石珊瑚共附生真菌次级代谢产物的抗炎活性及化学多样性研究

以石珊瑚共附生真菌为研究对象,探究不同培养条件对其次级代谢产物抗炎活性和化学多样性的影响。基于OSMAC(one stain many compounds)策略,分别选用马铃薯葡萄糖水(potato dextrose broth,PDB)和糙米培养基,并设置3种盐度(0.3%、3.0%和10.0%),对31株石珊瑚来源共附生真菌进行小规模发酵培养。以脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的BV-2小胶质细胞为炎症模型,从中筛选出具有抗炎活性的菌株;并通过薄层色谱法(thin-layer chromatography,TLC)指纹图谱、超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱法(ultra-performance liquid chromatography quadrupole time-of-flight mass spectrometry,UPLC-QTOF-MS)以及基于特征的分子网络(feature-based molecular networking,FBMN)等技术手段进一步分析抗炎活性菌株次级代谢产物的化学多样性。结果表明,5株菌株在糙米培养基条件下表现出显著的抗炎活性,对LPS诱导的BV-2细胞中一氧化氮(nitric oxide,NO)的释放显示中等或强的抑制活性,且呈现显著的浓度剂量依赖性。而菌株C3-9粗提物在10和20μg/mL的低浓度条件下也表现出了显著的抑制NO产生的作用,进一步的TLC和FBMN分析显示菌株C3-9的次级代谢产物中含有丰富的抗炎活性化合物,且具有高度的多样性。石珊瑚共附生真菌C3-9次级代谢产物具有显著的抗炎活性和多样性,为后续抗炎活性化合物的发现提供了基础。

FT-ICR MS解析水中DOM化学多样性及分子转化特性

针对溶解性有机物(DOM)组成极具复杂性、难以从分子水平研究其化学多样性的问题,该文基于FT-ICR MS超高分辨质谱技术建立了水体DOM的分子组成和化学多样性的表征方法:通过可视化分析发现水中DOM是以CHO元素组成的木质素/富羧酸脂环分子为主体;揭示了氯消毒过程中DOM的分子转化规律,证实DOM中CHO分子的主要转化途径为木质素/富羧酸脂环分子氧化并裂解生成高含氧化合物;识别了氯消毒后生成的氯代消毒副产物分子,其中最主要的副产物类型为氯代多酚类化合物。实验结果表明了FT-ICR MS技术在解析DOM化学多样性及分子转化特性的优势,为多种复杂环境下DOM分子层面转化研究提供了强有力的支撑。

超高效液相色谱-傅里叶变换离子回旋共振质谱法解析溶解性有机质的化学多样性

采用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)结合四极检测技术,对水体、气溶胶和土壤样品中溶解性有机质(DOM)进行在线超高效液相色谱(UPLC)-质谱分析。3种环境样品主要组成为强极性含盐化合物、富氧低饱和度的单宁酸类化合物、低氧高饱和度的木质素类化合物及蛋白/氨基糖类化合物。UPLC-FT-ICR MS适合分析DOM的分子组成,在水体、气溶胶和土壤DOM中能够有效匹配分子式的质谱峰数目分别为12 027、15 593和8 029个。质谱数据经可视化处理后发现,水体样品的特有组分主要出现在0.1<O/C<0.5、1.0<H/C<1.7区域,为低氧高饱和度的木质素组分;气溶胶样品的特有组分主要出现在0.4<O/C<1.0、1.5<H/C<2.0区域,属于碳水化合物的分布范围;土壤样品在不同极性洗脱段有不同的特有组分,亲水段的特有组分主要出现在0.6<O/C<1.0、0.5<H/C<1.0区域,为单宁酸类化合物,而疏水段的特有组分主要为木质素类化合物。本研究以探索的方式,提出了采用UPLC-FT-ICR MS分析环境体系DOM的方法,选用不同极性的流动相利用UPLC对环境样品中的DOM进行分离,并结合高分辨质谱分析,表征了DOM分离为不同极性组分后的分子组成以及其可能的化合物类型,为揭示更全面的DOM分子组成提供了技术支持。

高效液相色谱法分析大白口蘑菌株的化学多样性

在相同培养条件、相同检测条件下,以分离提纯的腺嘌呤核苷为对照品,运用高效液相色谱(HPLC)和SAS 9.0软件对大白口蘑7个菌株的化学多样性分析方法进行研究。试验结果表明:在单峰面积占总峰面积5%以上所检测到的化学成分及其含量在各菌株中存在较大差异,即大白口蘑菌株间存在一定的化学多样性。在聚类上,化学成分含量的差异与菌株来源的地理距离并无相关性。

