海洋微生物次级代谢产物抗菌作用研究进展

海洋微生物次级代谢产物种类繁多,具有丰富的结构多样性和不同的抗菌功能。其中以抗菌活性物质最为突出,已经成为近年来新药筛选的重要资源,在药品开发应用中具有良好的发展前景。本文结合近年关于海洋微生物次级代谢产物的报道,分析海洋微生物次级代谢产物的结构和功能;并对海洋微生物次级代谢产物在抗菌方面的作用及其抗菌作用机制的研究进展进行总结。     

海洋真菌活性次级代谢产物研究进展

海洋微生物因其特殊的生存环境而具有产生新型生物活性物质的巨大潜力,从海洋微生物中筛选药用活性物质已成为当今研究的热点.近年来,研究者们从海洋真菌中分离鉴定出了大量结构新颖的次级代谢产物,这些化合物表现出良好的抗肿瘤、抗菌或抗病毒等生物活性.本文对2010年来研究者们从海洋真菌中分离得到的部分次级代谢产物及相关生物活性的研究进展进行了综述,以期为海洋真菌天然药物的研究与开发提供借鉴和指导.     

真菌Tolypocladium sp.抗细菌次级代谢产物研究

目的 从黄河三角洲土壤来源真菌次级代谢产物中寻找抗细菌活性化合物。方法 利用化学和生物相结合的方法,筛选黄河三角洲土壤来源真菌中抗菌活性优异、代谢产物丰富的活性菌株,采用硅胶柱层析和制备HPLC等色谱技术对真菌次级代谢产物中抗菌活性组分进行分离纯化,采用¹H NMR、¹³C NMR数据及文献对比鉴定化合物结构。结果 从黄河三角洲土壤来源真菌中获得抗细菌活性菌株Tolypocladium sp.BYFY-1,从其大米发酵产物中分离得到化合物4个,分别是Tolypoalbin(1)、F-14329(2)、Pyridoxatin(3a和3b),其中化合物Pyridoxatin(3a和3b)对金黄色葡萄球菌(ATCC 29213)、粪肠球菌(ATCC 29212)、大肠杆菌(ATCC 25922)、铜绿假单胞菌(ATCC 27853)的MIC分别为8.0、16.0、32.0、128.0μg/mL。结论 首次报道了化合物Pyridoxatin的抗细菌活性,表明黄河三角洲真菌次级代谢产物是抗细菌活性化合物的重要来源。     

近年国内海洋微生物代谢产物研究概况

海洋微生物代谢产物是新药及其先导结构的一个重要来源,相关研究近来倍受关注。本文简要综述近年国内海洋微生物代谢产物的研究概况。     

一株海洋放线菌次级代谢产物的抗肿瘤活性研究

目的 对一株南海深海海洋沉积物来源放线菌SCSIO 11594分离出的5个天然次级代谢产物进行初步的抗肿瘤活性研究.方法 将5个天然次级代谢产物命名为化合物1~5,通过CCK8细胞毒性试验检测化合物作用于5株肿瘤细胞及1株正常肝脏细胞HL-7702后的效果,通过Graphad prism软件测定其IC50,并与经典抗肿瘤药物顺铂对比.结果 顺铂作用于5株肿瘤细胞的IC50值范围3.75~5.32μmol/L,化合物2作用于5株肿瘤细胞的IC50值范围0.24~0.74μmol/L,对肿瘤细胞的抑制作用是顺铂的10~20倍;化合物4作用于5株肿瘤细胞的IC50值范围0.28~6.93μmol/L,对肿瘤细胞的抑制作用是顺铂的1~10倍;化合物2和4作用于正常肝脏细胞HL-7702的IC50值分别为3.67μmol/L和12.47μmol/L,与作用于肿瘤细胞的IC50值相比,提示具有较好的抗肿瘤选择性.结论 放线菌SCSIO 11594分离出的次级代谢产物2和4具有较好的抗肿瘤活性和选择性,具有潜在的开发前景.     

海洋细菌Halomonas elongate的次级代谢产物研究

目的 对具有抗肿瘤活性的海洋细菌Halomonas elongate进行次级代谢产物的分离、纯化及抗肿瘤活性研究.方法 通过大孔吸附树脂、硅胶、ODS、Sephadex LH-20凝胶柱色谱等分离纯化手段,对H.elongate的次级代谢产物进行分离纯化;根据1H NMR谱、13C NMR谱及MS分析,并结合文献确定结构:采用MTT法对分离得到的次级代谢产物进行活性检测.结果 从海洋细菌H.elongate的发酵粗提物中分离鉴定3个化合物,分别为胸腺嘧啶-2 '-脱氧核苷(1)、环(L-甘氨酸-L-脯氨酸)二肽(2)、1-(2'-脱氧-β-D-赤式-呋喃戊糖)-1氢-1,2,4-三嗪酮(3),活性检测结果显示3个化合物对人肺癌细胞H1299生长活性均无显著抑制作用(IC50＞20 μμmol/L).结论 化合物1～3均为首次从Halomonas中分离得到.     

