Limitations in the use of tubulin polymerization assays as a screen for the identification of new antimitotic agents: The potent marine natural product curacin A as an example

Curacin A is a newly isolated lipid natural product that binds in the colchicine site of tubulin and inhibits mitosis. We have examined its effects on tubulin polymerization, studied by turbidimetry, under three reaction conditions. In 1.0 M glutamate + 1.0 mM MgCl₂, with a 37°C reaction temperature, we could find no concentration of curacin A that completely inhibited polymerization. A maximal inhibitory effect on turbidity development (about 50%) was observed with 5 m?M drug. Higher drug concentrations induced an abnormal polymerization reaction, which at 40 m?M differed little from the control reaction except for slightly delayed depolymerization in response to reducing the temperature to 0°C. In 0.8 M glutamate (no MgCl₂), with a 30°C reaction temperature, complete inhibition did occur at 3–5 m?M drug, but higher drug concentrations again induced an abnormal polymerization reaction. With 40 m?M curacin A this reaction was also similar to the control reaction, except that cold-induced depolymerization was slightly enhanced relative to the control. When polymerization was induced by microtubule-associated proteins, maximal inhibition of turbidity development (about 70%) occurred with 2 m?M drug, with higher curacin A concentrations inducing abnormal polymerization reactions that reached about 60% of the control turbidity readings. Under all three reaction conditions the polymer induced by high concentrations of curacin A consisted of large aggregates of tightly coiled spiral fibers that had a 2–3 filament substructure. The implications of these findings with curacin A are discussed in terms of the use of tubulin polymerization assays as a screen for identifying new antimitotic drugs. © 1995 Wiley-Liss, Inc.

1 This article is a US Government work and, as such, is in the public domain in the United States of America.

     

海绵动物的生物活性产物及其药理作用

概括来源于海洋海绵动物中新发现的36种生物活性次生代谢产物，阐述其化学成分及药理作用的研究进展。其化学成分具有生物碱、甾醇、萜类、大环内酯、肽类等。经药效评价且有抗菌、抗病毒、抗肿瘤以及心血管活性等药理作用。这些具明显药理作用的生理活性化合物，作为新药先导化合物进行研究开发，具有良好的应用前景。     

褐藻酸性寡糖对帕金森病大鼠纹状体、杏仁核多巴胺释放的影响

采用快速周期伏安法(FCV),在以6-羟基多巴胺(6-OHDA)制备的帕金森病(PD)模型大鼠上检测褐藻酸性寡糖HSH971对纹状体(Str)、杏仁核(Amy)多巴胺(DA)释放的影响。结果显示,腹腔注射HSH971 5mg·kg·d~(-1),7d能明显提高PD大鼠损毁侧Str、Amy的DA释放量,而对其健侧无影响。     

生化过程工程与中药现代化

在生化工程20余年的研究工作基础上。结合中药现代化开展了一些技术、材料与设备的研究开发工作。研究植物细胞、组织、器官大规模培养增殖技术，应用于细胞代谢产物、生物转化和人工育种及发根，实现了工厂化生产，并成功研制多种类型的生物反应器；在原有化学工程提取分离技术的基础上，发展了反应分离耦合、微波辅助提取等新技术，实现了高效浸出，并且节能、节水；此外，又发展了包括反胶团萃取、一步三相萃取青霉素、泡沫分级分离、膜分离、高速逆流色谱分离纯化等新技术。高速逆流色谱技术是一种没有固相载体的液一液多级逆流萃取技术，避免了不可逆吸附，已成功用于多种天然产物的分析和分离，作为研究中药指纹图谱的新方法具有很好的精密度和重现性。高效液相色谱、气相色谱、毛细管电泳、质谱等技术在指纹图谱研究中发挥了重要作用。与此同时，还研制了多种分离介质，并在药物的修饰与包埋方面做了大量工作。另外，在海洋药物研究领域，创造了连续培养连续采收的新流程、新技术．进行了转基因藻的培养。用于生产基因工程产品。     

