嗜碱菌是极端微生物中的一类,长期应对恶劣的生存环境,其必定会拥有独特的生理功能和代谢途径,产生普通微生物所不能产生的活性物质。但是目前对嗜碱菌和耐碱菌次生代谢产物的研究却鲜有报道。为了寻找结构新颖的活性化合物,本论文采用化学和活性相结合的集成筛选法,开展了对耐碱放线菌次生代谢产物的研究工作。内容包括:海洋放线菌和真菌的分离,耐碱放线菌的筛选及初步评价,天才菌株的获得及碱调节对其次生代谢产物的影响,活性成分的分离纯化,单体化合物的结构解析,单体化合物活性的初步评价。
从青岛深层土壤样品和海南植物样品中分离得到了42株微生物。采用SRB和MTT法,以小鼠白血病细胞P388、宫颈癌细胞Hela、人白血病细胞HL-60为筛选模型对分离得到的菌株和沙漠菌株进行细胞毒活性的筛选,然后用平板打孔法,进行抑菌活性的筛选,再结合HPLC指纹图谱及薄层色谱进行化学筛选,得到2株“天才菌株”—YIM80379和MBRL-204,并对其进行深入研究。YIM80379进鉴定为拟诺卡氏菌Nocardiopisis alkaliphila sp. nov.,MBRL-204为链霉菌Streptomyces sindenensis。
在考察了不同条件碱胁迫对这两株菌的次生代谢的影响后,对其分别进行了大规模发酵,对发酵产物运用了萃取,薄层层析,正相、反相硅胶柱层析,LH-20凝胶柱层析,反相高压液相等多种化学的分离纯化手段,从Nocardiopisisalkaliphila sp. nov. YIM80379的次生代谢产物中分离得到6个单体化合物(1-6),从Streptomyces sindenensis MBRL-204的次生代谢产物中分离得到17个单体化合物(7-23)。继而,利用理化性质和波谱学方法(IR, UV, MS, NMR等)结合化学反应阐述了23个化合物的化学结构(化合物结构及名称参见Table1),其中3个为新化合物。所得化合物的结构类型包括:2-吡喃酮类(1,2)、吩嗪类(7,8)、二酮哌嗪类(17-21)、喹啉酮类(9-16)、其他类(3-6,22,23)。
利用SRB法、MTT法对化合物进行了细胞毒活性测试,化合物7和8对A549细胞有中等程度抑制活性。用Kirby-Bauer纸片扩散法对部分单体化合物的抗菌活性进行了初步评价,结果表明:化合物1、2、7─16和23分别对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、铜绿假单孢菌、产气杆菌以及白色念珠菌表现出不同程度的抑制作用。
综上,本文对两株耐碱放线菌的次生代谢产物进行了系统研究,共分离鉴定了23个化合物,包括2个新的2-吡喃酮和1个新的含硫化合物;并且筛选获得了一株高产吩嗪生物碱的放线菌。这些研究表明,放线菌有很大的研究潜力。而且pH值对次生代谢产物的影响明显,说明通过碱调节可以诱导微生物产生不同的活性次生代谢产物。 摘要译文
耐碱放线菌; 次生代谢产物; 抗菌活性; 细胞毒活性
1005[中医学];100801[中药资源学];100804[中药化学]