脂肽的分离纯化与结构研究

采用酸沉淀分离、有机溶剂提取、分级沉淀、脱色吸附及制备薄板的方法,从枯草芽孢杆菌HSO121的培养液中分离得到一种脂肽类化合物。茚三酮试验、红外光谱分析表明该脂肽具有环状结构,电喷雾离子化质谱结果显示,该脂肽是分子量为1,022D和1,036D的两个同系物,氨基酸分析及串联质谱分析表明,脂肽的肽链结构为Leu-Leu-Asp-Val-Leu-Leu-Glu,说明它是Surfactin的结构类似物。     

枯草芽孢杆菌HS-A38产抗菌脂肽Bacillomycin D的组分分析及鉴定

对一株枯草芽孢杆菌HS-A38产生的脂肽类物质进行分离鉴定及抑菌活性研究。通过酸沉淀分离和有机溶剂抽提的方法,从枯草芽孢杆菌HS-A38发酵液中得到脂肽粗提物LP,产率为1.956 g/L。利用薄层色谱和茚三酮染色法确定该脂肽粗提物中存在四个组分,分别为LP1、LP2、LP3和LP4;抑菌活性检测显示,组分LP3对两株海洋致病菌副溶血性弧菌和铜绿假单胞杆菌的活性较高。组分LP3经硅胶柱层析纯化分离后,应用反相高效液相色谱(RP-HPLC)和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)对该组分做进一步纯化和鉴定。分析表明,LP3样品在保留时间20 min~28 min产生单峰团LP3-1,其纯度为85.24%;经MALDI-TOF-MS分析和数据比对,组分LP3-1中的主要成分为杆菌霉素Bacillomycin D。     

解淀粉芽孢杆菌Q-426 Bacillomycin D的分离纯化及其抗肿瘤活性

环脂肽化合物因其独特的结构特点和生物活性在医药领域具有广泛的应用前景。本研究旨在从解淀粉芽孢杆菌Q-426发酵液中分离纯化获得高纯度的环脂肽单体,并对分离得到的环脂肽C-15 Bacillomycin D和C-16Bacillomycin D的抗肿瘤活性及机制进行初步研究。首先,联合使用酸沉淀和双树脂层析去除大量杂质,然后通过制备型HPLC分离得到纯度较高的两种环脂肽,经ESI-MS/MS对其进行结构鉴定,分别确定为C-15Bacillomycin D与C-16 Bacillomycin D。其次,将两种环脂肽单体及其1:1混合液(摩尔比)按不同浓度梯度作用于人癌细胞(Hela、MG、Hep-G2、HT-29),结果表明环脂肽对Hela与MG细胞增殖的抑制作用呈浓度依赖性,长链环脂肽的抑制率较短链环脂肽略高。最后,采用细胞划痕实验和PI染色法考察了C-16 Bacillomycin对细胞侵袭与迁移能力、细胞凋亡和周期的影响,结果显示,C-16 Bacillomycin D可有效影响细胞的迁移能力,诱导细胞凋亡呈浓度依赖性,且阻滞细胞G_0G_1期。     

Brevibacillus brevis HOB1所产脂肽的分离纯化和鉴定

用常压反相色谱对从短短芽孢杆菌HOB1发酵液中提取到的脂肽类生物表面活性剂进行了分离纯化, 并用HPLC制备了其中的一个化合物。经电喷雾质谱分析得到该化合物的相对分子量为1035.7 D, GC/MS的分析结果显示其脂肪酸部分为C15 β-羟基脂肪酸, 由PITC柱前衍生法测得该化合物的氨基酸组成比例为: Asp:Glu:Val:Leu = 1:1:1:4。结果显示该脂肽的结构与表面活性素(C15 surfactin)类似。实验表明, 除芽孢杆菌属外, surfactin系列脂肽还能为短芽孢杆菌属所产生。     

解淀粉芽孢杆菌TF28抗菌脂肽芬芥素的分离鉴定及抑菌作用

对一株解淀粉芽孢杆菌TF28产生的抗菌脂肽进行分离鉴定及抑菌活性研究,采用酸沉淀、乙酸乙酯和甲醇萃取技术制备了抗菌脂肽粗提物,经过2次HPLC分离纯化,在保留时间32～42min内获得8个抗菌脂肽纯品,经MALDI-TOF-MS鉴定为芬芥素(fengycins),对尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌显示出较强的抑菌活性,该研究为提高菌株TF28抗菌脂肽产量的定向遗传改造奠定基础。     

