰化fructigenines A(2),fructigeninesB(3),1,4-benzodiazepine-2,5-diones(4)和cyclopenin(5);化合物4和5在3μg.mL-1时对小鼠乳腺癌tsFT210细胞具有强的细胞毒活性。

海洋来源的放线菌次级代谢产物及其生物活性

放线菌是迄今最重要和最大的药用微生物种群。海洋放线菌生存于苛刻特殊的海洋环境 ,使其具备了复杂独特的代谢途径 ,其次级代谢产物在结构类型以及在生物活性等方面都呈现出与陆生放线菌不同的特点和多样性。多年来 ,诸多结构新颖、生物活性显著的天然活性产物持续从海洋来源放线菌代谢产物中被发现 ,这些活性化合物为新药研究提供了丰富的先导化合物 ,有些已进入研发阶段。近年 ,海洋放线菌活性产物的研究仍然是海洋微生物产物研究中值得关注的一个热点。本文按化合物结构类型简要介绍了海洋来源放线菌代谢产物及其生物活性的研究概况。

药用植物内生真菌——天然活性产物新资源

近年研究表明,药用植物内生真菌能够产生许多结构新颖的活性次级代谢产物,已成为发现新天然活性物质的重要源泉。结合作者的工作,文中对这一领域的研究进展进行综述。

海洋来源放线菌3275化学成分及抗肿瘤活性研究(英文)

从海洋来源的放线菌Streptomycessp.3275中分到7个化合物,经IR,ESIMS,NMR等光谱数据鉴定及与文献对照,确定其结构为环(脯缬)(1),环(脯酪)(2),环(脯甘)(3),环(脯异亮)(4),环(脯亮)(5),胆甾醇(6)及1甲基1,2,3,4四氢咔啉3羧酸(7);并采用SRB法对其抗肿瘤活性进行了测试,其中化合物2,3,5对温敏型小鼠乳腺癌细胞tsFT210显示弱的增殖抑制活性。

宏基因组技术在开拓天然产物新资源中的应用

微生物代谢产物具有巨大的化学多样性,是多种抗生素和其它药物的重要来源。由于现有培养手段的局限性,可培养的微生物不到微生物总数的1%,使绝大部分微生物资源的开发利用受到制约。近年来,直接提取环境样品中混合微生物总基因组DNA,利用可培养的宿主细菌构建宏基因组文库,通过筛选目的克隆,寻找活性代谢产物,取得瞩目进展。对这一新领域的研究进展结合我们的研究概况进行了简要综述。

海洋来源真菌A-f-11中吲哚二酮哌嗪类抗肿瘤活性成分的研究

对海洋来源具有抗肿瘤活性的真菌A-f-11中活性次级代谢产物进行了研究,采用活性追踪的方法从乙酸乙酯提取物中分离得到7个含吲哚基的二酮哌嗪类化合物,根据化合物的光谱特征和理化性质分别鉴定为cyclo-L-tryptophyl-L-proline(1),N-Prenyl-cyclo-L-tryptophyl-L-proline(2),tryprostatin B(3),dem ethoxyfum itrem orgin C(4),fum it remorgin C(5),cyclotrypros-tatins B(6)和fum itrem orgin B(7),其中化合物2为新天然产物。利用丽丝胺罗丹明法,对7个单体化合物的抗肿瘤活性进行了初步评价。

老鼠簕植物内生真菌Aspergillus terreus (W-8)抗肿瘤活性成分的研究

对红树林植物的枝干、枝叶样品进行微生物分离,以P388细胞为模型进行活性评价得到14株具有抗肿瘤活性的真菌。采用溶剂萃取、柱色谱及半制备HPLC等分离手段对来源于红树林植物老鼠簕Acanthus ilicifolius Linn.的菌株Aspergillus terreus(W-8)发酵产物进行了活性追踪分离,共得到5个化合物。通过理化性质及波谱技术,结合文献,鉴定其结构分别为aspulvinone H1(1)、aspulvinone H(2)b、utyrolactone I(3)t、errein(4)和3-propylbenzene-1,2-diol(5),其中化合物1的核磁数据为首次报道。采用MTT法初步评价了单体化合物的抗肿瘤活性,结果表明化合物4、5对A549、K562和Hela细胞均具有中等强度的细胞毒活性。

海洋来源黄直丝链霉菌产物中新细胞周期抑制剂的研究

目的研究海洋来源黄直丝链霉菌Z4-007产物中的抗肿瘤活性成分。方法采用流式细胞术筛选模型与分离技术紧密结合的活性跟踪分离模式,以细胞周期抑制活性为抗肿瘤指标,分离纯化活性成分;根据理化常数及波谱数据鉴定化学结构;用流式细胞术测试化合物活性。结果从黄直丝链霉菌Z4-007发酵物中分离得到4个活性化合物,其中1个鉴定为1-(2,4-二羟基-3,5-二甲基苯基)-(2E,4E)-己二烯-1-酮(1),其余3个初步推测为环肽类化合物。用小鼠乳腺癌tsFT210细胞经用流式细胞术测试分析结果表明:化合物Ⅰ在高浓度时将细胞周期抑制在G0/G1期,而在低浓度时则抑制在G2/M期并显示出一定的细胞凋亡诱导活性。结论化合物Ⅰ为首次从链霉菌属的微生物产物中分离得到,是一个新的细胞周期抑制剂。

极地微生物次级代谢产物及其活性研究进展

微生物次级代谢产物是药物先导化合物的重要来源。南北极地区独特而严酷的自然环境使得极地微生物在生物物种、活性代谢产物等方面表现出明显的新颖性,并正在成为微生物药物研究的重要资源。近年来从极地来源微生物中分离到许多结构新颖、活性显著的化合物,这些化合物为新药研究提供了丰富的资源。本文对近年来国内外对极地微生物代谢产物及其活性研究进行简要综述。

源于海洋真菌抗肿瘤活性物质的研究进展

海洋微生物以其生存于特殊的生物环境中而具有产生新型生物活性物质的巨大潜力。30多年来,从海洋真菌中分离鉴定近300个结构新颖的次级代谢产物,许多化合物显示了良好的抗肿瘤、抗菌和抗病毒活性。本文对近10年来海洋真菌所产生的抗肿瘤活性物质的研究进展进行综述,并对其发展进行展望。