链霉菌次级代谢研究进展

链霉菌是革兰阳性放线菌，具有复杂的次级代谢调控网络并产生大量具有重要价值的天然代谢物。本文概述链霉菌次级代谢途径的研究进展，重点论述利用目前获得的基因组信息改造和调控链霉菌的次级代谢途径，以提高天然代谢物产量和获得新代谢物的成果。后基因组时代的功能基因组研究使人类深入了解链霉菌家族，对链霉菌进行更合理高效的遗传操作，为提高具有重要价值的天然代谢物产量和获得新代谢物创造更为有利的条件。     

链霉菌的次级代谢调节

链霉菌的次级代谢受到种类繁多的小分子量物质和调节蛋白的调控。我们将叙述:1)在天蓝色链霉菌A3(2)中能增强afsB基因对放线紫红素产量起正效应的afsC基因;2)A因子,这是在灰色链霉菌中把次级代谢与细胞分化相联的“微生物激素”;3)在暗黄绿链霉菌(S.fulvoviridis)克隆的碳青霉烯生物合成基因簇中,控制碳青霉烯生产和孢子形成的基因鉴定。天蓝色链霉菌A3(2)中afsB和afsC基因天蓝包链霉菌A3(2)的afsB基因是一个多向性的调节基因,是菌体生物合成A因子(2-异辛酸-3R-羟甲基-γ-丁内酯)、呈色的抗生素放线紫红素(actinorhodin)和十一烷基灵菌红素(undecylprodigiosin)所必需     

深海冷泉链霉菌OUCLQ19-3次级代谢产物的研究

目的 探究深海冷泉来源微生物产生丰富次级代谢产物的潜力,挖掘具有抗多重耐药(multi-drug resistant, MDR)菌活性的次级代谢产物,为新型海洋药物研发提供先导化合物。方法 采用大规模发酵积累粗提物,利用有机溶剂萃取、C18反相硅胶开放柱层析、半制备高效液相等分离手段对发酵产物进行分离纯化,通过MS、NMR数据以及文献比对进行化合物的结构鉴定,进而对化合物进行抗MDR菌活性测试。结果 从深海冷泉来源链霉菌Streptomyces sp. OUCLQ19-3发酵产物中分离得到2个xiamycin类化合物,分别为xiamycin B(1)和xiamycin A(2);活性结果显示,化合物1和2均无抗MDR菌活性。结论 深海冷泉来源链霉菌Streptomyces sp. OUCLQ19-3能够产生一系列丰富的次级代谢产物,具有潜在的药用价值,其活性化合物有待进一步挖掘。     

链霉菌形态分化和次级代谢调控机制的研究进展

链霉菌具有复杂的形态分化周期,并能产生多种具有生物活性的次级代谢产物,而且两者的关系密不可分。文章总结了链霉菌气生菌丝和孢子形成等形态分化相关调控的研究成果,以及在次级代谢调控中全局调控和途径特异性调控等分子水平上的新进展。阐明链霉菌形态分化和次级代谢的调控机制将有利于优化次级代谢物生产菌株和新型药物的研究。     

塔克拉玛干沙漠来源链霉菌Streptomyces sp. 90次级代谢产物的研究

摘要：目的 研究塔克拉玛干沙漠来源链霉菌Streptomyces sp. 90的次级代谢产物。方法 采用反相硅胶柱色谱、葡聚糖凝胶Sephadex LH-20、半制备HPLC方法分离纯化该菌株的发酵粗提物,通过ESI-MS、NMR等波谱数据分析并与文献对比确定化合物的结构,采用琼脂扩散法和稀释法分别追踪化合物抗菌活性及评价化合物1的最低抑菌浓度(minimal inhibitory concentration, MIC),利用LC-MS法初步研究光照和温度因素对化合物1稳定性的影响。结果 从Streptomyces sp. 90中分离得到6个化合物,通过质谱和核磁共振等方法确定了化合物的结构,分别为已知化合物collismycin A(1)、collismycin B(2)、pyrisulfoxin A(3)、SF2738C(4)、SF2738D(5)和SF2738F(6);化合物1对表皮葡萄球菌表现出较明显的抑制作用,MIC值在8~16 μg/mL之间,对甲氧西林耐药的金黄色葡萄球菌(MRSA)表现出一定抑制作用,MIC在32~64 μg/mL,而对革兰阴性菌抑制活性较弱。化合物1在溶液状态下对光照敏感,而对温度较稳定。结论 化合物1为放线菌Streptomyces sp. 90主要活性物质,但对光照不稳定。     

