基于PKS和NRPS基因的海洋来源抗病原菌活性菌株筛选及其代谢产物活性分析

基于聚酮合成酶基因(polyketide synthases gene,PKS)和非核糖体多肽合成酶基因(non ribosomal polypeptide synthase gene,NRPS),本研究从77株分离于北冰洋海泥的菌株中筛选出1株具有较高抗病原菌活性的菌株并对其进行了菌种鉴定。通过优化培养基组成和发酵条件提高了该菌株活性代谢产物的产量,并利用高分辨率质谱(high resolution mass spectrometry,HRMS)、核磁氢谱(¹H nuclear magnetic hydrogen,¹H NMR)和碳谱(¹³C NMR)对其主要代谢产物进行了结构鉴定。测定了该菌株主要代谢产物的抗菌谱及代谢产物对黄瓜枯萎病的影响。研究结果表明,该菌株为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),其对植物具有一定的促生作用。当发酵条件为麦芽糖5g/L、胰蛋白胨10g/L、氯化钠10g/L、温度30℃、转速150r/min、发酵时间60h时,该菌株代谢产物的抑菌圈直径由(16.23±0.42)mm提高至(24.42±0.57)mm。菌株代谢产物含有大环内酯类化合物macrolactin A,其对多种病原细菌和真菌具有明显拮抗作用。黄瓜幼苗实验表明,该菌株代谢产物对黄瓜枯萎病具有防护作用,其作为生防菌剂具有一定的开发应用潜力。     

一株内生真菌Talaromyces sp.次级代谢产物及其活性

为了研究红树杨叶肖槿来源内生真菌Talaromyces sp. YX-001的次级代谢产物及其乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase, AChE)抑制活性,该文运用硅胶柱层析和HPLC等手段从菌株YX-001的PDB培养基发酵提取物中分离得到单体化合物,而后结合1/2D NMR和MS等现代波谱技术并与文献数据对比鉴定其结构,最后通过比色法测定各单体化合物的AChE抑制活性。结果表明:(1)共分离得到9个单体化合物,分别为asterrelenin(1),aszonalenin(2),cladosporisteroid C(3),sitosterol(4),ergosterol(5),cyclo-Ile-Pro-diketopiperazine(6),cyclo(-Pro-Val)(7),4-methoxy-2-methylisoquinolin-1-one(8)和allantoin(9)。(2)其中化合物1和2显示出一定的AChE抑制活性,IC₅₀值分别为81.5、105.8 μmol·L^-1。该文首次对杨叶肖槿来源内生真菌次级代谢产物及其AChE抑制活性进行了研究,为后续红树植物杨叶肖槿来源内生真菌资源的开发与再利用奠定了基础。     

木榄内生真菌菌株ZD6及其代谢产物的抑菌活性

根据形态学特征和ITS序列分析结果,将一株从木榄茎中分离到的内生真菌菌株ZD6鉴定为桔青霉Penicillium citrinum Thom.,该菌株在优化后的发酵培养基(1%麦芽糖,2%甘露醇,1%谷氨酸钠,0.5%蛋白胨,0.15%酵母膏,200g/L土豆汁,pH6.5)中28℃、160r/min振荡培养7d后的发酵液具有明显的抑菌活性。利用柱层析及重结晶等方法从该发酵液的乙酸乙酯和正丁醇提取物中分离得到4个化合物:大黄素、环(丙氨酸-甘氨酸)、赤藓醇和甘露醇,其中的大黄素和赤藓醇为首次在桔青霉中发现,它们对枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis的生长具有明显的抑制作用,最低抑菌浓度(MIC)分别为25μg/mL和50μg/mL;大黄素对绿脓杆菌Pseudomonas aeruginosa的生长也具有一定的抑制作用,MIC为100μg/mL。     

极地真菌Geomyces pannorum SA3-2-YM次级代谢产物的研究

采用聚酰胺柱层析、硅胶柱层析、反相硅胶柱层析、凝胶柱层析和高效液相HPLC等色谱技术,对极地真菌Geomyces parmorum SA3-2-YM的发酵液提取物进行分离纯化,共得到13个化合物,通过NMR和MS等波谱数据确定结构为:cyclo-(L-Trp-L-Pro)(1)、cyclo-(L-Trp-L-Tyr)(...     

