OSMAC策略探索海洋真菌次生代谢产物的研究进展

海洋生态环境(如高盐、高压、低温和寡营养等)以及海洋生物物种间复杂广泛关系赋予了海洋真菌独特的新陈代谢途径及适应机制,因此相比于陆地来源的相同种属真菌,海洋来源真菌能够产生结构独特、丰富多样、生物活性显著的化合物。迄今为止,已经有上万种化合物从海洋真菌中分离出来,但受限于传统培养技术,新结构和活性化合物的发现几率和速度都有所下降。“一株多化合物”(one stain-many compounds,OSMAC)策略是传统培养方法的发展,为寻找新型天然产物提供了新的方法,提高挖掘海洋真菌合成次级代谢产物的能力,逐渐被应用于海洋天然产物的发现。本文对OSMAC策略在海洋真菌次生代谢产物发现及活性研究中的应用进行总结,旨在为提高海洋真菌次生代谢产物的新颖性和多样性,加快先导化合物和生物资源的研究提供参考。

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。

OSMAC策略指导下深海真菌Stachybotrys sp.3A00409次级代谢产物的研究

以OSMAC策略为指导,研究深海真菌Stachybotrys sp.3A00409的次级代谢产物多样性,对其燕麦大米培养基发酵产物中与原始培养基具有差异的部分进行靶向分离,共得到7个单体化合物,鉴定为丁内酯类化合物butyrolactone-Ⅰ(1)、butyrolactone-Ⅲ(2)、butyrolactone-Ⅱ(3)、2-O-methylbutyrolactone-Ⅱ(4)、萘类化合物methyl-6-acetyl-4-methoxy-5,7,8-trihydroxy-naphthalene-2-carboxylate(5)、吡喃酮衍生物pyrophen(6)和阿魏酸(7)。抗肿瘤实验结果显示化合物1,2,7对人口腔上皮癌KB细胞表现出了较强的增值抑制作用,IC_(50)在1.18~1.34μg∙mL^(-1)。

基于OSMAC策略对海洋来源红树林内生真菌FYF J-9化学成分多样性的初步研究

本文研究OSMAC策略下海洋真菌FYF J-9化学成分多样性。采用正交实验方法考察不同培养基、海水盐度和培养时间等因素对红树林内生真菌FYF J-9次级代谢产物的影响。实验结果表明:影响次级代谢产物产量因素依次为:培养基>海水盐度>培养时间,综合微生物外观分析与TLC指纹图谱分析,最终确定红树林内生真菌FYF J-9最佳发酵培养条件分别为大米培养基(33.3 g/L、20 d)。

基于OSMAC策略对海洋微生物次生代谢产物的研究进展

海洋中蕴含了大量微生物,特殊的生存环境使其产生结构新颖、活性显著的先导化合物。为充分利用海洋资源,增加获得新型化合物的可能性,单菌株多次级代谢产物(OSMAC)策略在微生物代谢产物研究中发挥了重要的作用。从改变培养基的组成、发酵培养条件、混合培养和调控基因遗传条件4个方面,总结OSMAC策略应用于海洋微生物次生活性代谢产物的研究进展,旨在丰富先导化合物及新型药物的研发思路,加快海洋微生物次生代谢产物资源的开发利用。

OSMAC方法在微生物次级代谢产物研究中的应用

微生物次级代谢产物在药物发现和开发过程中已经并将继续发挥非常重要的作用。随着分子生物学的发展,科学家们发现这些次级代谢产物的化学结构是由微生物基因簇生物合成的。然而,近年来,由于长期采用常规的培养和分离程序,发现新的生物活性次级代谢产物的速度一直在减慢。一株多化合物(OSMAC)策略,可以激活微生物中许多沉默的生物发生基因簇,从而产生更多的天然产物。本文重点介绍了使用OSMAC方法的重要和成功的例子,包括改变培养基组成和培养状态、与其他菌株共培养、添加酶抑制剂和生物合成前体等。

球孢白僵菌发酵液抗人体致病细菌活性研究

为了探究球孢白僵菌YFCCFQ001发酵液的抗菌活性以及不同培养基对其抗菌效果的影响,用乙酸乙酯萃取球孢白僵菌YFCCFQ001发酵液,旋干后得到提取物,采用抑菌圈法测定其对6种耐药性人体致病细菌以及8种普通人体致病细菌的抗菌活性,并通过单菌多产物策略,改变培养基碳氮源,检测抗菌效果的变化。结果表明:球孢白僵菌YFCCFQ001提取物对4种耐药性致病细菌(溶血性葡萄球菌、大肠埃希菌、粪肠球菌、金黄色葡萄球菌)和8种普通致病细菌均有抗菌活性(其中关于球孢白僵菌对副溶血性弧菌、短小芽孢杆菌、无乳链球菌、福氏志贺氏菌、乙型副伤寒沙门氏菌的抗菌活性未见文献报道)。不同氮源对其抗菌活性影响显著,其中胰蛋白胨抗菌效果最好,对3种耐药性致病细菌和6种普通致病细菌均有活性。研究发现了球孢白僵菌对耐药性致病细菌的抗菌活性,以及不同培养基对球孢白僵菌发酵液抗菌活性的影响,为真菌中新型抗菌天然产物的寻找和利用提供新的思路。

蒜头果中植物内生真菌烟曲霉的抗菌活性研究

植物内生真菌是一类生活在植物体内的微生物,能够产生化学结构新颖、生物活性多样的次生代谢产物。本研究用纸片法检测从我国特有植物蒜头果中分离得到的植物内生真菌烟曲霉的抗菌活性,并采用单菌多产物(OSMAC)策略寻找植物内生真菌烟曲霉产生抗菌化合物的最佳条件。结果表明:该烟曲霉液体发酵提取物对供试的6种人体致病细菌均有抑菌活性(蜡样芽孢杆菌、副溶血性弧菌、无乳链球菌、福氏志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、藤黄微球菌),其中对副溶血性弧菌、藤黄微球菌最低抑制浓度达到6.25mg/mL。以马铃薯粉为氮源,麦芽糖或葡萄糖为碳源,提取物得率较大且抑菌活性最好,接种量为60mg/100mL时提取物收获量最高。此外,改变培养温度能提高提取物对除无乳链球菌及藤黄微球菌以外的4种致病菌的抗菌活性。与细菌共培养后对蜡样芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、藤黄微球菌的抗菌活性有所增强,但对副溶血性弧菌、无乳链球菌、福氏志贺氏菌的抗菌活性下降。本研究为植物内生真菌抗菌化合物的开发利用奠定基础。