枯草芽孢杆菌B2菌株产生的表面活性素变异体的纯化和鉴定

利用6mol/L HCI沉淀枯草芽孢杆菌B2菌株的去细胞培养液,甲醇抽提获得脂肽类抗生素粗提物,过Sephadex LH-20层析柱获得粗纯化物,经MALDI-TOF-MS检测表明B2菌株仅含有表面活性素一种脂肽类抗生素。利用HPLC SMART SYSTEM,将粗纯化物过μPRC C2／C18层析柱对表面活性素变异体进行分离后获得纯化物。经MALDI-TOF-PSD—MS对纯化物的结构分析表明,B2菌株的表面活性素变异体由13、14和15个碳原子的脂肪酸链以及L-Glu-L-Leu—D—Leu—L-Val-L-Asp-D—Leu-L-Leu七环肽组成。     

氮源和碳源对解淀粉芽孢杆菌Q-426抗菌脂肽合成的影响

微生物来源的环状脂肽在生物农药以及医学领域极具应用潜力。通过测量抑菌活性并利用反相高效液相色谱(RP-HPLC),液相质谱联用(HPLC-MS)和串联质谱(MS/MS)技术检测抗菌脂肽组分的变化研究了氮(N)源、碳(C)源和培养基中的初始pH值对解淀粉芽孢杆菌Q-426菌株中抗菌脂肽bacillomycin D和fengycins合成的影响,从而为进一步研究它们生物合成的基因调控以及更有目的性提高产量提供理论依据。结果表明:L-组氨酸、L-赖氨酸、甘油、山梨醇以及培养基中的[OH]-均能促进脂肽bacillomycin D的合成,但它们在该实验菌株抗菌脂肽bacillomycinD合成途径中的调控靶点有所不同。     

苍白杆菌产生脂肽的结构解析

从油藏产出液中筛选分离得到1株代谢产生脂肽的细菌,经分子生物学鉴定为苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)。通过气质联用(GC-MS)、电喷雾质谱(ESI-MS)和串联质谱(MS/MS)的方法分析了脂肽的化学组成和结构。结果表明,脂肽的脂肪酸部分包含iso C13、anteiso C13、iso C14、n C14、iso C15、anteiso C15、iso C16和nC16β-羟基脂肪酸,而脂肽的氨基酸部分都是由缬氨酸、亮氨酸、天门氨酸和谷氨酸组成。且含iso C13、anteisoC13、iso C14、n C14、iso C15和anteiso C15的脂肽的氨基酸序列都是N-Glu-Leu-Leu-Val-Asp-Leu-Leu-C。     

金黄色葡萄球菌拮抗菌株的筛选鉴定及其抗菌物质分析

【背景】植物内生菌的次生代谢产物是新型天然活性物质的重要来源。【目的】从芍药内生细菌中筛选对金黄色葡萄球菌有抑菌活性的菌株和次生代谢产物。【方法】采用平板对峙法筛选拮抗菌株,根据形态学特征和分子生物学的方法鉴定菌株,PCR扩增检测合成脂肽类物质的功能基因;运用牛津杯法依次测定内生细菌发酵液和脂肽类粗提物的抑菌活性,利用Sephadex LH-20凝胶层析分离脂肽类物质,利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析具有抑菌作用的分离组分。【结果】共筛选出13株对金黄色葡萄球菌具有不同程度抑制作用的内生菌株,其中菌株SY11的抑菌作用最为显著,其发酵液和脂肽类粗提物均具有较强的抑制作用。结合形态学鉴定以及16S r RNA基因序列分析,鉴定其为解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)。PCR扩增检测表明菌株SY11含有3个合成脂肽类物质的功能基因fenA、ituD和srfkn,推测该菌株可能具有合成脂肽类物质的能力。根据具有抑菌活性分离组分的质谱分析结果,推测其有效物质的主要成分为Bacillomycin D。【结论】解淀粉芽孢杆菌SY11对金黄色葡萄球菌有良好抑制效果,其脂肽类粗提物也具有较强的体外抑菌活性。本研究为芍药内生细菌的开发应用奠定了基础。     