青霉属真菌次级代谢产物的结构类型及其药用活性的研究进展

青霉属(Penicillium)真菌属于腐生类真菌,是自然界中一类重要的分解者。其可以产生多种多样的次级代谢产物。这些结构新颖、功能特殊的次级代谢产物在抗菌、抗氧化、抗肿瘤等药物开发中发挥重要作用,主要由聚酮类、生物碱、萜类、大环内酯等化学结构类型组成。本文综述了青霉属真菌次级代谢产物的结构类型以及丰富的生物药用活性,该内容可为后续青霉属真菌新型天然药物的开发提供研究思路。     

侧耳属真菌次级代谢产物化学及其生物学活性研究进展

对侧耳属真菌次级代谢产物的化学及其生物学活性进展进行了综述。化学研究表明侧耳属真菌中蕴含有萜类、甾体类、酚酸衍生物、聚炔等多种结构类型的天然产物,这些化合物所具有的生物活性包括抗细菌、抗线虫、抗炎和抗肿瘤等。作用机制研究表明截短侧耳素类物质通过抑制肽酰转移酶活性而产生强抗菌作用;pleuroton B通过Bax/Bak通路诱导肿瘤细胞凋亡。     

海洋来源真菌Aspergillus sp.SCSIO 81-F2抗菌活性次级代谢产物的研究

采用抑菌活性追踪的方法,利用硅胶柱色谱和半制备反相高效液相色谱法对一株南海海洋来源真菌SCSIO 81-F2的发酵产物进行分离,纯化获得3个单体化合物,通过理化性质、MS、NMR及X-单晶衍射分析,分别鉴定为xanthocillin X dimethylether(1)、xanthocillin X monomethylether(2)、6',8'-dimethoxy xanthocillin X dimethylether(3)。经18S r DNA序列分析并构建系统发育进化树,鉴定该菌株为曲霉属真菌Aspergillus sp.SCSIO 81-F2。海洋曲霉菌Aspergillus sp.SCSIO 81-F2是一个能产生具有抗菌活性xanthocillin类抗生素的新来源。     

纤维堆囊菌的代谢产物及其生物学活性分析

纤维堆囊菌不同菌株不但表现细胞和子实体形态的差异 ,而且代谢产物的组成和生物学活性也存在差异。纤维堆囊菌对革兰氏阴性细菌不表现任何抑制活性 ,部分菌株可抑制革兰氏阳性细菌 ;但所有菌株对真菌和肿瘤细胞有广泛和强烈的抑制作用。薄层层析显示 ,纤维堆囊菌的次级代谢产物组分较多 ,且大多数组分具有不同程度的抑制真菌和肿瘤细胞的活性。在筛选中发现四株菌的代谢产物能够促进微管蛋白聚合 ,其中So3 3 1活性组分的薄层层析Rf 值与已知的EpothiloneA相似 ,而So81的则有较大的差异。研究结果表明纤维堆囊菌是很好的筛选抗真核生物活性的天然化合物资源。     

球毛壳菌H6次级代谢产物及其α-葡萄糖苷酶抑制活性

采用体外α-葡萄糖苷酶抑制模型对一株球毛壳菌H6的发酵液和菌丝体两种乙酸乙酯提取物进行活性评价,结果表明,发酵液乙酸乙酯提取物对α-葡萄糖苷酶具有较强的抑制活性,其IC₅₀值为(510.76±23.46)μg/mL。采用硅胶、Sephadex LH-20、半制备高效液相等色谱技术从其发酵液乙酸乙酯提取物中分离得到12个化合物。通过各种光谱分析,依次鉴定为chaetoviridins A-B(1-2),chaetoglobosins A-D(3-6),chaetoglobosin J(7),chaetoglobosin Q(8),prochaetogobosinsⅠ-Ⅲ(9-11),vibratilicin(12),其中化合物12为首次从毛壳属中分离得到。对化合物进行α-葡萄糖苷酶抑制活性测定发现,化合物12显示弱的抑制活性,其IC₅₀为(1 182.75±19.14)μg/mL。     

