两株链霉菌次级代谢产物研究

发布时间：2019-03-03 16:19

【摘要】：目的:目前,临床上耐药情况严重。一方面,治疗肿瘤的主要手段是手术、放化疗,而临床所用的大部分化疗药物毒副作用大,且肿瘤细胞受本身的耐药性及外界药物的影响,出现大量肿瘤多药耐药细胞株,致使化疗药物疗效大打折扣;另一方面,由于我们错误的用药习惯和用药观念,使得抗生素滥用现象日益严重,耐药菌和超级耐药菌随之产生,导致临床上原本有特效的抗生素对耐药菌作用越来越小,许多治疗手段逐渐失效。若该现象不能得以改善,全球由于耐药而造成的死亡将急剧上升,其中亚洲区占据约一半的比例。因此,寻找新型具有抗肿瘤或抗生素活性的先导化合物迫在眉睫。随着人们对化学药品毒副作用的深入认识及全球范围内提倡回归自然的态度,国际上对天然药物的重视程度在不断加强,并且天然药物具有高效低毒的特点,故而天然药物是未来药物发展的大趋势。天然药物来源广泛,其微生物来源主要包括放线菌、真菌和细菌三大类,其中,放线菌占比约45%。Selman Waksman通过系统检测土壤微生物,发现其中链霉菌是放线菌中最主要最大的微生物来源,占比高达90%。其次级代谢产物结构丰富,活性广泛,可用于抗肿瘤、抗疟疾、抗虫、抗菌、抗病毒、免疫抑制等领域。自抗生素挖掘的黄金时代拉开序幕以来,大量活性显著的天然产物从链霉菌中被获得,目前,2/3应用于临床的抗生素来源于链霉菌,其中包括治疗结核病的首选药物链霉素、治疗霍乱及鼠疫的四环素、治疗伤寒及副伤寒的首选药物氯霉素、治疗细菌感染的万古霉素等。由此可见,链霉菌是挖掘具有重要价值的天然药物的主要来源,被称为天然药物的合成工厂,是放线菌中最有商业价值的种类之一。目前,对链霉菌的研究范围主要集中在土壤和海洋两大来源,因此,本课题以两株链霉菌,一株土壤来源链霉菌,一株海洋来源链霉菌为出发菌株,探索新型具有抗肿瘤或抗生素活性的先导化合物。方法:通过抗菌活性测试、培养条件优化及HPLC-DAD检测分析等生物化学组合筛选模型,从来源于漠河和黄山的八株陆生放线菌中筛选出一株放线菌Streptomyces nojiriensis SYSUS00008,并从课题组中挑选出一株来源于南海深海的放线菌Streptomyces lusitanus SCSIO LR32为目标菌株,分别采用ISP2和Modified RA(含海盐)培养基发酵,经硅胶柱层析、中压反相制备、Sephadex LH-20葡聚糖凝胶柱及半制备高效液相色谱等分离纯化手段获得化合物单体,并采用HR-ESI-MS及NMR等波谱数据分析,结合文献检索,鉴定其化学结构;通过抗菌活性测试、体外细胞毒活性筛选等方式,发现具有活性的化合物。结果:1.从来源于漠河土壤中的链霉菌Streptomyces nojiriensis SYSUS00008的发酵产物中分离到10个吩嗪类及其前体化合物,鉴定出5个化合物,分别为izuminoside A(1),izuminoside D(2),olphenazines E(3),N-(2-Hydroxyphenyl)-acetamide(6),diastaphenazine(8),其中izuminoside D(2)为新结构化合物。据文献报道吩嗪类化合物在抗癌、抗生素、生物膜消灭领域有广泛的活性。天然吩嗪化合物有广谱的抗菌抑菌活性,不仅对小麦全蚀病、水稻枯萎病等病原菌有显著抑制作用,还可用于肺结核、白血病、结核杆菌和非典型耐酸杆菌及麻风病等疾病的治疗,在医药、农业领域受到重视。2.从来源于南海深海的链霉菌Streptomyces lusitanus SCSIO LR32的发酵产物中分离得到6个角环素类(蒽醌类)化合物,分别为化合物grincamycin I(11),grincamycin J(12),grincamycin K(13),A-7884(14),grincamycin B(15)和grincamycin(16),其中化合物grincamycin I-K(11-13)为新化合物。针对5株人肿瘤细胞(乳腺癌细胞系MDA-MB-435和MDA-MB-231、人大细胞肺癌细胞系NCI-H460、人结肠癌细胞系HCT-116、人肝癌细胞系Hep-G2)和1株人正常乳腺上皮细胞系MCF-10A对新化合物grincamycin I-K(11-13)以及已知化合物A-7884(14)进行体外细胞毒性活性测试,筛选结果显示,grincamycin J(12)和A-7884(14)具有明显的细胞毒活性,对上述细胞的IC50值在0.4-6.9μM之间,grincamycin I(11)对6种细胞株均表现出中等活性,IC50值范围在2.9-25.9μM之间,而grincamycin K(13)活性微弱。此外,A-7884(14)对藤黄微球菌有较好的抑制作用,MIC值为1.95μg/mL。结论:来源于漠河土壤中的链霉菌Streptomyces nojiriensis SYSUS00008孕育丰富的吩嗪类化合物,而来源于南海深海的链霉菌Streptomyces lusitanus SCSIO LR32生产大量的角环素类化合物,是活性先导化合物的重要源泉。
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【学位授予单位】：广州医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R915

【参考文献】