海洋真菌SP-22次生代谢产物研究文献综述

 2022-12-25 12:45:30

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

一、拟研究问题

天然产物自古以来就是药物的重要来源。最早的药物“Ebers Papyrus”可以追溯至公元前2900年的埃及,中国和印度自古以来也是药物的重要生产国。这些药物绝大部分都来源于天然产物。在药物发现的过程中,微生物近年来成为药物的重要来源,许多上市药物都来自于微生物。现如今从天然产物中寻找结构新颖、生物活性强的先导化合物,是研究开发新型抗肿瘤药物的一条非常重要的途径。欧洲和美国市场上比较普遍的抗癌药物中,大约有百分之六十五到百分之七十五来源于天然产物或者是以天然产物为先导结构的合成、半合成产物。海洋来源的抗肿瘤天然产物在海洋药物的开发研究中一直占据着最大比例和主导地位,开展得最早,且具有非常扎实深厚的研究基础。

本文所研究的SP-22为一株南极的海洋真菌——皮壳青霉(Penicillium crustosum),又称壳青霉、皮落青霉。本研究将使用多种分离色谱技术(TLC,HPLC,ODS柱层析,凝胶柱层析,硅胶柱层析)得到SP-22的代谢产物。还将对SP-22进行DNA测序,并用SP-22的ITS序列与Penicillium crustosum的ITS序列进行比对。

  1. 文献综述

海洋是生命的起源地,约占地球表面积的71%,地球上有80%以上的物种生活在海洋,其生物多样性远超陆生生物。海洋中生物资源极为丰富,生物活性物质种类繁多,并且正在为人类提供着大量的食品,多种材料和原料,具有可再生的特点。已引起世界各国的重视,具有巨大开发潜力。

海洋微生物来自(或分离自)海洋环境,其正常生长需要海水,并可在寡营养、低温条件(或高压、高温、高盐等极端环境)下长期存活并能持续繁殖子代的微生物均可称为海洋微生物。遗传多样性代表有机体种群之内和种群之间的遗传结构的变异。由于海洋微生物的生存环境与陆栖微生物迥异,他们处在高盐、低温和高压的环境下,生存竞争特别激烈,所以产生了一些不同于陆地微生物的变异,具有很强的防御能力和识别能力,在遗传型上表现出特异性,这些遗传差别使得某些微生物能在局部环境中的特定条件下更加成功地生存和繁殖。不但如此,海洋微生物的生物活性和多样性远远超过陆地生物。其资源丰富,具有独特的生理特点和适应机制,它们独特的生理特点使得其次级代谢产物的化学结构呈现独特性,产生了许多陆地微生物所不能产生的活性次级代谢产物。海洋微生物次级代谢产物作为新型活性物质的新来源越来越受到国内外的新药研究工作者的重视。从海洋微生物中发现治愈人类重大疾病的药物已经成为了趋势。目前,海洋微生物天然活性物质的开发应用已取得了很多成果。且主要体现在海洋药物的开发应用,例如已经从海洋细菌、放线菌、真菌等微生物体内分离到多种具有较强生物活性的物质,包括毒素、抗生素、不饱和脂肪酸、类胡萝卜素等,并着手于这些物质的工业化生产。但是,海洋微生物天然活性物质结构复杂多样,有效成分含量低和生产提取成本高等问题在一定程度上制约了海洋微 生物天然活性物质生产的工业化进程和临床应用。可喜的是在各国政府对海洋微生物天然活性物质的开发进行投资的同时,许多医药保健企业(包括中国的企业)也投入大量资金进行研究开发,使海洋生物活性物质的开发进入了一个快速发展的阶段。今后对海洋微生物活性物质研究的重点将是:通过加深对海洋微生物尤其是非可培养细 菌的生态分布规律及其多样性的了解,寻找新型化合物;确定活性物质的初级和次级代谢的遗传、营养和环境因素,作为开发新的和高级产品的基础;鉴定具有生物活性的化合物,并确定它们的作用机理和天然功能,为一系列新 的和有选择的活性物质在医药和化工上的应用提供模型。

南极深海是常年低温、高压、寡营养生态系统的典型代表。生存于其中的微生物在这种极端条件下不断进化演变,逐渐适应了这种独特的生境。因此,“土著”的南极微生物具有独特的次级代谢途径的潜能。这些独特的代谢途径可能产生具有生物活性、结构新颖的次级代谢产物,为新药研发提供先导化合物。极地海洋特殊的资源及环境使得南极海洋微生物资源的研究和开发正逐渐成为热点,众多研究者们正将目光投向南极这片资源丰富的海洋。一些发达国家实验室及制药公司相继以药物、保健等为目标对南极微生物新型活性次级代谢产物进行研究开发,并陆续有相关专利问世。我国对极地微生物资源的调查开始较早,始于一九八六到一九八七年间的中国第三次南极科学考察期间,但一直到一九九七年,部分研究机构才开始了较为系统的收集保藏工作。

现已有研究表明皮壳青霉(Penicillium crustosum)产生的霉毒素为一类叫做青霉震颤素的神经毒性药物。包括青霉振颤素A至G,其产生的青霉震颤素G已被证明具有杀虫活性。食用这种霉菌变质的食物会引起短暂的神经症状,如震颤。狗的症状包括呕吐、抽搐、震颤、共济失调和心动过速。

  1. 参考文献

1.三株不同海洋生境来源真菌次级代谢产物及生物活性研究[D]. 中国海洋大学, 2014.

2.两株南极海洋来源真菌活性次级代谢产物的研究[D]. 中国海洋大学, 2011.

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