芽胞杆菌产生的环脂肽类物质的研究进展

环脂肽类物质具有抗菌、抗肿瘤、抗病毒等多种生物活性,其潜在的应用价值已逐渐引起了人们的注意。主要针对芽胞杆菌产生的环脂肽,综述了环脂肽类物质的结构及分类、生理活性、生物合成机制。由于环脂肽结构的不同,分离纯化及鉴定方法也会有所差异,因此对环脂肽的分离纯化及鉴定方法方面也做了简单的综述。最后展望了我国对于环脂肽研究的不足及未来的发展前景。     

原油污染土壤中生物表面活性剂菌株的筛选和产物鉴定

【目的】从原油污染的土壤中分离出产表面活性剂的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)SX-20,并对其产物进行提取及结构分析。【方法】采用氯化十六烷基吡啶和溴百里酚蓝混合溶液(cetylpyridinium chloride-bromothymol blue,CPC-BTB)显色反应结合血琼脂平板简单高效的筛选得到产脂肽的枯草芽孢杆菌。通过酸沉淀、甲醇萃取和旋转蒸发提取发酵所产生的粗产物,该产物对痤疮丙酸杆菌(Propionibacterium acnes)具有良好的抑制作用。运用傅里叶红光变换光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、氨基酸分析和液相质谱联用(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)对粗产物的成分进行分析。【结果】筛选所得的菌株所产物质是含C15脂肪酸链和7个氨基酸形成的环状的脂肽表面活性剂。【结论】本研究为筛选脂肽类生物表面活性剂提供了一定的理论基础和技术路线,有利于后续获得高产的低成本的生物表面活性剂。     

枯草芽孢杆菌B2菌株产生的表面活性素变异体的纯化和鉴定

利用6 mol/L HCl沉淀枯草芽孢杆菌B2菌株的去细胞培养液,甲醇抽提获得脂肽类抗生素粗提物,过Sephadex LH20层析柱获得粗纯化物,经MALDITOFMS检测表明B2菌株仅含有表面活性素一种脂肽类抗生素。利用HPLC SMART SYSTEM,将粗纯化物过μRPC C2/C18层析柱对表面活性素变异体进行分离后获得纯化物。经MALDITOFPSDMS对纯化物的结构分析表明,B2菌株的表面活性素变异体由13、14和15个碳原子的脂肪酸链以及L-Glu-L-Leu-D-Leu-L-Val-L-Asp-D-Leu-L-Leu七环肽组成。     

黄曲霉拮抗菌Bacillus amyloliquefaciens B10-6-1产生的脂肽类抗生素的分离和鉴别

本文旨在对黄曲霉拮抗菌Bacillus amyloliquefaciens B10-6-1的脂肽类抗生素相关基因进行克隆,对其所产生的脂肽类抗生素进行组分分离,对有抑菌活性的脂肽类抗生素进行结构鉴别。以解淀粉芽孢杆菌B10-6-1基因组DNA为模板,采用PCR方法对ItuA、ItuB、ItuC、ItuD、FenA、FenB、FenD、Sfp、bmyA、bmyB、bmyC合成基因进行DNA扩增。将该菌发酵液经过离心、酸沉淀、甲醇抽提等步骤得到脂肽类抗生素的粗提物,采用高效液相色谱法分离,对收集的洗脱峰组分进行体外抑菌试验,对有抑菌活性的组分进行液质（HPLC-ESI-MS）分析。PCR扩增检测结果显示黄曲霉菌拮抗菌B10-6-1能扩增出ItuA、ItuC、ItuD、FenA、FenD、Sfp、bmyA、bmyB、bmyC合成基因,未能扩增出ItuB、FenB合成基因。高效液相色谱法收集到7种组分,体外抑菌试验证明组分5和7有抑菌活性。经液质测定,组分5和组分7分别为脂肽类抗生素C₁₄Bacillocnycin D和C₁₅Bacillocnycin D。本研究探明了黄曲霉菌拮抗菌B10-6-1所产生的天然抑菌活性成分,为该菌用于黄曲霉菌的生物防治奠定了理论基础。     