植物培养细胞次级代谢产物商产细胞系的筛选

对植物培养细胞中高产次级代谢产物细胞系筛选的方法与研究作了概述;包括高产变异系和突变体的产生和筛选等。同时对高产细胞系的稳定性及保存方法和当前研究的进展进行了讨论。     

红树林微生物及其代谢产物多样性

红树林是生长在热带亚热带海岸潮间带,受周期性潮水浸淹,以红树植物为主体的潮滩湿地木本生物群落.红树林不仅指红树植物,还指这一系统中由丰富的生物群落包括红树、细菌、真菌、放线菌、微藻、无脊椎动物、鸟类、哺乳动物等所形成的红树林生态系统.红树林生态系统覆盖了世界的热带亚热带60%～75%的海岸线[1],共有20科27属70种,我国现有红树面积15122hm2,共有红树植物12科16属27种1个变种[2],主要集中在海南、广西和广东三省.红树林湿地是海岸线生态关键区,具有高生产力,高归还率,高分解率的三高特点,其特殊的生长环境创造了极为丰富又极具特色的微生物资源.近年来越来越多的学者关注红树林环境中的微生物,其中包括代谢产物及生物活性物质研究,对各类污染物有较强降解能力的微生物等.     

Tat和TAR对人免疫缺陷病毒HIV-1基因表达的调控研究

目的为了寻找能够阻断HIV-1复制的方法,探索控制HIV-1蔓延的第二代基因治疗的新途径。方法采用自身引物一模板PCR得到了含有TAR核心序列( 11到 47)的多聚TAR-Core DNA同向串联体。结果所有这些抗性基因策略均能对病毒的复制产生较好的抑制作用。结论 TAT蛋白序列中氨基酸的替换使活性改变,与其三维结构的变化间有一定的相关性。     

人次级淋巴组织趋化因子的基因克隆及原核表达

目的：获得人次级淋巴组织趋化因子（SLC）基因，并通过大肠杆菌实现人SLC的非融合表达。方法：提取淋巴结组织总RNA，RT-PCR法扩增人SLC成熟肽基因，克隆到pMD18-T载体中，DNA测序。用限制性内切酶切下目的基因，与相应酶切的表达载体pBV220连接、筛选、鉴定。42℃热诱导表达目的蛋白，SDS-PAGE和Western印迹法鉴定重组蛋白，分子筛选初步纯化目的蛋白。结果：表达蛋白占菌体15％以上，免疫印迹证实为特异性蛋白，分子筛纯化后纯度达90％。结论：成功获得人SLC的原核表达。     

脱落酸及其调控植物次生代谢产物生物合成的研究进展

次生代谢产物是植物长期进化过程中为了适应生态环境产生的天然有机化合物,近年来,随着生物技术的发展,植物次生代谢产物经济以及药用价值愈发引起广泛关注。但一些次生代谢产物因为其复杂的结构和合成路径以及在植物中极低的含量,使其不能低成本大量生产。脱落酸（ABA）作为调控植物生长发育过程中的重要植物激素之一,可以依靠自身的合成与分解、信号传导、激素互作等作用来调控次生代谢产物的合成。文章综述了ABA在生物合成与分解代谢以及信号转导等方面的新进展,归纳了ABA对不同类型次生代谢产物的调控作用,为合理利用植物激素提高植物次生代谢产物的产量提供依据。     

CTLA—4在大肠杆菌中的克隆和表达

目的 在原核表达系统大肠杆菌中表达具有生物活性的人毒性T淋巴细胞相关蛋白－4可溶性部分（human soluble CTLA-4)。方法 PCR扩增获得CTLA－4编码基因,利用表达载体pGEX－2T构建重组质粒2TC,在所获DNA片段与文献报道CTLA－4序列一致。在重组大肠杆菌中0．10mmol/L IPTG诱导4h可大量生成相对分子质量40000的GST－CTLA4融合蛋白。Westen blot分析表明原核表达产物CTLA－4具抗原抗体结合活性。结论 hsCTLA－4可在原核表达系统中表达并具有免疫活性。     

