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天然产物是药物的重要来源。放线菌在产生抗生素方面有独特的优势,目前发现的2万多种微生物来源的生物活性物质中,约有45%是由放线菌所产生的。然而,随着陆地可培养微生物资源的大量开发和研究,从中发现新菌种、新代谢产物的可能性日趋减小。于是研究者们将目光投向了海洋和植物内生放线菌等特殊生境的新资源。独特的生存环境意味着独特的进化过程,意味着独特的代谢途径和防御机制。从特殊生境放线菌中,可以分离到许多结构新颖、生物活性多样而独特的次级代谢产物,因此特殊生境已成为发现新菌种和新活性物质的重要源头。
本论文对分离自海洋和药用植物的2株放线菌(PCR扩增AHBA合酶基因均呈阳性)的次级代谢产物进行了研究,旨在发掘具有较高生物活性的新天然产物,为开发新药奠定基础。
对海洋小单孢菌Micromonospora sp. Fxy120菌株进行15L的YMG固体培养基发酵,采用中压反相硅胶柱层析、SephadexLH-20葡聚糖凝胶柱层析和正相硅胶柱层析等方法对其发酵产物进行了分离纯化,通过波谱学方法对化合物的结构进行了测定,共鉴定了9个化合物,包括1个新的聚酮类化合物Phaeochromycin的衍生物(HF-2)、1个壬二酸(HF-1)、1个二苯氨基甲酸酯类化合物(HF-3)、1个大环内酯类化合物(S-Curvularin(HF-4)、1个十八碳烯酸单甘油酯(HF-5)、1个新的苯甲酸类化合物(HF-12)、2个苯乙酸类化合物(HF-14、HF-15)和1个新的吡啶衍生物(HF-16)(见下附表)。
对喜树内生链霉菌Streptomyces sp. W112菌株进行17L的Waksman固体培养基发酵,从其发酵提取物中分离并鉴定13个化合物,包括1个靛红酸酐衍生物(HW-1)、2个新的大环内酯类化合物(HW-2和HW-23)、3个苯甲酸类化合物(HW-4、HW-6和HW-7)、1个吲哚乙酸(HW-30)及其3个衍生物(HW-8、HW-12和HW-25)、2个吡喃酮类化合物Germicidins A和C(HW-14和HW-15)、1个吡喃衍生物(HW-16)和1个萘醌型大环内酰氨类化合物(HW-22)。其中HW-2和HW-23为新化合物,HW-22属于安莎类化合物Hygrocin的衍生物。
分别采用滤纸片扩散法和MTT法对部分化合物的抗菌和抗肿瘤活性进行了初步测定。抗菌活性测定结果显示,在终浓度为20μg/片时,化合物HF-16、HW-2、HW-22和HW-23均对金黄色葡萄球菌Staphlococcus aureus CMCC26003具有较强的抑制活性,抑菌圈直径(mm)分别为:8、23、8和16;抗肿瘤活性测定结果显示,在浓度为10μg/mL时,HW-2和HW-22对人宫颈癌HeLa细胞生长的抑制率分别为47.5%和57.4%,HW-22对人肝癌HepG2细胞生长的抑制率为77.3%。
本论文研究结果表明,海洋放线菌和植物内生放线菌蕴藏着丰富的次级代谢产物,是开发抗菌抗肿瘤等多种药物的潜在资源。