海绵共附生微生物的研究新进展

海绵是最原始的一类后生动物,已被作为海洋活性化合物的重要来源之一,其独特的孔状结构使其成为许多海洋微生物的优良宿主。近年来国内对海绵及其共附生微生物的研究主要集中在它们产生的活性物质方面,但对海绵共附生微生物的分布、多样性及其对宿主海绵作用的研究鲜有报道,就国内外研究进展进行了综述。

海绵共附生微生物中具有α-葡萄糖苷酶抑制活性菌株的筛选与初步鉴定

通过建立α-葡萄糖苷酶抑制剂筛选模型,对美国圣璜岛海域海绵共附生微生物发酵产物进行活性筛选.其中,α-葡萄糖苷酶活性测试反应体系是在96孔酶标板中进行,在α-葡萄糖苷酶浓度为0.008 U/cm3,pH值为6.8,反应温度为37℃及测定生成物波长为405 nm的基础上,优化筛选模型.结果表明,模型的最佳筛选条件:底物PNPG的浓度为10 mmol/dm3、活性测试反应时间为25min,样品溶剂DMSO含量为2%(V/V).以α-葡萄糖苷酶抑制剂阿卡波糖作为阳性对照样品,根据优化后的抑制活性筛选模型对212株海绵共附生微生物的粗提物样品进行筛选.结果表明:19株微生物的粗提物抑制率大于50%;其中,抑制活性最高的5株菌株的粗提物,在浓度为0.4、0.6、0.8 mg/cm3时,其抑制活性均在70%以上,远远高于阿卡波糖的最高抑制率58%(1.6 mg/cm3).其中菌株HY936粗提物浓度在0.4 mg/cm3时,仍具有很高的α-葡萄糖苷酶抑制率79.3%.通过16SrDNA序列测定与分析,鉴定该菌株为坚强芽孢杆菌(Bacillus firmus).坚强芽孢杆菌代谢产物能显著抑制α-葡萄糖苷酶活性,这为研制新型α-葡萄糖苷酶抑制剂提供了有力的线索,对坚强芽孢杆菌有待作进一步的研究.

共培养诱导海绵共附生微生物生产活性物质的研究

诱导共培养海绵共附生微生物生产活性物质是近些年研究开发海洋天然产物的重要方法之一。本文简要地介绍了海绵的结构及其共附生微生物,并着重阐述了海洋微生物诱导效应的发现以及海绵共附生微生物诱导培养的最新研究成果。最后,对今后进一步研究海绵共附生微生物诱导培养生产活性物质进行了展望。

海绵共附生放线菌Streptomyces parvulus MA1076的次级代谢产物研究

海绵共附生放线菌是活性次级代谢产物的重要来源,对海绵共附生放线菌Streptomyces parvulus MA1076进行菌株鉴定和化学成分分析。通过16S rDNA序列分析、构建系统发育树进行菌株鉴定;利用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱以及半制备高效液相色谱等技术对其发酵产物进行分离和纯化,通过核磁共振、高分辨质谱等方法,并结合文献数据对化合物进行结构鉴定。从放线菌Streptomyces parvulus MA1076中分离鉴定出6个化合物,分别为放线菌素D(化合物1)、胡萝卜苷(化合物2)、环-((S)-脯氨酸-(R)-亮氨酸)(化合物3)、胸腺嘧啶核苷(化合物4)、3′-氧-乙酰胸腺嘧啶核苷(化合物5)和3-羧基吲哚(化合物6)。化合物2~6为首次从该种属放线菌中分离得到。活性筛选结果显示,化合物1对两株胰腺癌细胞系有明显的增殖抑制活性,研究结果丰富了海绵共附生放线菌次级代谢产物的结构多样性,可为开发利用海洋微生物资源提供参考。

