紫色红曲霉Mp-21胞内次级代谢产物的分离纯化与活性研究

[目的]紫色红曲霉(Monascus purpureus)Mp-21胞内次级代谢产物的分离纯化与活性研究.[方法]通过综合运用多种色谱分离方法对次级代谢产物进行分离纯化,最后通过多种图谱数据对化合物进行结构的解析与鉴定.对分离纯化得到的单体化合物进行抗氧化与降血糖相关酶抑制活性的测定.[结果]从紫色红曲霉Mp-21胞内...     

红色红曲霉Mr-1的次级代谢产物生物活性成分分析

【背景】红曲霉(Monascus)是一种重要的药食同源性真菌,其自身产生的次级代谢产物具有多种生理活性功能,然而红曲霉中的生物活性成分却鲜有报道。利用红曲霉发酵液进行药效物质成分追溯,对了解红曲霉药效物质基础具有十分重要的意义。【目的】对红色红曲霉(M.ruber)Mr-1次级代谢产物中的生物活性成分和生物学功能进行研究。【方法】采用硅胶柱、SephadexLH-20凝胶柱等色谱技术对活性成分进行分离纯化,通过核磁共振和高分辨质谱技术对化合物结构进行解析;对鉴定的化合物进行体外抗氧化、抑菌和酶活性测定。【结果】从红色红曲霉Mr-1次级代谢产物中分离得到4个活性化合物,鉴定为3个黄酮类化合物Luteolin(1)、Hesperetin(2)、Glycitein(3)和1个萜类化合物Ursolic acid(4)。化合物1、2、4为首次从红曲菌科中分离得到。在抗氧化试验中,化合物1对ABTS⁺、DPPH和OH^-自由基具有较强的清除能力,IC₅₀分别为13.36、8.74和32.75μg/mL;在抑菌试验中,化合物4对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和李斯特菌(Listeria monocytogenes)表现出中等强度的抑菌能力,抑菌圈直径分别为13.4 mm和11.9 mm;在α-葡萄糖苷酶抑制活性试验中,化合物4表现出很强的抑制能力,IC₅₀为21.34μg/mL。【结论】红色红曲霉Mr-1是宝贵的微生物种质资源,其产生的次级代谢产物生物活性成分多样,具有开发成功能性食品原料的潜能。     

紫色红曲霉Mp-24高产Monacolin K发酵工艺响应面优化

将单因素实验结果与响应面法相结合,对高产Monacolin K的紫色红曲霉Mp-24菌株进行发酵工艺条件优化。通过摇瓶发酵对碳源、氮源、碳源含量、氮源含量、培养时间等进行单因素优化,确定Mp-24菌株摇瓶发酵适宜条件：乳糖为碳源、酵母膏为氮源、碳源含量7%、氮源含量2%、培养时间12 d,Monacolin K产量为167 mg/L。应用Box-Behnken中心组合试验设计建立数学模型,进行响应面分析优化发酵条件,结果显示最佳发酵工艺条件为：碳源(乳糖)8%,氮源(酵母膏)3%,培养时间11 d,在此条件下Monacolin K的含量达到247.8 mg/L,比优化前提高1.5倍。     

红光对红曲霉生长及次级代谢产物的影响

光照作为重要的环境因子之一,对包括真菌在内的多种生物的生长及生理过程起着重要作用.研究发现,红色单色光对平板培养的红曲霉(Monascus M10)菌落形态有明显的影响;在液态发酵时,红光在发酵初期可促进红曲霉的生长并促进其提前进入色素合成期,但对其生物量无明显影响;红光培养与黑暗培养对照相比,其发酵液、菌丝及单位菌丝中产生的色素都有明显提高,并在一定程度上降低了桔霉素的产量.     