一株罗布泊盐湖链霉菌的鉴定及其代谢产物对酪氨酸酶活性、黑色素生成的抑制效应CSCD

本研究采用多相分类法对一株分离自新疆罗布泊盐湖链霉菌89-2-2进行鉴定,通过CCK-8法、L-多巴氧化法和NaOH溶解法检测该菌株乙酸乙酯提取物对小鼠黑色素瘤B16细胞增殖、细胞内酪氨酸酶活性及黑色素含量的影响。以抑制酪氨酸酶活性为指标,应用LC-MS代谢组学方法检测链霉菌89-2-2发酵条件优化前后所产生的差异代谢物,分析可能具有抑制活性的代谢产物类型。结果初步鉴定该菌株为西唐氏链霉菌(Streptomyces setonii)89-2-2。S.setonii 89-2-2乙酸乙酯提取物在100~1000μg/mL浓度范围内几乎无细胞毒性,但能有效抑制B16细胞内酪氨酸酶活性和黑色素生成,与空白组相比均具有显著性差异(P<0.05)。代谢组学实验的结果显示S.setonii 89-2-2产生的差异代谢物主要为维生素类化合物、芳香类化合物和羧酸类化合物。本研究为从新疆罗布泊链霉菌中开发酪氨酸酶抑制剂和黑色素合成抑制剂提供重要的科学依据。     

山豆根地上部分的酪氨酸酶抑制活性成分筛选研究

壮药山豆根,为豆科植物越南槐(Sophora tonkinensis)的干燥根和根茎,是非常重要的广西道地药材。为了更加合理地开发利用山豆根的地上部分,阐明其化学物质基础,该研究采用多种现代色谱分离方法对山豆根地上部分进行了系统分离,并通过现代波谱学方法对分离得到的单体化合物进行了结构鉴定,同时测试了单体化合物对酪氨酸酶的抑制活性。结果表明:(1)从山豆根地上部分分离得到10个化合物,分别为水杨酸(1)、对羟基苯甲酸(2)、木犀草素(3)、8-异戊烯基山萘酚(4)、槲皮素(5)、大豆素(6)、芒柄花素-7-O-β-D-葡萄糖苷(7)、刺芒柄花素(8)、鸢尾黄素(9)、金雀异黄素(10),所有化合物均首次从山豆根的地上部分中分离得到;(2)酪氨酸酶抑制活性的试验测试结果表明化合物4、7和9对酪氨酸酶均具有较强的抑制作用,其中化合物4的酪氨酸酶抑制活性最强,IC₅₀值为(1.58 ± 0.31)× 10^-5 mol·L^-1。该研究丰富了山豆根地上部分的化学物质基础及其生物活性,为山豆根非药用部位的深入开发利用奠定了基础。     

双孢蘑菇酪氨酸酶基因在酿酒酵母中的异源表达及其酶学特性

【目的】在酿酒酵母中异源表达双孢蘑菇来源的酪氨酸酶基因PPO2,并研究酪氨酸酶在酿酒酵母胞内及胞外的酶学特性。【方法】提取双孢蘑菇总RNA,通过RT-PCR克隆酪氨酸酶基因PPO2,构建表达载体pSP-G1-PPO2,并转化至酿酒酵母进行表达,采用镍亲和层析纯化蛋白并研究其酶学性质。【结果】在酿酒酵母中正确表达了大小为65 kDa的酪氨酸酶蛋白。重组酶能催化底物酪氨酸产生黑色素。体外活性测定表明,酪氨酸酶催化最适温度为45°C,以酪氨酸和多巴为底物时最适pH分别为7.0和8.0。在酿酒酵母中测得底物酪氨酸浓度低于2.5 mg/mL时,黑色素的产量与底物浓度呈现正相关性。【结论】来源于双孢蘑菇的酪氨酸酶基因PPO2在酿酒酵母中成功表达,重组酶具有良好的酶学特性。利用酪氨酸酶产物黑色素的产量与底物浓度呈现正相关性这一特性,可将其作为细胞酪氨酸产量的传感器,为高通量筛选酪氨酸高产菌株提供了思路。     

