微生物产生物碱研究的进展和展望

到1977年为止,已报道从微生物中分离到的已命名的生物碱共165种。其中除37种(22.3%)是在动植物组织中也含有的外,都是在微生物中新发现的。产生生物碱的微生物,包括分属于真菌、细菌和放线菌的29科、45属、120种、本文拟就这方面的研究作一综述。各类微生物产生物碱一、真菌生物碱产生物碱的真菌中,研究得较多较早的是麦角菌(Claviceps spp.)。它寄生在麦类子房中形成菌核(麦角),含有多种生物碱。由于它会使误食的人畜中毒、     

微生物异源合成植物异喹啉生物碱的新进展

植物异喹啉生物碱(plant isoquinoline alkaloids,PIAs)包括吗啡、可待因、加兰他敏及小糵碱等药用活性产物和其他天然活性产物。从植物中提取异喹啉生物碱,受制于低含量、种植季节及提取方法。人们开始研究利用微生物异源合成和改造天然异喹啉生物碱,从而获得低成本的药用活性物质。异喹啉生物碱合成途径长,反应复杂,为实现微生物异源合成带来了诸多挑战。随着合成途径和酶的解析和鉴定,合成生物学技术为在微生物中合成异喹啉生物碱提供了可能。综述了PIAs合成途径解析的最新进展,以及微生物异源合成PIAs的代谢工程策略,讨论了目前存在的问题和未来的发展趋势。     

真菌生物碱的研究I．产生生物碱的真菌的筛选

用生物碱沉淀试剂预试、薄层层析确试的生物碱筛选方法,对青藏高原土壤中分离的624株低等真菌的发酵液和真菌组织提取物中存在的生物碱进行了筛选研究。所得结果表明：有114株或18．3％的真菌显生物碱阳性反应。40株生物碱阳性反应较强的真菌包括有青霉。曲霉、镰刀菌、匍柄毒、腐质霉和毛毒属等。除圆弧青霉、顶青毒、淡紫青霉、焦曲霉、黑曲霉,黄曲霉、烟曲霉、构巢曲毒等已有报道外,点青霉、两形青霉、真青霉、荨麻青霉、黑青霉、燕麦镰刀菌、拟直孢镰刀菌、木贼镰刀菌、拟丝孢镰刀菌、弯角镰刀菌、匍柄霉及腐质霉等,均尚未见．有报道。     

昆虫共生菌的次级代谢产物研究进展

微生物与昆虫的共生是一种普遍现象,昆虫种类繁多,与昆虫共生的微生物也多种多样。昆虫共生菌是活性次生代谢产物的重要来源。本文对自2008年以来已报道的177个昆虫共生菌的次级代谢产物进行了统计和分析,结果表明:61.6%的化合物为新天然产物(生物碱类新化合物最多),其中,约75%的新化合物来源于昆虫共生真菌,25%来源于细菌;醌酮类化合物是昆虫共生菌源天然产物的主要结构类型,占23.2%;47.5%的化合物具有显著的抗肿瘤、抗菌、除草和抗氧化等生物活性,且化合物中的主要活性类型是抗菌和抗肿瘤活性,活性范围覆盖面最广的结构类型是生物碱类。以上结果表明昆虫共生菌的次级代谢产物是先导性化合物的重要来源且具有丰富的生物活性类型。本文以天然产物的结构分类为切入点,结合其研究菌株来源、生物活性等进行综述,旨在为充分挖掘昆虫共生菌次级代谢产物提供重要参考。     

微生物代谢尼古丁研究进展

尼古丁是多种烟草的主要生物碱 ,它既是一种精神药品也是一种环境毒物 ,有效地控制卷烟和环境中的尼古丁含量 ,对于维护人类健康有着重要意义。一些微生物可以不同的途径代谢尼古丁 ,它们具有降低烟草中尼古丁含量和处理卷烟加工产生的有毒废物的潜力 ,综述了节杆菌属细菌和假单胞菌属细菌代谢尼古丁的分子生物学机理及可代谢尼古丁微生物在烟草陈化、尼古丁手性分离和含有尼古丁的废物处理等方面应用的研究进展。     