紫色红曲霉Mp-21 MpMcrA基因的克隆与生物信息学分析

McrA为最近在构巢曲霉(Aspergillus nidulans)中发现的全局调控因子，具有调控丝状真菌生长发育和次级代谢的作用，利用生物信息学分析方法找到并克隆紫色红曲霉（Monascus purpureus）中mcrA基因，将其命名为MpMcrA。分析MpMcrA蛋白质理化性质、亲疏水性、亚细胞定位、信号肽、跨膜区域及磷酸化位点、转录因子结合位点以及蛋白质二级结构。利用ProtParam、ProtScale、PSORTII、SignalP4.1等生物信息学软件对MpMcrA进行系统分析。 结果表明，MpMcrA基因长1 356 bp，其中含有3个外显子，2个内含子，编码410个氨基酸，与构巢曲霉序列比对蛋白相似性高达64％。预测结果显示，MpMcrA属于亲水蛋白，位于细胞核可能性大，不存在跨膜区域，不属于膜蛋白；不存在剪切位点，不属于分泌蛋白；基因含有54个潜在的磷酸化位点；可能存在5个转录因子结合位点；蛋白结构大部分为无规则卷曲，整体结构较松散。对MpMcrA基因进行了生物信息学分析，得到了基因特征和分析结果。初步确定MpMcrA基因为构巢曲霉同源mcrA基因，在红曲霉中未见有报道。     

紫色红曲霉对沙棘青稞复合酵素性能的影响研究

【目的】为了对比分析紫色红曲霉是否对沙棘青稞酵素具有促进作用。【方法】以对照组、沙棘组、沙青组、沙青红曲组4种发酵液为研究对象,对其pH、总糖、总酸、可溶性固形物、总酚、总黄酮、抗坏血酸和洛伐他汀、超氧化物歧化酶、脂肪酶和蛋白酶含量、1,1-二苯基-2-苦苯肼自由基清除能力、2,2ʹ-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)阳离子自由基清除能力、酵母菌活菌数和乳酸菌活菌数进行比较分析。【结果】沙青红曲组的总酚、总黄酮、抗坏血酸和洛伐他汀、超氧化物歧化酶、脂肪酶和蛋白酶含量、1,1-二苯基-2-苦苯肼自由基清除率、2,2ʹ-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)阳离子自由基清除率、酵母菌活菌数和乳酸菌活菌数均显著高于沙棘组和沙青组(P<0.05)。【结论】该研究证明了紫色红曲霉的添加可提高酵素的性能,对酵素行业的多元化发展有潜在的促进作用。     

不同生境来源杂色曲霉次级代谢产物研究进展

杂色曲霉是曲霉属的常见种类,广泛分布于海洋、高等植物、红树林和节肢动物等生境中,近年研究表明杂色曲霉可产生生物碱、萜类、聚酮等结构多样的次级代谢产物,具有抗菌、抗肿瘤、抗氧化、抗病毒等活性。本文总结了2017—2022年间报道的37株杂色曲霉次级代谢产物结构及其生物活性的研究进展,涉及325个次级代谢产物,其中新化合物111个。本文揭示了杂色曲霉的次级代谢产物与生境的相关性,对从更多生境来源的杂色曲霉及其它微生物资源来挖掘新天然产物具有参考作用。     

光照调控红曲霉生长发育及聚酮类代谢产物合成的研究进展

光在自然界普遍存在并多层次全方位影响着生物的生长和代谢。红曲霉作为最早被人类驯化的微生物之一,被广泛应用于食品及医药领域。红曲霉通过蓝色、红色和绿色光感受器感知不同波长的光,而这些光通过复杂的信号通路影响菌体的生长和代谢。该文分别介绍蓝光、红光、绿光等对红曲霉生长发育以及红曲色素、桔霉素等聚酮类代谢产物合成的影响及相应光感受器的研究进展,提出了进一步探讨光调控红曲霉生长发育及聚酮类代谢产物合成的研究思路,为揭示光调控红曲霉生长发育及聚酮类代谢产物合成的机制提供参考。     

茅台酒大曲中红曲霉产生抗氧化物质活性的研究

从“神舟”五号飞船搭载前、后的茅台酒大曲中各分离出一株红曲霉(MWG-106、MWGS-98),采用邻菲罗啉-Fe2 氧化法和分光光度法测定其代谢产物的抗氧化活性。结果表明:太空搭载前、后红曲霉代谢产物均具有极显著的(P<0.01)清除羟自由基的能力,太空搭载前(MWG-106代谢产物的抗氧化能力显著(P<0.05)高于搭载后;同一红曲霉中酸性组分抗氧化能力显著(P<0.05)强于中性组分。     