洛伐他汀工业菌株土曲霉HZ01的次级代谢产物合成分析

【目的】分析洛伐他汀工业生产菌株土曲霉HZ01的次级代谢产物合成能力,为后期的遗传改造、次级代谢产物及其基因簇挖掘提供指导。【方法】对洛伐他汀发酵条件下的样品进行了转录组分析,同时运用色谱分离技术及波谱学方法对主要次级代谢产物进行了分离和结构鉴定。【结果】洛伐他汀合成相关基因转录水平非常高,还有4个聚酮合酶(PKS)、6个非核糖体多肽合成酶(NRPS)和1个PKS-NRPS杂合酶基因进行了转录,其他PKS和NRPS基因都处于沉默状态。此外,从该菌的发酵产物中分离鉴定了10个主要副产物并确定了其结构。【结论】土曲霉HZ01是一株优良的洛伐他汀生产菌株,在构建次级代谢产物异源合成细胞工厂和鉴定次级代谢产物生物合成途径方面具有很好的应用潜力。     

小麦胁迫相关基因TaSF3B2的克隆及表达特性分析

为研究小麦剪接因子在逆境胁迫中的作用,通过分析小麦抗性相关EST数据库,筛选并克隆获得1条2 327bp的核苷酸序列。该序列包含了一个1 854bp的开放阅读框,编码一个由617个氨基酸残基组成的蛋白,氨基酸同源比对发现,该蛋白含有GUS1结构域(Splicing Factor 3B,Subunit 2),属于剪接因子3b亚基中的一员,将该蛋白命名为TaSF3B2。生物信息学分析显示,TaSF3B2平均亲水系数(GRAVY)为-0.895,不稳定系数为43.92,且在细胞核中发挥作用的可能性最大。实时荧光定量PCR分析表明,TaSF3B2基因在不同组织中存在差异表达,不同发育时期其表达也存在差异;在幼苗叶片中,该基因表达受高盐、低温、条锈菌、干旱及ABA激素胁迫明显下调表达,而在幼苗根中变化不明显。推测TaSF3B2基因参与了小麦正常条件下的生长发育,同时在小麦应对逆境胁迫的过程中具有重要的作用。     

缘座壳孢菌抑菌活性化合物的分离及鉴定

【目的】座壳孢菌是粉虱和蚧壳虫的一种重要昆虫病原真菌,其代谢产物具有抑菌、杀虫、抗肿瘤和抗氧化等生物活性。本研究旨在分离并鉴定缘座壳孢发酵物中的代谢物,以期为拓展该生防菌的应用提供依据。【方法】基于色谱技术从缘座壳孢菌A. marginata WYTF2017-01发酵培养物中分离化合物,借助波谱手段鉴定其化合物结构,分析化合物的抑菌活性。【结果】本研究共鉴定了12种化合物,包括Methyl 24-methylene-3-oxolanost-8-en-26-oic ester (1)、Ergosta-5,7,22-trien-3-ol,4-methyl-,(3β,4α,22E) (2)、杜斯塔宁(3)、3β-acetoxy-15α,22-dihydroxyhopane (4)、麦角固醇(5)、4-(Hydroxymethyl)-3-furancarboxylic acid (6)、Eupenicisirenin B (7)、4,6-dihydroxy-1(3H)-isobenzofuranone (8)、β-谷甾醇(9)、对叔丁基苯甲酸甲酯(10)、2-benzyl-4H-pyran-4-one(11)和6-benzyl-4-oxo-4H-pyran-3-carboxamide (12),其中化合物1、2、6~12为首次从昆虫病原真菌中分离鉴定。化合物1、2、3、6、7、8、11和12对真菌或细菌具有不同程度的抑制活性,MIC值为3.13~50.00 μg·mL^-1。化合物7、8和12抑菌活性较为突出,化合物7对大肠杆菌的MIC值为3.13 μg·mL^-1,效果与阳性对照链霉素相同,而8和12对青枯劳尔氏菌的MIC值分别为6.25和12.50 μg·mL^-1,优于或等同于链霉素(MIC值为12.50 μg·mL^-1)。【结论】从缘座壳孢菌分离的多种代谢物具有良好的抑菌活性,显示了防治植物病害的潜力。     