北部湾海洋微生物物种多样性与化学多样性研究进展

北部湾海域是我国生物多样性最丰富的海域之一,为人类发展提供了大量的生物资源。北部湾还蕴含着极丰富的微生物资源,是新物种、新基因、新药物、新生物材料的潜在来源。为更全面地了解北部湾海洋微生物的研究现状,促进北部湾海洋微生物资源的研究和开发利用,本文综述了北部湾海洋微生物的物种多样性和代谢产物活性成分多样性,为深入研究北部湾海洋微生物,开发和利用北部湾海洋微生物资源提供参考。

基于单菌多次级代谢产物策略的深海来源放线菌Streptomycessp.SCSIO 15079化学多样性研究

采用单菌多次级代谢产物(OSMAC)策略对1株深海放线菌Streptomyces sp.SCSIO 15079进行化学多样性研究。通过在不同盐度、pH值和发酵时长条件下对菌株进行培养调控并筛选出1种适宜发酵条件,分别进行摇床和发酵罐发酵。综合运用正相硅胶柱色谱、十八烷基硅烷(Octadecyl Silance, ODS)反相柱色谱、葡聚糖凝胶柱色谱(Sephadex LH-20)、半制备高效液相色谱(HPLC)等方法,对菌株摇床与发酵罐发酵产物中具有差异的化学成分进行导向分离与纯化,根据核磁数据和文献对比进行化合物结构鉴定。研究结果表明,将Streptomyces sp.SCSIO 15079菌种接种到不添加海盐、pH值为7.2的A培养基中,于28℃、180 r/min摇床发酵7 d,可获得更丰富的代谢产物;经分离鉴定,从摇床发酵产物中得到的9个与发酵罐发酵产物不一样的化合物且均为含氮类化合物,分别为吲哚甲醛(1)、3-羟基吲哚(2)、胸腺嘧啶(3)、尿嘧啶(4)、环-(脯氨酸-苯丙氨酸)二肽(5)、环-(亮氨酸-缬氨酸)二肽(6)、环-(丙氨酸-异亮氨酸)二肽(7)、环-(丙氨酸-缬氨酸)二肽(8)、环-(脯氨酸-缬氨酸)二肽(9)。上述结果表明改变发酵方式可影响菌株基因的转录和翻译,调控其代谢并产生新的代谢产物。

化学多样性空间探索与组合药物设计

本文综述组合化学的最新进展，内容涵盖组合化学的基本概念、原理、技术，在药物发现中的应用，以及组合化学和其他科学技术分枝的关系。最后，提出了组合化学工程中亟须研究的一些项目，介绍了开展这些研究所必需的条件。

中药内生真菌化学多样性的研究进展

中药植物内生真菌可以产生许多生物活性物质,有些代谢产物与宿主相同或相似。由于中药植物内生真菌的多样性,使其成为新药研发的宝库,同时对珍稀濒危植物的可持续利用具有重要意义。总结近年文献,对中药中蕨类植物、裸子植物和被子植物等内生真菌的代谢产物多样性及报道的生物活性进行综述,以供参考。

根际化学与生物多样性的表征方法:组学技术的机遇与挑战

根际是联结植物、土壤和微生物的重要界面,是化学与生物过程耦合最活跃的区域.根际环境影响土壤中有机和无机污染物的行为,而研究方法的完善与提升有助于阐释根际中复杂的过程与作用机制.本文从传统的化学和生物学方法到新兴的组学技术对根际科学的方法学研究进展进行了综述,重点讨论了当今组学技术在根际研究中应用机遇与挑战,同时展望了今后需要关注的科学问题.根际化学组分的传统分析方法涵盖了光谱、色谱、质谱和色质联用等技术,主要聚焦于低分子量有机酸等小分子的定性定量测定,导致对根际化学多样性的认知偏差;传统的根际微生物研究依赖于培养技术,对微生物多样性的描述存在很大的局限.揭示根际异质性和复杂性,亟需采用高端的技术,组学方法显示出极大的优势,显著提高了研究者对根际科学的认识.基于靶向和非靶向代谢组学有利于深入研究根际复杂的化学多样性过程;基于宏基因组学、转录组学和蛋白组学等组学工具能够提供微生物组基因和蛋白的表达、功能特性等更详细的信息,可以全面地揭示根际微生物的多样性.应该强调的是,未来多组学整合分析更是表征根际化学与生物多样性的一个强有力工具,但需要更多的模型、框架和计算基础来实现根际基因、蛋白、转录和代谢水平的多层次关联,以助于挖掘根-微生物-土壤界面大量尚未揭示的关键过程、机理及生态环境效应.