微生物转化生物碱的研究进展

目的对微生物转化生物碱的研究进行综述。方法在查阅国内外文献的基础上,简介了微生物转化生物碱的菌种类型和催化反应类型。结果通过对微生物转化生物碱的研究综述,说明微生物转化在生物碱类药物的广泛应用前景。     

苄基四氢异喹啉类生物碱的微生物转化

苄基四氢异喹啉类生物碱广泛分布于木兰科、防己科、番荔枝科、罂粟科、芸香科、樟科、小檗科等植物中,具有抗肿瘤、镇痛、止咳、降压、抗菌、抗炎、免疫抑制等多种生理活性,吗啡、罗通定、可待因、青藤碱、罂粟碱等多种药物已应用于临床。鉴于其广泛的临床应用,苄基四氢异喹啉类生物碱的结构修饰成为研究的热点,微生物转化由于效率高、手性及立体选择性强、反应条件温和、成本低、反应过程绿色环保等特点,在天然产物的结构修饰中应用越来越广泛。本文综述了微生物转化在苄基四氢异喹啉类生物碱结构修饰中的应用,为更深入的研究苄基四氢异喹啉类生物碱提供一定的依据。     

根肿菌侵染下菘蓝生物碱合成机制

为探究根肿菌胁迫对菘蓝生物碱及其合成关键酶基因表达的影响,该研究对根肿菌侵染后0、7、14、21 d的菘蓝进行病情形态分级、组织学观察、生理生化指标测定以及转录组学和代谢组学分析。结果表明:(1)接菌后0、7、14、21 d菘蓝根部分别发展为0级、1级、3级、5级的肿根,并且7 d是皮层入侵的关键时间点。(2)接种根肿菌14 d后,菘蓝叶内可溶性蛋白、丙二醛的含量,超氧化物歧化酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶的活性与同时间对照组比较显著提高,并随着接菌时间的延长呈增加的趋势。(3)代谢组学一共检测到161种生物碱,其中吲哚类生物碱数量较多; 与未接菌相比,菘蓝接菌后7、14、21 d分别存在16种、17种、39种差异代谢物且各组差异代谢物多富集在生物碱和氨基酸代谢通路。(4)转录组测序结果显示,与未接菌相比,菘蓝接菌后7、14、21 d分别存在2 439个、256个、6 437个差异表达基因,这3组共同富集到11个生物碱相关的代谢通路; 与未接菌相比,接菌后7、14、21 d有9个基因(编码4种酶THS、TAT、YUCCA、ALDH)表达量均上升。该研究结果揭示了芸薹根肿菌与菘蓝之间的互作机制,探究了芸薹根肿菌对吲哚生物碱合成及其关键酶基因的影响,为后期菘蓝根肿病抗性基因及生物碱次生代谢途径的研究奠定了基础。     

雷公藤植物内生Micromonospora sp. M66生产的一组吲哚生物碱

【目的】研究稀有放线菌——雷公藤内生小单孢菌(Micromonospora sp.M66)的次级代谢产物,为微生物药物或农用生物制剂开发提供结构多样的化合物资源。【方法】利用薄层层析、正(反)相硅胶柱层析、凝胶层析、液相色谱等技术对M66菌株中次级代谢产物进行分离纯化,利用波谱技术对化合物进行结构鉴定。【结果】最终分离纯化了7个单体化合物,结合质谱与核磁技术对这7个化合物进行了结构解析和鉴定,它们属于一组吲哚生物碱。化合物2是重要的植物生长调节剂,化合物3对淋巴细胞性白血病细胞P388、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母的增殖有抑制作用,化合物6对金黄色葡萄球菌有很好的抑制作用。【结论】化合物3-7首次从小单胞菌中鉴定出来,表明该小单孢菌具有较强的利用吲哚或色氨酸合成次级代谢产物的能力和挖掘生物碱类药物的潜力。     

植物组织培养的次生代谢产物 Ⅱ、生物碱(细胞筛选方法)

