深海链霉菌Streptomyces sp.OUCMDZ-4112的活性次生代谢产物研究

发布时间：2017-04-29 17:06

  本文关键词：深海链霉菌Streptomyces sp.OUCMDZ-4112的活性次生代谢产物研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：海洋具有丰富的微生物资源,又因其特殊的高压、高盐、低温、低光照和低营养的特殊环境,使得生活在其中的微生物具有与陆地微生物不同的代谢机制。海洋微生物来源的次级代谢产物具有新颖的结构以及广泛的生物活性如抗菌活性、细胞毒活性、抗氧化活性、抗炎活性等,是新药开发的一个重要资源。至2013年已有8个海洋来源次生代谢产物被FDA或EMEA批准进入市场,10个进入临床和18个在临床试验阶段被撤回。在这些药物或先导化合物中就有一个海洋放线菌来源的抗癌药物Marizomib和一个海洋真菌来源的抗癌药物Plinabulin。巨大的海洋微生物资源以及海洋微生物在新药开发中的重大潜力,使其成为人们研究的热点之一为了从海洋微生物中发现具有新颖的化学结构或是生物活性的菌株,本文通过化学筛选和生物活性筛选相结合的筛选模式,对来自深海的真菌和放线菌进行筛选。化学筛选包括了TLC特征显示和HPLC-UV分析的方法,对化合物结构丰富度、新颖性以及化合物产量进行筛选；生物活性筛选包括了抑菌活性和细胞毒活性的筛选,筛选出具有对肿瘤细胞株MCF-7或对白色念珠菌、大肠杆菌、铜绿杆菌等致病菌具有抑制活性的菌株。综合筛选结果,对其中一株海洋放线菌Streptomyces.sp OUCMDZ-4112进行了进一步的研究。以集成的筛选方式,对通过改变发酵培养基、时间、盐度、pH、温度等发酵条件所获得目标菌株的发酵提取物进行筛选,确定了最佳的发酵条件,获得大规模发酵提取物。通过常规的硅胶柱色谱、凝胶柱色谱以及HPLC半制备等分离手段对目标菌株两次发酵的产物进行分离纯化,最终获得14个化合物(1-14)。综合利用质谱(MS)、核磁(NMR)、比旋光(OR)、紫外(UV)、红外光谱(IR)、圆二色谱(CD)和单晶衍射(X-ray)等方法鉴定了化合物的结构。分离1个新的和2个旧的灵菌红素类化合物,一对新的吡咯衍生物以及9个不同结构的已知化合物。对所得的化合物进行了抑菌活性,细胞毒活性以及α-糖苷酶抑制活性的测试,结果表明化合物1和2对K562具有良好的细胞毒活性,IC50分别是0.60和0.01μM；1和2还对细胞株MCF-7和A549表现了较强的抑制活性。化合物1还表现了较强的a-糖苷酶抑制活性,IC50值为0.082 mM。化合物2具有与阳性药(阿卡波糖)相当的α-糖苷酶抑制活性,IC50值为0.92 mM。新的一对对映异构体并没有表现出对所测细胞株或致病菌有抑制活性,表现了弱的α-糖苷酶抑制活性,IC50值为2.61 mM。化合物8对铜绿杆菌表现了弱的抑制活性。
【关键词】：海洋微生物 次生代谢产物 化学筛选 生物活性
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R915
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 前言12-28
• 第一节 海洋放线菌来源的活性天然产物12-14
• 第二节 海洋真菌来源的活性天然产物14-15
• 第三节 海洋细菌来源的活性天然产物15-16
• 结论16-17
• 灵菌红素类化合物(Prodigiosins)的研究进展17-24
• 参考文献24-28
• 第一章 南海沉积物来源菌株的分离、筛选和鉴定28-39
• 第一节 菌株的分离28-32
• 1.1.1 样品的来源28-29
• 1.1.2 样品处理29
• 1.1.3 菌株分离29
• 1.1.4 分离培养基的选择29
• 1.1.5 样品纯化29-30
• 1.1.6 样品保藏30
• 1.1.7 建立电子档案30-32
• 第二节 菌株的筛选32-36
• 1.2.1 发酵产物的获得32
• 1.2.2 化学筛选模型32-35
• 1.2.3 生物活性筛选模型35-36
• 第三节 菌株信息36-38
• 1.3.1 OUCMDZ-4541菌株信息37-38
• 第四节 小结和讨论38
• 参考文献38-39
• 第二章 深海来源链霉菌OUCMDZ-4112的发酵条件的优化及次生代谢产物的研究39-65
• 第一节 菌株信息39-41
• 2.1 菌种的来源39-41
• 第二节 菌株发酵条件的优化41-45
• 2.2.1 发酵培养基的选择41-42
• 2.2.2 发酵天数和树脂添加量的选择42-43
• 2.2.3 菌株大规模发酵43
• 2.2.4 浸膏制备43
• 2.2.5 次级代谢产物的分离纯化43-45
• 第三节 化合物结构鉴定45-58
• 2.3.1 灵菌红素类化合物(包括中间体)结构鉴定45-58
• 第四节 单体化合物的活性评价58-60
• 2.4.1 抑菌活性的测定58-59
• 2.4.2 细胞毒活性的测定59-60
• 2.4.3 α-糖苷酶抑制活性的测定60
• 第五节 小结和讨论60-61
• 第六节 化合物表征61-64
• 2.6.1 化合物结构鉴定的相关数据61-64
• 参考文献64-65
• 第三章 菌株OUCMDZ-4112第二次发酵的发酵条件优化及次级代谢产物的研究65-74
• 第一节 菌株发酵条件的优化65-68
• 3.1.1 咔唑培养基培养成分的添加65-66
• 3.1.2 菌株接种的状态(方式)的确定66-68
• 第二节 菌株次级代谢产物的提取和分离纯化68-69
• 3.2.1 发酵产物的提取68
• 3.2.2 目标产物的分离纯化68-69
• 第三节 单体化合物的结构解析69-72
• 3.3.1 灵菌红素类化合物结构鉴定70-72
• 第四节 小结和讨论72-73
• 第五节 化合物表征73-74
• 3.5.1 化合物结构鉴定的相关数据73-74
• 第四章 实验部分74-84
• 第一节 实验仪器、材料和试剂74-79
• 4.1.1 实验仪器74-76
• 4.1.2 实验材料76-78
• 4.1.3 实验试剂78-79
• 第二节 培养基及样品处理方法79-80
• 4.2.1 培养基79-80
• 4.2.2 样品前处理方法：(用于放线菌的分离)80
• 第三节 生物活性测试方法总结80-83
• 4.3.1 抑菌活性测试80-81
• 4.3.2 细胞毒活性测试81-82
• 4.3.3 α-糖苷酶活性测试82-83
• 参考文献83-84
• 附录84-85
• 结语与创新点85-86
• 致谢86-87
• 附图87-94

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本文编号：335263