半叶马尾藻化学成分的研究Ⅰ

 目的：对马尾藻科植物半叶马尾藻［Sargassum hemiphyllum(Turn.) Ag.］藻体的甾醇类成分进行研究。方法：利用真空液相层析、Sephadex LH-20层析和反复硅胶柱层析进行分离，根据甾醇的理化性质和光谱数据鉴定其结构。结果：得到5个甾醇类化合物，分别确定为岩藻甾醇(SPⅠ)、24 氢过氧基 24-乙烯基胆固醇(SPⅡ)，(22E，24S)24-甲基-5α胆甾7，22二烯3β，5，6β三醇(SAⅢ)，saringosterol (SPⅣ)和麦角甾醇过氧化物(ergosterol peroxide) (SAⅥ)。结论：SPⅡ，SAⅢ和SAⅥ为首次从褐藻类中发现。     

青岛沿海海洋附着生物抗肿瘤活性的筛选

对青岛沿海海洋附着生物资源进行调查，采用海虾细胞毒性法及流式细胞术对已鉴定的18种附着生物进行抗肿瘤活性筛选。结果表明，星座美洲海鞘Amaroucium ecostellatum Verril、大菊海鞘Botryllus magnicoecus Hartmeyer、山形海绵Mycale macilenta、海黍子Sargassum kjellmanianum Yendo、裙带菜Undaria pinnatifida(Harv．)Sur．甲醇提取物具有较强的抗肿瘤活性。并进一步进行活性成分追踪研究，确定星座美洲海鞘、大菊海鞘、山形海绵、海黍子、裙带菜的活性部位。     

一株抗肿瘤放线菌的筛选及其初步研究

在经过MTT法初筛得到的具有细胞毒的海洋微生物中 ,我们又采用荧光显微观测法 ,发现放线菌AK 1 1处理的细胞发生凋亡。在琼脂糖电泳上呈现DNA梯度带 ,进一步验证了其具有使细胞凋亡的作用。AK 1 1活性化合物纯品的裸鼠试验结果表明 :其试验浓度为 0 .0 1 6 μg·kg- 1,0 .1mL/次和 0 .0 0 8μg·kg- 1,0 .1mL/次时抑瘤率分别为 5 2 .0 %和 33.6 %。对人胃癌细胞MGC 80 3及人胃肝细胞SMMC772 1的IC50 的测定值略小于阿霉素 ,显示了AK 1 1具有较高的抗肿瘤活性。FCM对细胞周期的分析表明 :经AK 1 1处理后细胞在S期发生阻滞。DNA合成受阻     

DNA提取方法进展

DNA的提取是分子生物学研究的基础技术，提取的DNA的纯度及结构完整性是进行基因工程各项研究所必需的条件。近年来一些新的或改进的DNA提取纯化方法不断出现，本文对从陆生动物、植物、微生物以及海洋生物提取DNA的方法进行综述。     

海洋贝类提取物的药理作用研究

目的 通过观察海洋贝类提取物(EMS)抗血小板聚集和抗氧化的药理作用,探讨EMS抗动脉粥样硬化(AS)作用机理。方法1.采用二磷酸腺苷(ADP)和胶原作诱导剂进行体内及体外血小板聚集实验,观察EMS对大鼠血小板聚集功能的影响。2.检测EMS对血清总超氧化物歧化酶(T-SOD)及脂质过氧化物丙二醛(MDA)含量的影响。结果 1.EMS体外用药(9.76,29.27,48.78 mg·mL~(-1))可显著降低胶原诱导的家兔血小板最大聚集率;在体内实验中,EMS(5,10,20g·kg~(-1))ig对ADP诱导的大鼠血小板聚集率无明显影响。2.EMS(5,10,20g·kg~(-1),ig,qd)可显著升高大鼠血清T-SOD的活性,并降低MDA含量。结论EMS具有抑制血小板聚集功能和抗氧化作用。     

海洋微生物抗菌活性的初步研究

从南海、东海、黄海等海域的海洋底质、生物样品中分离到1003个海洋微生物菌株．包括520株放线菌、111株真菌、222株常温细菌和150株耐热细菌。通过纸片法对其抗菌活性进行筛选．结果发现321株海洋微生物具有抑菌活性，占总分离菌株的32．0％。放线菌、真菌、常温细菌、耐热细菌的活性菌株比例分别为39．6％，32．4％。17．1％，27．3％。具有抑菌活性的菌株比例与样品来源密切相关。生物样品来源的细菌抑菌活性较高的菌株比例较底质样品来源的要高，而海洋放线菌与海洋真菌结果相反。各类海洋微生物菌株的抗菌谱有很大的不同。