本文選題：鏈霉菌 + 化學(xué)篩選��； 參考：《北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院》2016年博士論文

【摘要】：鏈霉菌具有產(chǎn)生豐富次級代謝產(chǎn)物的能力,能夠產(chǎn)生多種化學(xué)結(jié)構(gòu)和多樣生理活性的次級代謝產(chǎn)物,是微生物藥物重要來源。早期的微生物次級代謝產(chǎn)物主要是采用生物活性跟蹤的方法進行發(fā)現(xiàn),而化學(xué)篩選方法在系統(tǒng)挖掘鏈霉菌次級代謝產(chǎn)物的研究中扮演了越來越重要的角色。本論文共分為兩部分,第一部分是通過生物合成分析指導(dǎo),利用微生物天然產(chǎn)物的化學(xué)篩選方法從吸水鏈霉菌Streptomyces sp. CPCC 200291的次級代謝產(chǎn)物中挖掘到兩個新的除草霉素類似物；第二部分是鏈霉菌產(chǎn)生的醌霉素組分的鑒定以及其他鏈霉菌產(chǎn)生次級代謝產(chǎn)物線索。除草霉素A(herbimycin A, HBM A)是由吸水鏈霉菌產(chǎn)生的苯醌型安莎類抗生素,與格爾德霉素結(jié)構(gòu)類似,也是熱休克蛋白Hsp90特異性抑制劑,具有顯著地抗腫瘤活性,是抗腫瘤藥物的先導(dǎo)化合物。研究除草霉素的類似物,也有可能為抗腫瘤藥物開發(fā)提供水溶性好、肝毒性低的先導(dǎo)化合物。除草霉素的生物合成分為由Ⅰ型聚酮合酶催化(type I PKS)形成前體前格爾德霉素的過程,和PKS后修飾(post-PKS修飾)過程。Post-PKS修飾復(fù)雜,包括氨甲�；�、氧化、羥基化和氧甲基化等,其中任何一個步驟的中間產(chǎn)物都可能終止進一步修飾而得以積累成為主組分的小組分類似物或者成為支路產(chǎn)物,即抗生素的多組分現(xiàn)象。研究除草霉素的多組分有助于深入認識除草霉素的生物合成機制,同時,還可能發(fā)現(xiàn)具有抗腫瘤藥物開發(fā)前景的除草霉素衍生物。吸水鏈霉菌CPCC 200291 (Streptomyces sp. CPCC 200291)是保藏于中國藥學(xué)微生物菌種保藏管理中心(China Pharmaceutical Culture Collection, CPCC)的一株鏈霉菌菌株。我們采用TLC顯色串聯(lián)HPLC和MS分析方法,早期快速鑒定該菌株為除草霉素產(chǎn)生菌,主組分為除草霉素A和C。對除草霉素生物合成分析,并結(jié)合TLC、HPLC和LC-MS等化學(xué)篩選方法對該菌株的次級代謝產(chǎn)物進行了系統(tǒng)的研究,發(fā)現(xiàn)兩個新的小組分類似物：化合物1和2。經(jīng)分離純化,利用HRESIMS、2DNMR、 Mosher法等確定化合物1和2的結(jié)構(gòu),化合物1為4,5-雙氫-(4S)-4-羥基除草霉素B,命名為除草霉素G (herbimycin G, HBM G),化合物2為(15R)-15-羥基除草霉素B,命名為除草霉素H(herbimycin H, HBMH)�；衔�1是除草霉素生物合成的支路產(chǎn)物,而化合物2是除草霉素生物合成的中間產(chǎn)物。與除草霉素A相比,化合物1和2的體外抗腫瘤細胞活性比除草霉素A低,水溶性比除草霉素A提高了近20倍。中國藥學(xué)微生物菌種保藏管理中心具有豐富的菌種資源,我們對該中心保存的、產(chǎn)物未被鑒定的近三十株鏈霉菌進行產(chǎn)物鑒定,尋找活性好、有開發(fā)價值的鏈霉菌次級代謝產(chǎn)物。本論文第二部分是利用TLC、HPLC、LC-MS等化學(xué)篩選方法對鏈霉菌CPCC 200497和CPCC 204110 (I10A-00954)的脂溶性次級代謝產(chǎn)物進行研究,并結(jié)合HRESIMS和NMR數(shù)據(jù),綜合分析獲得的化合物UV-Vis數(shù)據(jù)、分子量信息等,經(jīng)數(shù)據(jù)庫檢索,確定化合物類型：以及在鑒定CPCC 200497為醌霉素產(chǎn)生菌的基礎(chǔ)上,對四株醌霉素產(chǎn)生菌CPCC 200239、CPCC200240、CPCC200299和CPCC 200497進行醌霉素組分和產(chǎn)量的初步比較。首先,鏈霉菌CPCC 200497是從廣西省土壤中分離、并保存的一株具有抗病毒活性菌株,我們經(jīng)過對鏈霉菌CPCC 200497產(chǎn)物跟蹤發(fā)酵,對其產(chǎn)生的豐富次級代謝產(chǎn)物研究分析,鑒定主產(chǎn)物為醌霉素(quinomycin) A、BC組分。對經(jīng)分離純化得到醌霉素A和C組分進行體外抗菌活性(MIC)測定顯示,醌霉素A和C具有顯著的抗革蘭氏陽性細菌菌株活性,對MRS和VRE耐藥菌株具有非常低的MIC值,優(yōu)于萬古霉素和克拉霉素。醌霉素是酯肽類抗生素,分子結(jié)構(gòu)中帶有兩個特征發(fā)色團,屬喹喔啉抗生素家族,通過發(fā)色團嵌入DNA分子干擾細胞轉(zhuǎn)錄和復(fù)制,因而具有抗細菌、抗病毒和細胞毒活性,曾經(jīng)作為抗腫瘤藥物進入Ⅱ期臨床研究,但并沒有顯現(xiàn)出顯著的抗腫瘤活性。結(jié)合本文研究結(jié)果,有必要對醌霉素的用途進行再認識和評價,例如考慮通過化學(xué)修飾改造,適當(dāng)降低細胞毒性,將其作為抗耐藥菌感染的化合物進行深入研究。對于己知抗生素的再認識和評價,也是創(chuàng)新藥物研究的重要內(nèi)容。CPCC 200497可作為實驗室生產(chǎn)菌株,為改造醌霉素研究提供原料。其次,鏈霉菌CPCC 204110 (I10A-00954)分離自青海省土壤樣品,我們在其脂溶性次級代謝產(chǎn)物中,發(fā)現(xiàn)一組UV-Vis吸收峰形類似,HPLC出峰特點和LC-MS分子量具有一定規(guī)律的化合物,綜合分析以及數(shù)據(jù)庫比對,推測該菌是阿霉素(doxorubicin, DOX或adriamycin)產(chǎn)生菌,在該脂溶性的發(fā)酵液中的主要化合物是阿霉素乙�；a(chǎn)物。