一、利用植物细胞培养筛选生物碱生物碱主要存在于高等植物和某些微生物中,是一类含氮的碱性化合物,通常具有多环。这类化合物为自然界中所形成的最大一类的次生代谢产物之一,具有多种多样的化学结构。几乎与其它次生代谢产物一样,生物碱是特定器官在一定的发育时期合成的,形态上已脱分化的植物培养细胞可蓄积     

小球藻共栖微生物种群多样性分析

[目的]分析小球藻共栖微生物的种类和种群多样性,为小球藻养殖病害防治提供依据。[方法]从小球藻共栖生长环境中分离共栖微生物,利用限制性核酸内切酶RsaⅠ酶切共生微生物的r DNA序列,进行多态性分析,获得共栖微生物种群信息。[结果]利用纯培养的方法获得15种菌落表型特征各异的小球藻共生微生物,分成7个操作分类单元(OUT),分别是变形菌门(Proteobacteria),包括:气单胞菌属(Aeromonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、肠杆菌属(Enterobacter)、泛菌属(Pantoea),厚壁菌门(Firmicutes)的锰氧化还原菌(Exiguobacterium)和芽孢杆菌属(Bacillus)。在小球藻共栖微生物中未分离到弧菌,也没有分离到真菌。[结论]小球藻共栖微生物种类多样,其中,革兰氏阴性菌占据绝对优势,革兰氏阳性菌只有芽孢杆菌属和锰氧化还原菌属,其中锰氧化还原菌是首次发现,小球藻共生菌中,很少分离到真菌,本研究中没有分离到真菌。     

A~2/O和SBR系统中微生物群落结构比较分析

利用16sRNA高通量测序手段对A~2/O脱氮除磷工艺和A/O-SBR除磷工艺中微生物群落结构和脱氮、除磷微生物丰度变化进行全面的分析。根据测序结果,共获得20个门、150个属微生物。微生物多样性分析结果显示,在两个系统中主要菌门为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)3个菌门,这3个门的细菌总数占微生物总数的80%左右。在属级水平上,A~2/O工艺的优势微生物为脱氮单孢菌属(Dechloromonas),丰度为10.00%。在SBR工艺中,陶厄氏菌属(Thauera)为优势菌属,其丰度为7.90%。Candidatus Accumulibacter是SBR好氧除磷系统中的主要除磷微生物,其相对丰度为2.80%。脱氮单孢菌属(Dechloromonas)、陶厄氏菌属(Thauera)为A~2/O工艺中主要脱氮微生物,Candidatus Accumulibacter为代表性的除磷微生物,其丰度分别为10.20%、3.70%和0.50%。     

曼陀罗植物内生真菌产生物碱菌株的筛选研究

本文从植物曼陀（Datura arborea）中分离得到77株内生真菌。对它们分别进行菌株发酵,发酵产物经乙醇浸提,采用TLC和生物碱显色方法,观察到菌株Ym311977、Ym312023呈生物碱阳性反应。结合HPLC分析结果,表明该生物碱并非曼陀罗植物中的主要生物碱成份。经鉴定,Ym311977属镰孢菌属（Fusarium sp．）,Ym312023属毛壳菌属（Chaetomium sp．）。     

制药企业环境菌库建立的探讨

建立制药企业环境菌库。连续4年从药品生产洁净区环境和操作人员表面、制药用水系统、合并血浆、产品和原/辅料中收集微生物，对微生物进行分离纯化，采用生化鉴定、基因测序分析系统对微生物进行鉴定,再采取适当的方法加以保存，建立企业的环境菌库。通过对4年的微生物数据进行整理和分析，环境菌库共收集了111种微生物，保存了176株微生物，建立了企业环境菌库。建立企业环境菌库，可为开展微生物污染控制、消毒效果评价、污染事件调查和微生物污染溯源提供数据和技术支持。     

微生物与能源

对以甲烷产生菌、乙醇产生菌和氢气产生菌为代表的能源性微生物进行了主要类群分类、产生能源的代谢性作用机理和应用该类微生物产生能源的总体生产前景做了较为系统的概括性阐述。能源性微生物不仅在微生物教学中非常重要,而且该类微生物在环境保护、非再生性能源节约和提高有关领域综合效益等方面,都具有直接的、显著的促进作用。     

