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号称第二号“杀手”的肿瘤疾病严重威胁着人类的生命健康,对其仍无医治良方。在治疗癌症方面,天然来源药物发挥着重要的延年益寿作用。自20世纪40年代从一株点青霉(Penicilliumnotatum)中发现青霉素后,陆地微生物,尤其是链霉菌属,因它们能产生丰富的且具有一定生物活性作用的次级代谢物而受到广泛关注。经过几十年的大量开发,从陆地微生物中开发到新型次级代谢产物的几率已大为降低,因此科学家们将目光投向了占陆地表面积达70%以上的海洋环境,期待从中能开发到具新型结构的化合物。生活在海洋环境当中的海洋微生物种类繁多,且因生存环境独特(高压、高盐和高温等)而能够产生结构新颖、功能独特的次级代谢物。因此,本论文开展了从海洋微生物次级代谢产物中筛选具细胞毒作用的先导化合物的研究工作。
本文对从海南岛近海区采集的59个样品,通过采用IM、GS、SC、GA、M1、YE、GN、HV、CZ和MT等10种分离培养基和加热、SDS、苯酚、几丁质富集和YE富集等5种预处理方法,共分离到1409株海洋微生物菌株,其中细菌962株,丝状真菌168株,放线菌279株。同时发现,采用加热和SDS等2种预处理方法和GS、SC和YE等3种培养基有利于放线菌的分离。本研究对MTT法和稻瘟霉孢子法这两种筛选模型对海洋微生物细胞毒活性菌株筛选的相关性进行了比较,以确定出稻瘟霉孢子法能否作为本实验室的细胞毒药物快速筛选方法。结果表明,当采用稻瘟霉孢子法作初筛时,假阳性率可达26.26%,且会漏筛掉一半以上的细胞毒活性菌株,因此不适合作为细胞毒活性菌株的初筛模型。采用MTT法对筛选分离得到的1409株海洋微生物菌株的发酵液进行了初步筛选后共获得208株活性菌株,其中细菌的阳性率为12.75%,放线菌为22.10%,真菌为14.29%。
在本研究中对分离获得的对白血病细胞系K562具强细胞毒活性(ID50]1000)的3株链霉菌050642、060386和060524等菌株进行了生理生化性状的初步研究,结果表明3株菌遗传稳定性好,均有一定的开发价值。利用硅胶柱层析、反相Ci8柱层析和SephadexLH-20等层析分离手段,通过活性跟踪法对具强细胞毒活性的链霉菌菌株060524的次级代谢物进行了分离,同时利用质谱(ESI-MS或EI-MS)、核磁共振(1HNMR、13C-NMR、DEPT和NOED)等波谱技术对分离获得的化合物进行了结构鉴定,共分离鉴定获得了13个化合物,其中分离得到了大豆素、染料木素、3’-羟基大豆素、3’-羟基染料木素和benzaldehyde等5个具弱抗肿瘤活性的化合物(20μg/ml≤IC50≤50μg/m1);1-H-3-吲哚羧酸和1-H-3-吲哚羧酸甲酯等2个具中强细胞毒活性的化合物(10μg/ml≤IC50≤20μg/ml);anisomycin和deacetylanisomycin等2个具强细胞毒性的茴香霉素类抗肿瘤抗生素(IC50≤10μg/m1)。同时在90μg/ml的药物作用浓度时,l-H-3-吲哚羧酸和deacetylanisomycin均显示了细胞凋亡作用。
本文还对链霉菌菌株060524对所使用的黄豆粉发酵培养基中的异黄酮类化合物的生物转化作用进行了初步研究。研究结果表明,链霉菌菌株060524在黄豆粉培养基中发酵培养5d后,通过糖基水解作用能将93.4%的大豆异黄酮苷转化成异黄酮苷元,且其在培养至第3d后的24h内能将60%以上的大豆素和染料木素分别转化成相应的3-羟基衍生物,同时发现大豆素和染料木素被3’-羟基化作用后生成的衍生物能明显提高其细胞毒活性。