链霉菌CPCC 203718中抗菌活性次级代谢产物的分离与鉴定

目的研究链霉菌CPCC203718中的抗菌活性次级代谢产物。方法发酵液经乙酸乙酯萃取、正相硅胶柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱和半制备HPLC等方法进行分离纯化,利用多种现代波谱技术进行化合物结构鉴定。结果从链霉菌CPCC 203718发酵液中分离鉴定了9个化合物,分别为:macrolactin B(1)、环(4-羟基-脯氨酸-亮氨酸)(2)、环(脯氨酸-酪氨酸)(3)、对羟基苯乙醇(4)、对羟基苯甲醛(5)、环(苯丙氨酸-甘氨酸)(6)、3-羟基吡啶(7)、环(缬氨酸-脯氨酸)(8)、germicidin A(9)。结论从链霉菌CPCC 203718发酵液中得到9个化合物,其中化合物1具有良好的抗金黄色葡萄球菌活性,MIC为8μg/m L,化合物4具有抗肺炎克雷伯菌活性,MIC为512μg/m L。     

深海链霉菌 Streptomyces sp.OUCT16-23中放线菌素类次级代谢产物的研究

目的 对1株深海链霉菌Streptomyces sp.OUCT16-23的次级代谢产物进行研究,发现具有新颖化学结构和良好生物活性的化合物.方法 采用V6培养基对Streptomycessp.OUCT16-23进行发酵培养,经高效液相色谱(HPLC)纯化得到化合物1和2,并综合运用质谱(MS)、核磁共振(NMR)等波谱...     

高寒草甸链霉菌Qhu-M197活性次级代谢产物的研究

摘要：目的 从高寒草甸来源的链霉菌Qhu-M197中发现具有抗菌和抗肿瘤活性的次级代谢产物。方法 首先扩增菌株Qhu-M197的16S rRNA基因并基于测序结果,构建系统发育树,初步开展菌株分类鉴定;其次基于色谱分离技术,结合高分辨质谱和核磁共振波谱学数据,对活性次级代谢产物进行分离和结构鉴定。最后采用微量稀释二倍法及CCK8法对分离化合物进行抗菌和抗肿瘤活性体外评价。结果 菌株Qhu-M197为链霉菌,其16S rRNA基因序列与Streptomyces phaeoluteigriseus DSM 41896T相似度为100.00%。菌株Qhu-M197的MS固体培养基发酵产物对金黄色葡萄球菌和枯草芽胞杆菌具有显著的抑菌效果。从其发酵产物中分离得到4个单体化合物,分别是mithramycin、aerugine、aeruginol以及2, 3, 4, 5-tetrahydro-3, 5-dihydroxy-6H-1, 5-benzoxazocin-6-one,其中mithramycin的抗菌和抗肿瘤活性最强,对金黄色葡萄球菌和枯草芽胞杆菌的最小抑制浓度(MIC)分别为0.012和0.095 μg/mL,对HepG2人肝癌细胞株和MCF-7人乳腺癌细胞株的半数抑制浓度IC50分别为0.45和0.46 μmol/L。结论 以链霉菌Qhu-M197为代表的青藏高原高寒草甸放线菌是抗菌和抗肿瘤活性次级代谢产物的重要来源。     

深海链霉菌Streptomyces somaliensis SCSIO ZH66ptm生物合成基因簇中orf7功能的探究

目的 探究深海链霉菌Streptomyces somaliensis SCSIO ZH66中编码多环特特拉姆酸大环内酰胺(polycyclic tetramate macrolactams,PTMs)类化合物 somamycin A～D 的生物合成基因簇ptm中orf7对该基因簇编码产物的影响.方法 采用PCR-tar...     