一株抗硅藻附着的海绵附生菌的鉴定及发酵条件优化

为了从海绵共附生微生物中寻找天然高效抗污损活性物质,本文针对前期研究获取的4株具有显著抗硅藻附着的活性菌株进行活性验证和比较,选出其中最优菌株进行菌种鉴定及发酵条件优化.比较了活性菌株对小新月菱形藻(Nitzschia closterium)、咖啡双眉藻(Amphora coffeaeformis)、碎片菱形藻(Nitzschia frustulum)附着的抑制活性,确定菌株UST050418-715为最优菌株;通过16S r DNA的测序分析,结合平板的菌落形态和扫描电镜下菌体特征,鉴定活性菌株UST050418-715为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus).为优化该菌株的培养条件,选择了酵母粉、蛋白胨、Na Cl、p H值进行四因素三水平的正交实验,对菌株培养条件进行优化.发现选择的4个因素对应的菌株发酵产物对硅藻附着的抑制活性大小不同,影响显著性顺序是酵母粉>蛋白胨>Na Cl>p H值,综合菌株发酵产物活性、粗提物产量和菌株生长情况进行分析,确定菌株UST050418-715基于海洋2216E培养基的最佳发酵条件为:蛋白胨含量7.5 g/dm3,酵母粉含量3 g/dm3,Na Cl含量10.45 g/dm3,p H值9.5.

南极海绵共附生真菌Talaromyces sp.HDN1820200次级代谢产物研究

目的对南极海绵共附生来源真菌Talaromyces sp.HDN1820200的次级代谢产物进行研究。方法对菌株发酵液粗提物利用柱层析(VLC,ODS)、凝胶分子筛(LH-20)以及半制备高效液相(MPLC)等方法进行次级代谢产物的分离纯化;利用现代波谱学方法(核磁共振NMR、圆二色谱ECD、红外光谱IR等)对化合物进行结构鉴定。结果分离鉴定了8个单体化合物:(2E,4E,6E)-4-methyldodeca-2,4,6-trienoic acid(1)、(2E,4Z,6E)-4-methyldodeca-2,4,6-trienoic acid(2)、Herbaridine B(3)、Kasanosin C(4)、Citrinolactone A(5)、Citreorosein(6)、1,5,8-trihydroxy-3-(hydroxymethyl)anthracene-9,10-dione(7)和Rugulosin B(8)。结论从南极海绵来源真菌Talaromyces sp.HDN1820200中分离得到了化合物1~8,其中化合物1和2为新化合物,属于脂肪酸类化合物,无明显细胞毒活性。

海绵内/共生稀有放线菌Dermacoccus sp.X4次级代谢产物分离纯化及结构解析

从中国南海西沙群岛10 m深海水中采集得到一株未鉴定海绵样品,对其进行共附生微生物的分离,得到真菌及细菌共16株。通过分子生物学鉴定及菌株发酵液抑菌活性测定,发现其中一株稀有放线菌皮生球属菌株Dermacoccus sp.X4对金黄色葡萄球菌具有较好抑菌活性。大量发酵制备该菌株发酵液,通过硅胶分配层析、ODS反相层析、SephadexTMLH-20凝胶过滤层析及C18反相层析等分离方法对发酵液成分进行分离,并使用液相质谱连用、一维核磁及二维核磁分析对分离得到的单一化合物进行鉴定,确定二酮哌嗪类化合物1个,吲哚酸酯类化合物2个。本研究中吲哚酸酯类化合物为首次从微生物次级代谢产物中得到,为丰富海洋微生物药用资源作出贡献。

抗硅藻附着活性细菌的筛选、鉴定与发酵条件优化

从美国华盛顿州圣璜岛海域的8种海绵样品的120株共附生微生物中,筛选出11株细菌的粗提物能有效抑制硅藻附着。其中683号菌株活性最高,对5种受试硅藻的平均抑制率达到98.0%。结合形态学特征和扫描电镜观察,以及16S rDNA序列分析,鉴定该菌株为短小芽孢杆菌Bacillus pumilus。并采用正交试验对该菌株进行发酵条件优化,结合粗提物的产量和抗硅藻附着活性进行统计学分析,确定了该菌株的最佳发酵条件是:发酵温度25℃,pH 7.5,NaCl浓度19.45 g/L,蛋白胨浓度5 g/L。