微生物腐蚀及腐蚀机理研究进展

在不同的环境中,不同种类的微生物能在材料上附着繁殖,其生命活动会引起或加剧材料的腐蚀。根据种类及功能的不同,腐蚀微生物可以分为硫酸盐还原菌、硫氧化菌、产酸菌、铁氧化细菌、铁还原细菌、硝酸盐还原菌以及产粘液细菌等。微生物腐蚀几乎能使所有现用的材料受到严重影响,破坏材料的结构与性能,在建筑、运输管道、工业环境(石油化工等)以及海洋环境中造成巨大的安全隐患和财产损失。本文概述了目前发现的腐蚀相关微生物的类群和特性,以及相对应的微生物腐蚀机理,为防护和控制材料的微生物腐蚀提供理论指导。     

VITEK 2 Compact微生物检测系统在生物制剂无菌环境监测中的应用

目的通过收集生物制剂生产中洁净间环境微生物、微生物限度检测样品,应用全自动微生物检测系统(VITEK 2 Compact)进行监测分析,评价其适用性。方法利用革兰染色法和VITEK 2 Compact系统对4种标准菌株和291个纯菌鉴定样本进行方法学验证;对人员及设备表面微生物、沉降菌及微生物限度样本共313个进行菌型鉴定,确认此系统在生物制剂生产中的应用价值。结果共在收集的313个样本中,共检出微生物268株,其中人员及设备表面微生物18株、沉降菌188株、微生物限度62株。可信度均在93%以上。其中革兰阳性菌:藤黄/里拉微球菌46次,库克菌属35次,葡萄球菌属70次;阴性菌:少动鞘氨醇单胞菌38次,鲁氏不动杆菌7次。结论 VITEK 2 Compact微生物检测系统具有高度特异性、敏感性和重复性,并具有操作简便、检测速度快等优点,可广泛应用于医院及疾控中心,尤其对无菌生产环境中微生物的质控和微生物数据库的建立具有重要意义。     

极端微生物及其相关功能蛋白研究进展

极端微生物是一类能够适应特殊环境的微生物,相关功能蛋白在其适应极端环境过程中发挥着重要作用,探索极端微生物的特性及其相关的功能蛋白有助于深入了解生命的起源与进化,为蛋白酶在工业领域的应用提供一定理论依据。现概述耐辐射球菌、嗜盐菌、嗜热菌、嗜酸菌和嗜碱菌、嗜冷菌、嗜压菌的特性及其相关的功能蛋白质,从蛋白质水平阐述极端微生物对极端环境的适应机制。     

硅藻土、珍珠岩微生物限度检查方法的探讨

文章尝试对助滤剂微生物计数方法和控制菌大肠埃希菌检查法进行适用性试验,建立助滤剂微生物限度检测方法,对血液制品生产过程中添加的助滤剂进行微生物控制。具体通过采用涂布法、倾注法、薄膜过滤法、涂布（分解求和）法对珍珠岩和硅藻土进行微生物回收试验,计算各试验菌回收率;用控制菌检查法对控大肠埃希菌检查法进行确认。结果发现涂布法各试验组菌落数减去供试品对照组菌落数的值与菌液对照组菌落数的比值均在0.5～2.0范围内,微生物计数方法通过;控大肠埃希菌检查法通过。     

培菌昆虫相关放线菌的次级代谢产物研究进展

昆虫共生微生物是一种特殊的微生物资源,其中放线菌在昆虫肠道、体表和巢穴中广泛分布。近年来,人们从培菌昆虫来源的放线菌中分离得到多种新型化合物,可以选择性抑制菌圃的致病真菌,部分还对植物致病真菌、昆虫致病真菌、人类病原菌和癌细胞有抑制活性。因此,研究培菌昆虫相关微生物不仅有助于了解宿主与微生物的共生机制,还能发掘新的活性物质,用于生物农药、生物医药的开发。本文对培菌昆虫来源放线菌次级代谢产物的研究进展进行了综述。