PPtase高表达海洋放线菌Streptomyces sp. SCSIO 40060的次级代谢产物研究

目的 对1株南海沉积物来源的PPtase高表达放线菌Streptomyces sp. SCSIO 40060进行次级代谢产物研究。方法 利用硅胶柱色谱、薄层色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱和高效液相色谱(HPLC)等手段对PPtase高表达菌株发酵产物进行分离纯化;运用核磁共振(NMR)、质谱(MS)等波谱方法,并结合相关文献数据比对,鉴定化合物的结构。结果 从PPtase高表达菌株发酵产物中分离纯化得到7个化合物,包括5个二酮哌嗪类化合物、1个萘醌衍生物和1个萘甲酸衍生物,分别为methoxyneihumicin (1)、XR334 (2)、(S,Z)-3-benzylidene-6-isopropylpiperazine-2,5-dione (3)、(S,Z)-3-benzylidene-6-methylpiperazine-2,5-dione (4)、(3Z,6Z-3-(4-methoxybenzylidene)-6-(2-methylpropylidene)-piperazine-2,5-dione (5)、2-methoxy-1,4-naphthoquinone (6)、1-hydroxy-4-methoxy-2-naphthoic acid (7)。     

剪切环境对南昌链霉菌形态和代谢的影响

通过在摇瓶和发酵罐上考察不同剪切环境对南昌链霉菌的代谢过程和菌丝形态的影响 ,并对某些菌丝形态参数进行了定量分析 ,发现南昌链霉菌对剪切的敏感性。在此基础上通过改变发酵罐上搅拌桨叶类型促进了前期菌体生长 ,并使最终发酵效价提高了 5 2     

槲皮素通过影响吲哚胺-2,3-双加氧酶活性抑制HeLa细胞增殖的研究

目的研究槲皮素抑制人宫颈癌HeLa细胞增殖的机制。方法采用CCK-8法检测细胞增殖;流式细胞术检测细胞周期的变化;运用紫外可见分光光度计测定OD₄₈₀值,反映色氨酸代谢及犬尿氨酸的生成情况;qPCR法检测IDO1的mRNA表达;表达、纯化IDO1蛋白并进行体外酶活性反应,用高效液相色谱法检测色氨酸和犬尿氨酸的含量变化。结果槲皮素抑制HeLa细胞的增殖,引起G0/G1细胞周期阻滞;槲皮素抑制色氨酸的代谢;槲皮素能够明显抑制IDO1的体外酶催化活性,但不影响IDO1的表达;外源性添加色氨酸的代谢产物犬尿氨酸可以逆转槲皮素引起的细胞增殖抑制。结论槲皮素可能通过抑制IDO1的酶催化活性,影响细胞色氨酸的代谢,这可能是槲皮素发挥其抗宫颈癌HeLa细胞增殖作用的机制之一。     

Role of the osmotic stress regulatory pathway in morphogenesis and secondary metabolism in filamentous fungi

Environmental stimuli trigger an adaptative cellular response to optimize the probability of survival and proliferation. In eukaryotic organisms from mammals to fungi osmotic stress, mainly through the action of the high osmolarity glycerol (HOG) pathway, leads to a response necessary for adapting and surviving hyperosmotic environments. In this review we show that the osmoadaptative response is conserved but not identical in different fungi. The osmoadaptative response system is also intimately linked to morphogenesis in filamentous fungi, including mycotoxin producers. Previous studies indicate that the response to osmotic stress is also coupled to the biosynthesis of natural products, including mycotoxins.     

Pharmacokinetics of tryptophan,renal handling of kynurenine and the effect of nicotinamide on its appearance in plasma and urine following L-tryptophan loading of healthy subjects

Summary The pharmacokinetics of tryptophan, the temporal occurence of kynurenine (KYN) and 3-hydroxykynurenine (3-HK) in plasma and urine, and the effect of nicotinamide on tryptophan metabolism were studied in 6 healthy subjects after oral administration of L-tryptophan 100 mg per kg body weight. The peak concentration of tryptophan in plasma occurred after 1 to 2 h, tryptophan disappeared linearly from 2 to 5 h and exponentially from 5 to 8 h. Urinary tryptophan excretion was negligible. The peak concentration of KYN in plasma occurred after 4 h and it was correlated significantly with the area under the plasma curve (AUC) of KYN of the subjects investigated. The AUC in plasma of KYN was significantly correlated with urinary KYN excretion within individuals, but not in the group as a whole. The data suggest that KYN was reabsorbed by renal tubules and that the degree of reabsorption was subject to large interindividual variation. The peak concentration in plasma of 3-HK occurred 11 min later than that of KYN. The results suggest that the net tubular effect on 3-HK was secretion. Pre-treatment with nicotinamide (0.5 g three times daily) resulted in considerable decreases in AUC in plasma, and in urinary excretion of KYN and 3-HK, indicating inhibition of liver tryptophan pyrrolase. The concomitant increase in AUC in plasma of free and total tryptophan was insignificant.As only a relatively small amount of tryptophan is catabolized by tryptophan pyrrolase following an L-tryptophan load, cautious interpretation is recommended of urinary KYN excretion as an indicator of tryptophan break down in investigation of different subjects.Preliminary results from the nicotinamide study were presented at the 3rd meeting of the International Study Group for Tryptophan Research, Kyoto, Japan, 4–7th August 1980     