芽孢杆菌几种重要抗菌脂肽研究进展

多种芽孢杆菌为益生菌,能分泌多种天然抗菌活性物质,其中脂肽是重要的一类。目前已鉴定的脂肽约有90多种,多数为环脂肽。脂肽中表面活性素(surfactin)、伊枯草菌素(iturin)、芬原素(fengycin)、杆菌霉素(bacillomycin)、多粘菌素(polymyxins)等是研究最广泛的脂肽。其中surfactin、iturin、fengycin由于其具有表面活性剂特性及抗真菌、抗细菌、抗病毒、抗肿瘤、抗炎症等功能,应用潜力巨大。本文对surfactin、iturin及fengycin的结构、功能、合成调控及其分离纯化和生产等方面的研究进展进行了评述。合成生物学是提高脂肽产量的重要手段,未来脂肽可用于种植业、养殖业、食品、医药、石油工业和环保等领域,因此需要在新型脂肽的发现、高产活性脂肽的生产、脂肽低廉生产技术的研发及安全性的评估等方面加强研究。     

原生质体紫外诱变选育高产抗菌脂肽菌株及其活性物质的研究

本研究以实验室自主分离的枯草芽孢杆菌mutHS-301为出发菌株,通过原生质体紫外诱变选育出高产抗菌脂肽突变菌株,并对其产生的抗菌脂肽提取物进行单组分分离纯化及对黄曲霉抑制作用进行初步研究。结果表明,在溶菌酶浓度为0.5 mg/mL,酶解时间为15 min,酶解温度为37℃条件下,获得原生质体的形成率和再生率效果最佳。采用紫外照射时间60 s进行该原生质体诱变,经筛选获得一株遗传性状稳定的高产抗菌脂肽菌株,命名为mutHS-539。研究表明,该突变株mutHS-539发酵上清液对副溶血性弧菌和金黄色葡萄球菌抑菌直径较原始菌mutHS-301分别提高了21.49%和21.05%,提取得到的抗菌脂肽产量较原始菌提高了40%。利用制备型硅胶板对发酵提取物进行分离纯化得到四种组分,分别为a、b、c和d;进一步检测对黄曲霉的抑菌活性,结果发现只有组分d对黄曲霉具有显著的抑制作用。经RP-HPLC分析及液质联用数据比对,该组分d的主要成分为杆菌霉素D。该抗菌脂肽提取物对黄曲霉抑制作用的研究显示,当抗菌脂肽浓度为0.2 mg/mL时能有效抑制黄曲霉菌丝的生长,抑制率达到了74.22%,且对黄曲霉孢子的致死浓度为0.8 mg/mL。     

纳豆芽孢杆菌Bna05菌株产抗霉脂肽的鉴定

【目的】分析枯草芽孢杆菌纳豆菌亚种Bna05菌株代谢产物中脂肽类物质的存在情况,并探讨它们在抗霉功能中所发挥的作用。【方法】利用特异性引物对Bna05菌株进行脂肽合成酶类基因片段扩增、测序和BLAST比对分析;通过平板抑菌圈区域取样法获得Bna05菌株的高抗霉活性代谢产物,对该产物进行反相高效液相色谱(RP-HPLC)分离;用琼脂微稀释法测定分离物的抗霉活性,并对活性分离物进行质谱鉴定。【结果】Bna05菌株含有sfp和srf AA基因,未检测到itu C、itu D、fen D、fen ACE、bym B、bym C基因;RP-HPLC分离得到3组抗霉活性物质F_2、F_3和F_4,F_2中未检测到脂肽类物质,从F_3和F_4中分别鉴定出两类Surfactin同系物:V_7-surfactin和I/L_7-surfactin。两类Surfactin分别与F_2组合使用时,均表现出抗霉协同作用;此外,与Surfactin单独使用相比,两类Surfactin混合物与F_2组合后的协同抗霉活性得到进一步增强。【结论】Bna05菌株所产脂肽类物质主要是V_7-surfactin和I/L_7-surfactin,Surfactin与Bna05菌株所产其它活性物质之间存在抗霉协同作用,而V_7-surfactin和I/L_7-surfactin的同时存在,对于增强这种协同抗霉作用是有利的。     