阿霉素是細胞周期非特異性抑制劑,通過蒽環(huán)平面插入DNA,并且是拓撲異構(gòu)酶Ⅱ的抑制劑,干擾復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,是目前腫瘤化療的一線用藥。鏈霉菌CPCC 200239、CPCC 200240(?)CPCC200299是中國藥學(xué)微生物菌種保藏中心保藏的三株醌霉素產(chǎn)生菌。我們初步比較了這三株菌與CPCC 200497在醌霉素產(chǎn)生水平與組分上的差異。結(jié)果如下：CPCC 200239和CPCC 200240只產(chǎn)生醌霉素A,前者產(chǎn)量明顯低于后者,且CPCC 200240和CPCC 200497產(chǎn)量相當(dāng)；CPCC 200299是醌霉素A和C的產(chǎn)生菌,產(chǎn)量均居中；只有CPCC 200497產(chǎn)生少量的醌霉素B。菌株CPCC 200240的次級代謝產(chǎn)物豐富,我們從中鑒定出了一個縮酚酞類化合物enopeptin A,文獻報道該化合物具有抗革蘭氏陽性細菌菌株(包括MRSA)的活性,該菌株的其他次級代謝產(chǎn)物有待深入研究。
[Abstract]:Streptomyces sp . has the ability to produce abundant secondary metabolites , and can produce secondary metabolites of various chemical structures and diverse physiological activities . It is an important source of microbial medicine . The early microbial secondary metabolites are mainly found by means of biological activity tracking , and the chemical screening method plays a more and more important role in the research of the secondary metabolites of fungi . Two new herbicidal analogs were excavated from the secondary metabolites of CPCC 200291 ;
The second part is the identification of erythromycin component produced by Streptomyces and the clue of producing secondary metabolite by other Streptomyces . It is similar to geldanamycin structure and is a leading compound of heat shock protein Hsp90 . CPCC 200291 was a strain of Streptomyces strains preserved in China Pharmaceutical Culture Collection ( CPCC ) . In the second part of this paper , we used the chemical screening methods such as TLC , HPLC , LC - MS to identify the secondary metabolites of Streptomyces sp . CPCC 200497 and CPCC 204 110 ( I10A - 00954 ) . C PCC 200239 , CPCC 200240 ( ? ) CPCC200299 is a first - line drug for tumor chemotherapy . The results are as follows : CPCC 200239 and CPCC 200240 ( ? ) CPCC200299 are the first - line drug for tumor chemotherapy . The results are as follows : CPCC 200239 and CPCC 200240 ( ? ) CPCC200299 are the first - line drug for tumor chemotherapy .
CPCC 200299 was the producing strain of erythromycin A and C , and the yield was centered ;
Only the CPCC 200497 produced a small amount of erythromycin B . The secondary metabolites of the strain CPCC 200240 were abundant , and we identified a depsiophthophthophthophthophthophthophthophthophilin A . The literature reported that the compound had activity against Gram - positive bacterial strains , including MRSA , and that the other secondary metabolites of the strain were to be further studied .
【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R915
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本文編號：2033293