小鼠促进骨髓抑制恢复相关因子IL-7基因的识别与克隆

目的寻找促进骨髓抑制恢复的相关细胞因子,进行骨髓抑制时基因表达差异分析,并对表达上调较大的细胞因子进行克隆验证。方法尾静脉注射5-Fu构建小鼠骨髓抑制模型,运用基因芯片方法分析正常小鼠与骨髓抑制模型第0,3,7,11,14天的基因表达差异,针对表达上调较大的鼠IL-7基因设计引物,以RT-PCR克隆其编码序列,并构建phCMV/IL-7真核表达载体。结果得到一组符合促进骨髓抑制恢复细胞因子特点的基因,其中细胞因子IL-7表达量升高30倍。结论IL-7符合促进骨髓抑制恢复细胞因子的特点,为研究骨髓抑制恢复的新方案奠定了基础。     

幽门螺杆菌毒素相关基因的克隆、测序及表达

目的　分段扩增、克隆幽门螺杆菌毒素相关基因cag A中间区 cag1,cag2 ,并利用大肠杆菌系统表达 .方法　PCR法扩增 cag A基因 ,双脱氧中止法测序正确后 ,克隆入大肠杆菌表达载体 p BV2 2 0 ,受控于 PRPL 启动子 ,转化大肠杆菌 DH5α,4 2℃进行温度诱导 .结果　 PCR分段扩增出 cag A中间区基因 cag1,cag2 ,分别为 975 ,75 5 bp,克隆入 p UC19质粒 ,测序正确 ;在 p BV中构建 cag1,cag2的重组表达载体p BVcag A1,p BVcag A2 ,工程菌诱导后 SDS- PAGE显示新生表达蛋白带 ,Mr:Cag136× 10 3,Cag2 2 7.9× 10 3,均与预期的 cag A蛋白 Mr一致 ,约占菌体总蛋白的 36 %和 2 4 % .结论　成功克隆分段扩增的 cag A中间区基因 ,并可在大肠杆菌DH5α中高效表达 .     

膜联蛋白A5 cDNA的克隆及其在大肠杆菌中的表达

目的:克隆人膜联蛋白A5 cDNA并在大肠杆菌系统内作表达.方法:利用RT-PCR技术从人胎盘组织的总RNA扩增膜联蛋白A5的cDNA序列,将该基因插入GST融合表达载体pGEX-5T,在tac 启动子控制下,IPTG诱导表达GST融合蛋白.以亲合层析法纯化表达的融合蛋白,用KPTT法验证抗凝血活性.结果:凝胶电泳显示PCR扩增产物的长度为978 bp,重组质粒测序结果表明,插入片段与人膜联蛋白A5的序列完全一致.在IPTG诱导下,K802重组菌高效表达出相对分子质量为58 000的融合蛋白,表达量占菌体总蛋白的26%.纯化蛋白具有很强的抗凝血活性.结论:成功克隆人膜联蛋白A5基因并在大肠杆菌中高效表达.     

人可溶性白细胞介素—6受体基因在昆虫细胞内的克隆与表达

目的：在昆虫细胞中表达人可溶性白细胞介素－6受体（sIL-6R)基因。方法：将人sIL-6R cDNA克隆至杆状病毒转移载体pAcGP67B中,再将重 组转移载体质粒与野生病毒AcNPV DNA共转染昆虫细胞sf9;经同源重组后,以终点稀释和斑点杂交法筛选重组杆状病毒;采用空斑分析法纯化重组的病毒,然后以纯化的重组病毒感染昆虫细胞Sf9。结果：斑点杂交实验证实,纯化得到的重组病毒含有人sIL-6R基因,SDS－PAGE结果显示,表达产物sIL-6R相对分子质量为47000左右,Western blot和受体配基结合实验表明,表达产物具有与其配基特异性地结合的能力,结论,杆状病毒－昆虫细胞能分泌表达sIL-6R,表达产物具有免疫活性和生物活性。     

RT-PCR检测胃癌NY-ESO-1抗原的表达及其基因克隆

目的:研究NY-ESO-1基因在胃癌中的表达,以便了解为胃癌患者是否可以使用NY-ESO-1抗原为基础的疫苗治疗。方法:采用RT-PCR方法检测了NY-ESO-1基因在60例胃癌组织和相应的癌旁正常组织中的表达,采用分子克隆的方法从胃癌组织中克隆了NY-ESO-1cDNA。结果:NY-ESO-1基因在胃癌组织中的表达率为55%(33/60),在相应的癌旁正常组织中的未见表达,克隆的NY-ESO-1cDNA序列与GenBank报道一致。结论:NY-ESO-1基因在胃癌中的高表达率,NY-ESO-1抗原可以被具有HLA-1类分子限制性CTL识别。