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。     

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     

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。     

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。     

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。     

一株耐碱链霉菌次生代谢产物的研究

目的 研究一株耐碱链霉菌（Streptomyces pleomorphus sp. nov.）发酵液乙酸乙酯提取物的化学成分。方法 采用硅胶柱色谱,凝胶柱色谱方法进行分离纯化,利用波谱分析法结合理化性质确定化合物结构。结果 从S. pleomorphus sp. nov.发酵液的乙酸乙酯萃取物中分离得到9个已知化合物,分别鉴定为路易斯安那碱A （1）、路易斯安那碱B （2）、4,7-二羟基异黄酮（3）、4,7-二羟基-6-甲氧基异黄酮（4）、4,5,7-三羟基异黄酮（5）、14-甲基十五烷酸（6）、（E）-3-甲硫基-丙烯酸（7）、4-羟基苯乙醇（8）、β-谷甾醇（9）。结论 9个化合物均为首次从S. pleomorphus sp. nov.代谢产物中分离得到。     

草酸青霉菌HSY-P-17次级代谢产物的分离与鉴定

目的研究草酸青霉菌(Penicillium oxalicum)HSY-P-17的次级代谢产物,以期得到有抗肿瘤活性的先导化合物。方法采用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱、开放ODS柱色谱及HPLC等方法进行分离纯化,通过理化性质和波谱手段分析确定化合物的化学结构。结果从草酸青霉菌HSY-P-17的乙酸乙酯萃取物中分离得到8个化合物,分别鉴定为:3-羟基异斯科勒酮(3-hydroxyisosclerone,1)、4-羟基-小柱孢酮(4-hydroxyscytalone,2)、2-乙酰基-3,5-二羟基苯乙酸甲酯(methyl 2-acetyl-3,5-dihydroxyphenylacetate,3)、大黄酚(chrysophanol,4)、7-羟基-2-(2-羟基丙基)-5-甲基色原酮[7-hydroxy-2-(2-hydroxypropyl)-5-methylchromone,5]、2-(4-羟基苯基)喹唑啉-4(3H)-酮[2-(4-hydroxybenzyl)quinazolin-4(3H)-one,6]、环(脯-缬)二肽[cyclo-(Pro-Val),7]和环(脯-甘)二肽[cyclo-(Pro-Gly),8]。结论化合物1⁸均为首次从草酸青霉菌HSY-P-17次级代谢产物中分离得到。     

Streptomyces albireticuli和Streptomyces albofavus次生代谢产物的研究进展

链霉菌是抗生素研发的重要源泉,其种类繁多并且代谢产物活性广泛。目前发现的1000多种微生物生物活性物质中,由链霉菌属所产生的次生代谢产物中得到的抑菌活性物质约占2/3。白网链霉菌Streptomyces albireticuli MDJK11和白黄链霉菌Streptomyces albofavus MDJK44是从牡丹根际土壤中分离得到两株潜在的植物根际促生菌,全基因组测序结合生物信息学分析两株链霉菌具有丰富新颖的次生代谢生物合成基因簇,为深入研究两者的次生代谢产物,本文对Streptomyces albireticuli和Streptomyces albofavus链霉菌中已分离和基于基因组信息预测的次生代谢产物结构类型及生物活性进行综述,旨在为进一步开发两类微生物提供参考。     

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...     

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)。     

海洋放线菌 Streptomyces sp. 次级代谢产物的研究

目的 系统研究海洋放线菌 Streptomyces sp. 的次级代谢产物。方法 采用硅胶开放柱色谱、Sephadex LH-20 凝胶柱色谱以及高效液相色谱等分离方法对 Streptomyces sp. 的次级代谢产物进行分离、纯化;根据理化性质和波谱学分析对所得单体化合物进行结构鉴定。结果与结论 从海洋放线菌 Streptomyces sp.发酵物的乙酸乙酯萃取物中分离得到 12 个已知化合物,分别鉴定为3-苄基吡咯并哌嗪-2,5 -二酮(1)、3-苄基-8-羟基吡咯并哌嗪-2,5-二酮(2)、3-对羟苄基-8-羟基吡咯并哌嗪-2,5-二酮（3）、3-[(1H-吲哚-3′-基)甲基]吡咯并哌嗪-2,5-二酮(4）、3-异丁基-6-异丙基哌嗪-2,5-二酮(5）、3-异丙基吡咯并哌嗪-2,5-二酮(6)、二吡咯并哌嗪-2,5-二酮(7)、N-苯乙基乙酰胺(8)、4′,7-二羟基异黄酮(9)、4′,5,7-三羟基异黄酮(10)、4′,7-二羟基二氢黄酮(11)、吡咯-2-甲酸(12)。以上化合物均首次从该链霉菌属菌株中分离得到。     

海洋放线菌Streptomyces sp.（No.30701）次生代谢产物研究

目的 研究一株海洋放线菌Streptomyces sp.（No.30701）的化学成分。方法 采用硅胶开放柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱以及高效液相色谱等分离手段进行化合物的分离、纯化;利用理化性质和波谱学分析对单体化合物进行结构鉴定。结果 从海洋放线菌Streptomyces sp.（No.30701）发酵物中分离得到9个环二肽类化合物,分别鉴定为环(L-脯-L-缬)二肽（1）、环(D-脯-L-缬)二肽（2）、环(L-脯-L-亮)二肽（3）、环(4-羟基-脯-亮)二肽（4）、环(L-脯-L-异亮)二肽（5）、环(L-脯-L-酪)二肽（6）、环(L-亮-L-缬)二肽（7）、环(D-苯丙-甘)二肽（8）、环(L-苯丙-L-缬)二肽（9）。结论 以上化合物均为海洋放线菌常见的次生代谢产物,但化合物2、8含有天然界中不多见的D型氨基酸,并且化合物2是从链霉菌属放线菌中首次分离得到。     

链霉菌Streptomyces sp. FXJ1.088代谢产物拮抗表皮葡萄球菌的研究

目的 研究链霉菌Streptomyces sp. FXJ1.088中具有拮抗耐药表皮葡萄球菌活性的次级代谢产物。方法 发酵液和菌丝体通过硅胶柱层析、葡聚糖凝胶柱层析和高效液相色谱等方法分离,化合物结构经质谱、核磁共振、红外光谱等技术鉴定,抗菌活性最低抑菌浓度(minimal inhibitory concentration, MIC)测定采用对倍稀释法。结果 从链霉菌Streptomyces sp. FXJ1.088中分离鉴定了5个化合物,结合文献数据对比,鉴定其结构分别为：antibiotic WS 1627C(A)、antibiotic WS 1627A(B)、epihygromycin(C)、hygromycin A(D)和copiamycin(E)。结论 从链霉菌Streptomyces sp. FXJ 1.088中得到5个化合物,均具有一定的抗多剂耐药表皮葡萄球菌活性。化合物A~E的MIC值分别为100、100、25和25 μg/mL以及100~200μg/mL。