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放线菌是一类重要的药源微生物。迄今为止,发现的20000余种微生物来源的生物活性物质中,50%以上是由放线菌产生的。从海洋生境,特别是特殊环境中寻找新型药物已成为研究的必然趋势。北冰洋气候寒冷,水温大部分时间在0℃以下,2/3左右的洋面被常年不化的海冰覆盖,是全球大洋的冷水源之一。面对北冰洋如此严酷的环境压力,放线菌必须拥有相当独特的生理、生化特性才能在其中生存。正因如此,这些放线菌可能已进化出与温带、热带放线菌不同的次生代谢产物合成途径,从而产生结构类型新颖、生物活性显著的次生代谢产物。本文以分离自北冰洋楚科奇海和加拿大海盆海域5个深水站位(水深超过2000m)沉积物样品的70株放线菌为研究对象,开展了系统发育多样性、次生代谢基因与抗菌活性筛查及产物分离的初步研究,以期考察北冰洋深海放线菌的药用潜力。BOX-PCR基因指纹图谱分析结果显示,分离菌株为38个不同的株；16SrRNA基因近全长序列分析表明,它们分布于Streptomyces、 Nocardiopsis和Pseudonocardia三个属,其中Streptomyces占居83.8%之多。多种次级代谢产物合成酶基因筛查实验表明,产Ⅰ型聚酮化合物、多烯类Ⅰ型聚酮化合物、非核糖体肽类以及卤化物的菌株所占比例较大,分别为94.7%、86.8%、84.2%、65.8%；而产Ⅱ型聚酮化合物、6-脱氧己糖糖基化修饰化合物和吩嗪类化合物的菌株所占比例则较少,依次为23.7%、21.1%、7.9%。总体上86.5%的菌株含有3种以上次级代谢产物合成酶基因。PKSI基因克隆分析显示,13株代表性菌株有产生丰富新颖的Ⅰ型聚酮化合物(比如erythromycin、candicidin及leinamycin、tirandamycin、lipomycin等物质的异构体)的潜力。其中,(?)Streptomyces sp.564F有产生candicidin及lipomycin和meridamycin的结构类似物的潜力。抗菌活性筛查结果表明,86.8%、97.4%和84.2%的菌株分别对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌有不同程度地抑制性。通过小量发酵和化学方法分离Streptomyces sp.564F次级代谢产物,得到8个纯化合物(564-01和564-02为生物碱成分)和部分HPLC流份峰的微量样品,HPLC-Tof MS和NMR分析结果表明Streptomyces sp.564F次级代谢产物种类丰富、新颖,包含生物碱类、大环内酯类、萜类、肽类、脂肪酸等,有4部分可能为新结构物质。北冰洋深海放线菌蕴藏种类丰富、结构新颖的次级代谢产物。开展大规模的北冰洋深海放线菌的收集与研究,将为我们寻找更多新颖活性物质提供新的机遇。