基于元基因组的南海海绵Theonella swinhoei共生微生物次级代谢潜力研究

目的 揭示中国南海海绵Theonella swinhoei共生微生物次级代谢潜力。方法 用Illumina Hiseq 2000测序仪对T. swinhoei元基因组DNA进行测序,用MG-RAST平台对共生微生物种群结构和功能进行分析,并比较此海绵与其它海绵的次级代谢差异。用fragment recruitment方法评估T. swinhoei元基因组中具有代表性的微生物在此种海绵和其它生境中的丰度。用antiSMASH预测T. swinhoei元基因组中次级代谢产物生物合成基因簇,并通过序列比对分析其来源。结果 T. swinhoei共生微生物主要包括Proteobacteria(30.5%)、Actinobacteria(6.2%)、Poribacteria(3.6%)、Firmicutes(3.5%)、Chloroflexi(2.6%)和Cyanobacteria(2.1%)。Candidatus Entotheonella sp. TSY1和Candidatus Entotheonella sp. TSY2在T. swinhoei中的丰度比其它生境高很多。T. swinhoei共生微生物中聚酮合酶模块和相关蛋白(COG3321)以及非核糖体肽合成酶模块和相关蛋白(COG1020)基因的比例比其它海绵共生微生物中的比例高。次级代谢产物生物合成基因簇除来自Candidatus Entotheonella外,还有许多来自未知的共生细菌和可能的蓝细菌。结论 中国南海海绵T. swinhoei共生微生物具有很强的次级代谢潜力,为研究海绵天然产物微生物来源提供了依据,同时为进一步开发利用T. swinhoei共生微生物资源提供了基础。     

The effect of probenecid on paracetamol metabolism and pharmacokinetics

Summary The influence of probenecid on the pharmacokinetics of paracetamol was investigated in a group of healthy volunteers.Pretreatment with probenecid caused a significant decrease in paracetamol clearance (6.23 to 3.42 ml·min^–1·kg^–1). The urinary excretion of paracetamol sulphate (243 to 193 mg); and paracetamol glucuronide (348 to 74.5 mg) were significantly reduced, whereas that of paracetamol was unchanged.Probenecid was shown to be an uncompetitive inhibitor of paracetamol glucuronidation in vitro, using rat liver microsomes.     

深绿木霉D16生物菌肥对丹参生长和次生代谢的影响

目的 研究深绿木霉D16固体菌肥不同剂量在盆栽和大田环境下对丹参苗生长和次生代谢的影响,为深绿木霉生物菌肥在生产上的应用提供参考。方法 分别在温室和陕西商洛丹参规范化生产基地开展实验,设置不同剂量（5、15、25 g）的D16菌肥处理组3组,25 g不加菌的固体菌种培养基为对照组,测定不同剂量D16菌肥对丹参苗生物量、有效成分含量的影响。结果 不同剂量的D16菌肥对丹参生长和有效成分积累均有显著影响,施用15 g的菌肥用量效果较优,收获时在盆栽和大田环境下干重分别是同期对照组的5.61倍和1.42倍,有效成分含量最高可达盆栽同期对照组的27.91倍和大田同期对照组的1.89倍。结论 15 g的深绿木霉菌肥能显著促进丹参苗的生长和有效成分积累,为内生真菌提升中药质量的生产实践做出了有益的探索。     

螺旋霉素产生菌的He-Ne激光诱变效果及其数量分析

目的利用He-Ne激光选育螺旋霉素产生菌生二素链霉菌（Streptomyces ambofaciens）的高产菌。方法利用功率密度为0．4mW／cm^2的He-Ne激光器，以不同的时间辐照螺旋霉素产生菌，筛选高产突变株。结果在激光照射8h的条件下，得到一株发酵效价比对照提高了38．6％的高产菌株，而且组分较出发菌株优异。结论通过对辐照剂量与致死率及正突变率问关系的数量分析，得到了一个基于自限模型和正态分布模型的用连续函数表达的诱变效果数学模型，根据模型优化的最优值，确定了He-Ne激光诱变的最佳作用时间为9h。