渤海湾仿刺参养殖圈内贝莱斯芽胞杆菌B-VE的分离鉴定及其产抗菌脂肽的研究

为分离筛选具有广谱抑菌作用的细菌并研究其抗菌物质,实验利用琼脂扩散法和牛津杯法,以溶壁微球菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞杆菌、大肠埃希菌为指示菌,从渤海湾大连海域仿刺参养殖圈中分离筛选出9株活性菌,2株具有广谱抑菌效果,其中1株抑菌效果最强。通过形态学和分子生物学检测分析,鉴定该菌株为贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis),命名为B-VE。通过酸沉法分离发酵液中的抑菌物质,利用飞行时间质谱对其分子量进行检测,初步确定其隶属于抗菌脂肽类物质,抑菌物质包括的三种物质分别为伊枯草菌素(Iturin)、芬荠素(Fengycin A)和杆菌霉素(Bacillomycin D)。实验发现该抗菌脂肽类粗提物具有较强的pH和温度耐受性,可以耐受多种蛋白的酶解作用,且在多种有机溶剂中可以保持较强的抑菌效果。利用扫描电镜检测发现其主要通过破坏细菌的细胞膜对溶壁微球菌产生抑菌作用。结果表明,贝莱斯芽胞杆菌B-VE广谱抑菌,所产抗菌脂肽对细菌具有较强的破膜作用,且理化性质稳定,具有较好的开发利用价值。     

南方红豆杉产IAA内生芽胞杆菌的分离、鉴定及产脂肽类化合物研究

通过组织研磨法对南方红豆杉(Taxus wallichiana var. mairei)新鲜组织进行内生细菌的分离，利用16S rRNA测序技术对分离的内生细菌进行鉴定分析，使用高效液相色谱-高分辨飞行质谱测定菌液提取物IAA含量，利用HPLC-TOF-MS对提取物脂肽类化合物进行分离、鉴定，结合数据库筛选菌株产脂肽类化合物种类及含量差异。结果表明，从南方红豆杉根茎叶中共分离鉴定出内生细菌31株，筛选出产IAA菌株20株，其中编号为KLBMPTC10的芽胞杆菌属菌株产IAA含量高达210.3955 μg·L^-1。在对产IAA菌株所产脂肽类化合物的研究中发现，菌株KLBMPTC10是所有产IAA内生细菌中脂肽类化合物含量最丰富的，其产Iturin A2相对含量为26.06%，明显优于其他产IAA菌株。芽胞杆菌属菌株KLBMPTC10同时具备高产IAA和脂肽类化合物的能力，可作为研究菌株进一步开发。     

有效分离1kDa分子量环脂肽的电泳方法

目的：建立一种有效分离1kDa分子量环脂肽的电泳方法。方法：针对1kDa分子量环脂肽的特点,对凝胶的组分和比例、凝胶的聚合速度等电泳条件进行了优化。结果：改进凝胶组分和比例,使得浓缩胶为7％T、3％C,夹层胶为12％T、3％C,致密胶为16．5％T、6％C;并在胶中加入尿素和甘油;同时加大APS的量使聚合速度加快。由此得到的环脂肽电泳条带清晰、平稳、紧凑,显示分子量为1．05kDa,与质谱结果吻合。结论：新建立的Tricine—SDS—PAGE是一种有效的分离1kDa分子量环脂肽的电泳方法。     

ZK-I菌发酵液中抗真菌活性化合物的纯化与部分特性研究

芽孢杆菌属(Bacillus sp．)菌株ZK-I对甜瓜疫霉病、棉花枯萎病等多种作物真菌病害以及啤酒酵母都有很强的抑制作用。报道了ZK-I菌发酵液中抗真菌化合物的分离纯化及其部分特性。该菌株发酵液经过酸沉淀、正相硅胶层析以及C_(18)相硅胶层析等步骤,得到四个化合物,经HPLC检测均为单峰,通过质谱测定分子量并结合高效液相检测结果确定它们为同系物,其中A为捷安肽素A,并推测其余化合物为捷安肽素A的结构类似物。