淡水真菌次生代谢物的化学和生物活性多样性

淡水真菌是地球上淡水生态系统中具有多样性和生态性的重要生物。淡水真菌主要是指生命周期中依赖淡水的真菌,在自然界中分布非常广泛,目前发现的大部分淡水真菌为子囊菌。淡水真菌生存的环境属于动态系统,其所在的基质随着各种因素的影响不断地变换,从而导致淡水真菌在自然界中扮演着多重角色。淡水真菌可以作为分解者用于废物和废水修复,也可去除水中的重金属等有害污染物,还可以促进营养物质和碳循环,维持淡水生态系统的平衡等。近年来,淡水真菌的次级代谢物作为结构新颖活性多样的先导化合物的来源之一,引起了广大科研工作者的兴趣。淡水真菌的物种多样性和生物合成基因簇的多样性代表了其能通过一系列复杂的代谢途径产生新颖的次级代谢物的无限潜力。本文主要介绍2012年至今,共138个次级代谢物从16种淡水真菌中被分离获得(其中,新化合物78个),这些化合物结构复杂多样,包括聚酮类、醌类和生物碱及多肽等,在抑制肿瘤细胞增殖、抗菌和抗虫方面具有较好的生物活性,尤其对抗肿瘤和抗生素等类药物的研发提供了宝贵资源,其中部分已经广泛应用于农业和医药行业。然而,国内对淡水真菌的次级代谢产物的研究起步较晚,处于未开发的状态,希望本篇综述能为淡水真菌的后续研究开发提供帮助和参考。

基于OSMAC策略对淮河来源真菌Talaromyces stipitatus BMC-16化学成分多样性的研究

目的采用单菌株多次级代谢产物(OSMAC)策略对分离自安徽蚌埠淮河区域泥样的真菌Talaromyces stipitatus BMC-16进行化学多样性的研究。方法基于OSMAC策略,选用19种不同培养基分别小规模发酵培养菌株Talaromyces stipitatus BMC-16。观察不同培养基条件下菌株生长状态,采用高效液相色谱法(HPLC)和薄层色谱法(TLC)分析小规模发酵次级代谢产物化学多样性,纸片法检测其抑菌活性。结果在不同培养基中,菌株的产量、生长形态、代谢产物分布以及抑菌活性均有差异,显示出较佳的代谢潜能。对不同培养基发酵物中的主峰进行分离纯化,获得化合物1,经鉴定为已知化合物stipitatic acid。结论基于OSAMC策略,改变培养基条件,对菌株Talaromyces stipitatus BMC-16的次级代谢产物有显著的影响,丰富了该菌株次级代谢产物的化学多样性。

城市雨水径流中溶解性有机物的分子化学多样性

雨水径流中溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)是影响城市水生态环境安全的重要因素.为了揭示城市不透水路面雨水径流(pavement runoff,PR)和绿地雨水径流(greenland runoff,GR)中DOM组分特征及其来源上的区别,应用具有超高分辨率的傅里叶变换离子回旋共振质谱(fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer,FT-ICR-MS)对两者的DOM分子化学多样性进行表征,并从DOM分子化学多样性与环境因子之间的斯皮尔曼(Spearman)相关性的角度进行分析.结果表明:①在分子累计到达饱和状态下,PR-DOM的分子累计数量(12498种)远大于GR-DOM(7015种),其分子分布(150~750)比GR-DOM(150~850)更为集中,且相对分子质量普遍小于GR-DOM;②根据分子组成及其相关性分析,PR-DOM和GR-DOM的组分及来源存在明显差异.PR-DOM组成受人为活动影响较大,其主要成分(CHOS)中含有大量可能来源于人为使用的表面活性剂的磺酸类物质,且显著存在的脂肪族成分的主要来源应为交通污染.而GR-DOM组成受人为活动影响较小,其主要成分(CHO)以NOM为主,且大部分高度不饱和酚类化合物主要来源于降雨对土壤表层植物残体降解所形成的腐殖质的冲刷.

表观遗传修饰法增加真菌次级代谢产物化学多样性的应用

真菌次级代谢产物结构新颖、活性显著,是药物先导化合物的重要来源。然而,大量已知化合物的重复分离限制了传统真菌天然产物研究的快速发展。化学表观遗传修饰法是1种真菌代谢调控的简便、有效方法,其通过在培养基中添加化学表观遗传修饰剂激活真菌的沉默代谢途径获得隐蔽天然产物。本文综述了2016年至2020年间采用化学表观遗传修饰法增加真菌次级代谢产物化学多样性的研究进展,以期为真菌天然产物的深入研究提供参考。