黑翅土白蚁共生真菌BYSTW3的抗菌活性代谢产物

【目的】黑翅土白蚁共生真菌BYSTW3菌株的鉴定及其活性次级代谢产物的研究。【方法】对目标菌株BYSTW3进行形态学观察和ITS序列分析,初步确定其分类地位。采取滤纸片法和生长速率法,分别对该菌株粗提物进行抗细菌、抗真菌活性的测定。综合运用多种色谱柱分离方法对活性成分进行分离纯化,结合多种谱图数据对化合物结构进行解析。【结果】经鉴定,BYSTW3为Pleosporales(格孢腔目)真菌,是一潜在新种。在测试浓度为100μg/m L时,粗提物对苹果树腐烂病菌(Valsa mali)和苦瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.mornordicae)表现出中等强度的抑制活性,分别为54.5%和53.4%。通过分离纯化,共得到3个活性化合物Physcion(1)、FK-17-p2a(2)和Citrinin(3),其中化合物1和3均首次从格孢腔目真菌中分离得到。当供试浓度为30μg/滤纸片时,化合物3对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、大肠杆菌(Escherichia coli)均具有良好的抑菌作用,抑菌圈直径分别为23.0、24.2、20.7 mm。【结论】BYSTW3是一株发展前景较为良好的潜在新菌,具有开发微生物源杀菌剂的潜在研究价值。     

枯草芽孢杆菌中bacilosarcin B对美人鱼发光杆菌的抑菌机理

【背景】美人鱼发光杆菌(Photobacteriumdamselae)是一种海洋条件致病菌,能够引起多种海洋生物和人类疾病。因此,探究美人鱼发光杆菌的生物防治技术具有重要意义。【目的】探究枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中bacilosarcin B对美人鱼发光杆菌的抑菌活性及其可能的抑菌机理。【方法】利用高效液相色谱法从枯草芽孢杆菌fmb60发酵液中制备bacilosarcin B,采用分光光度法测定bacilosarcinB对多种致病菌的最小抑菌浓度及其对美人鱼发光杆菌的时间-抑菌曲线。测定bacilosarcin B对美人鱼发光杆菌生物被膜、胞外核酸、蛋白质和胞内碱性磷酸酶含量的影响,结合荧光显微镜、扫描电镜和透射电镜检测美人鱼发光杆菌细胞膜通透性和细胞壁完整性,并研究bacilosarcin B对细菌运动能力和胞内DNA的作用。【结果】Bacilosarcin B对美人鱼发光杆菌最小抑菌浓度为8μg/mL。抑菌机理研究表明bacilosarcin B通过破坏细菌细胞壁和细胞膜的完整性使细胞膜通透性增强,造成细胞内成分渗出。此外,bacilosarcinB还可与...     

Kurarinol, tyrosinase inhibitor isolated from the root of Sophora flavescens

It is well known that flavanones, sophoraflavanone G 1, kurarinone 2, and kurarinol 3, from the root of Sophora flavescens, have extremely strong tyrosinase inhibitory activity. This study delineates the principal pharmacological features of kurarinol 3 that lead to inhibition of the oxidation of l-tyrosine to melanin by mushroom tyrosinase (IC₅₀ of 100 nM). The inhibition kinetics analyses unveil that compounds 1 and 2 are noncompetitive inhibitors. However similar analysis shows kurarinol 3 to be a competitive inhibitor. Compounds 1 and 2 exhibited potent antibacterial activity with 10 μg/disk against Gram-positive bacteria, whereas kurarinol 3 did not ostend any antibacterial activity. Interestingly, kurarinol 3 inhibits production of melanin in S. bikiniensis without affecting the growth of microorganism. It is thus distinctly different from the other tyrosinase inhibitors 1 and 2. In addition, kurarinol 3 manifests relatively low cytotoxic activity (EC₅₀>30 μM) compared to 1 and 2. To account for these observations, we conducted molecular modeling studies. These suggested that the lavandulyl group within 3 is instrumental in the interaction with the enzyme. More specifically, the terminal hydroxy function within the lavandulyl group is most important for optimal binding.     

Chemical constituents from Xylosma longifolia and their anti-tubercular activity

Two new glucosides, 3-methoxy-4-hydroxyphenylpropane-7,8-(6′-benzoyl-2′,1′-O-β-glucopyranosyl)-7,8,9-trio (1), and 2-hydroxyphenyl-4-caffeoyl-β-d-glucoside (2), together with seven known compounds were isolated from the stem bark of Xylosma longifolia (Flacourtiaceae). The structures of the isolates were established on the basis of their spectral data, including mass spectrometry and 2D-NMR. The compound 8-hydroxy-6-methoxy-pentylisocoumarin (3) exhibited an MIC value of 40.5 μg/mL against M. tuberculosis.