基于OSMAC策略对深海来源真菌Acrostalagmus luteoalbus SCSIO F457化学多样性的初步研究

目的采用单菌多次级代谢产物(OSMAC)策略对1株采自南海深海2801 m沉积环境的白黄笋顶孢霉属真菌Acrostalagmus luteoalbus SCSIO F457进行化学多样性的初步研究。方法通过在不同培养基、不同pH与不同盐度条件下对菌株进行培养调控并筛选2种适宜发酵条件进行小规模发酵。采用硅胶柱层析、葡聚糖凝胶层析、半制备高效液相等色谱学方法对发酵产物进行化学分离,利用NMR、MS等波谱学技术并结合文献鉴定化合物结构,并对化合物进行初步抗氧化和抗菌活性测试。结果从菌株SCSIO F457的发酵产物中共新增分离鉴定11个单体化合物,包括paulownin(1)、cyclo(L-Phe-L-Pro)(2)、cyclo(L-Tyr-L-Pro)(3)、cyclo(L-ValL-Pro)(4)、cyclo(D-Ile-L-Pro)(5)、cyclo(D-Leu-L-Pro)(6)、1-methyoxy-4-(2-hydroxy)ethylbenzene(7)、2-(4-hydroxyphenyl)-ethanol(8)、1-phenylbutane-2,3-diol(9)、3-methoxy-2-methyl-4H-pyran-4-one(10)及3-(hydroxy-acetyl)-1H-indole(11)。化合物7表现出较弱的1,1-二苯基-2-苦基肼(1,1-Diphenyl-2-picryl-hydrazyl,DPPH)自由基清除活性。

卷柏科植物化学成分多样性研究进展

卷柏属植物隶属蕨类植物门石松纲卷柏科,全世界分布约为700余种,我国约有70余种,分布于全国各地。卷柏属植物广泛的地理分布、不同的生长环境以及在植物进化中所扮演的重要角色使其产生了大量结构新颖的二次代谢产物并呈现出一定的化学多样性。目前为止,国内外学者已经从卷柏属植物发现并报道了296个化学成分,主要包括炔酚类、(双)黄酮类、木脂素类、生物碱、甾体、萜类、蒽醌等多种结构类型。本文重点综述卷柏属植物化学成分多样性及其生物学功能的研究概况,为卷柏属植物深入研究与开发提供有益参考。

“化学物质的多样性”教学现状与教学建议

通过调查发现"化学物质的多样性"教学中存在的问题,分析产生这些问题的原因。提出要建构"化学物质的多样性"的知识结构、用物质观统领"化学物质的多样性"的学习过程、用转化观凸显"化学物质的多样性"的应用价值等教学建议。

产地与种源对白术药材质量的影响

目的:探讨产地环境和种源对白术药材品质的影响,为白术药材生产的质量控制提供依据。方法:采用指标成分(白术内酯Ⅰ)含量比较和HPLC指纹图谱法结合相似度分析(夹角余弦值、Pearson相关系数)与主成分分析(PCA),以苍术为对照,分析了不同产地栽培的白术药材和同地栽培的不同种源的白术药材。结果:浙江磐安产白术的白术内酯Ⅰ含量显著高于安徽亳州产,不同产地种源的白术药材中白术内酯Ⅰ含量也存在显著差异。相似度分析和PCA结果一致,全部样品聚成3类:浙江磐安栽培的所有种源的白术、安徽亳州栽培的白术、浙江磐安栽培的苍术;前二者的相似性更接近,而苍术与前二者的差异较大;引种到磐安栽培的外地种源白术与磐安本地白术没有明显差异。结论:白术药材质量主要受产地环境的影响,种内遗传变异对整体化学相似性没有明显作用,但对白术内酯Ⅰ的含量仍有显著影响。在白术药材生产中要更加重视产地对白术药材品质的影响,尤其要避免白术与苍术的种源混淆。

次生代谢产物的生物分子特性决定基因适合度

种群内与生物代谢相关基因的突变,必然会导致新酶、新代谢产物的形成,从而使生物体具有化学物质的多样性。新物质对生物体及细胞的生存或有利,或不利。该研究从选择进化的角度论述了代谢相关基因发生突变所产酶产物的生物分子活性是决定该基因能否保存的必要条件。同时指出,鉴于产物的生物分子性质可分为3个基本类型,而且选择压力对每种类型的选择存在差异性,从而使生物体具有化学多样性,并进一步形成代谢的多样性。

贵州黔东南地区侗族传统食品——虾酱的研究与开发

虾酱是贵州省黔东南自治州侗民族传统腌制食品,集甜、酸、辣、香、咸为一体,味道鲜美。通过对虾酱的微生物种类及化学成分测定分析,阐述了风味物质的形成机理及营养成分特点,探讨了虾酱的贮藏特性及开发利用价值。