色素生物合成相关PigE基因的缺失对紫色红曲霉Mp-21黄色素种类和产量的影响

红曲色素（MPs）是红曲霉次生代谢过程中产生的具有多种生物活性的天然色素,广泛应用于食品、化妆品和保健品行业。[目的]本研究从紫色红曲霉Mp-21中克隆了一个红曲色素产生相关PigE基因,并对其功能进行了鉴定。[方法]利用同源重组原理对PigE基因进行敲除,从表型、显微结构、生长速率、红曲色素、桔霉素等方面分析基因缺失前后的生物学特征变化。[结果]PigE基因的缺失主要导致黄色素产量的提高和种类的增多。与野生型Mp-21菌株以产生红色素为主的色素混合物相比,△PigE丧失了产生红色素的能力,并且新产生了至少5种新的黄色素。△PigE液体发酵13 d后,红曲色素的总色价达到了3548.2 U/g,约为野生型Mp-21菌株的4.82倍;而△PigE桔霉素的产量没有显著变化,但产生的时间延迟。[结论]PigE基因的缺失可能阻断了黄色素向橙色素的转化途径,使△PigE更趋向于黄色素的形成。由于红色素的形成需要较复杂的条件,如培养基中的氨基酸和适宜的pH值等,△PigE更倾向于先合成黄色素,丧失了产生红色素的能力。本研究为高产黄色素基因工程红曲霉菌株的构建提供了一种可能的途径。     

球毛壳菌H6次级代谢产物及其α-葡萄糖苷酶抑制活性

采用体外α-葡萄糖苷酶抑制模型对一株球毛壳菌H6的发酵液和菌丝体两种乙酸乙酯提取物进行活性评价,结果表明,发酵液乙酸乙酯提取物对α-葡萄糖苷酶具有较强的抑制活性,其IC₅₀值为(510.76±23.46)μg/mL。采用硅胶、Sephadex LH-20、半制备高效液相等色谱技术从其发酵液乙酸乙酯提取物中分离得到12个化合物。通过各种光谱分析,依次鉴定为chaetoviridins A-B(1-2),chaetoglobosins A-D(3-6),chaetoglobosin J(7),chaetoglobosin Q(8),prochaetogobosinsⅠ-Ⅲ(9-11),vibratilicin(12),其中化合物12为首次从毛壳属中分离得到。对化合物进行α-葡萄糖苷酶抑制活性测定发现,化合物12显示弱的抑制活性,其IC₅₀为(1 182.75±19.14)μg/mL。     

洛伐他汀工业菌株土曲霉HZ01的次级代谢产物合成分析

【目的】分析洛伐他汀工业生产菌株土曲霉HZ01的次级代谢产物合成能力,为后期的遗传改造、次级代谢产物及其基因簇挖掘提供指导。【方法】对洛伐他汀发酵条件下的样品进行了转录组分析,同时运用色谱分离技术及波谱学方法对主要次级代谢产物进行了分离和结构鉴定。【结果】洛伐他汀合成相关基因转录水平非常高,还有4个聚酮合酶(PKS)、6个非核糖体多肽合成酶(NRPS)和1个PKS-NRPS杂合酶基因进行了转录,其他PKS和NRPS基因都处于沉默状态。此外,从该菌的发酵产物中分离鉴定了10个主要副产物并确定了其结构。【结论】土曲霉HZ01是一株优良的洛伐他汀生产菌株,在构建次级代谢产物异源合成细胞工厂和鉴定次级代谢产物生物合成途径方面具有很好的应用潜力。     

红曲菌转化库中部分突变子的次级代谢产物分析

本文采用TLC、HPLC、ELISA等方法测定了12株红曲转化子MonacolinK、γ-氨基丁酸和桔霉素的含量。结果表明,与出发菌株P-4相比,突变株产次级代谢产物的能力都发生了不同程度的变化。8株突变菌株红曲的MonacolinK含量高于P-4,其中1121#的MonacolinK含量约为P-4的10倍,分别为542.13μg/g和58.65μg/g;GABA含量方面,以779#制备的红曲GABA含量最高,达1.165g/Kg,约为P-4的3倍;由167#制备的红曲的桔霉素含量最高,为65.71ng/g,而2107#与779#制备的红曲的桔霉素含量在实验条件下未检测到。     

五味子抗氧化及抑制α-葡萄糖苷酶活性的比较研究

筛选出五味子抗氧化活性最强及α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用最优的部位。对各提取物及有效部位进行含量测定。以对DPPH·清除能力和铁离子还原能力代表其抗氧化活性,比较五味子各提取部位的抗氧化活性。以4-硝基苯-α-D-吡喃葡萄糖苷(PNPG)为底物,阿卡波糖(ACAR)为阳性对照,对各提取部位的α-葡萄糖苷酶活性的体外抑制作用进行比较。采用Origin 8软件中的多项拟合计算活性实验的IC50值及Abs0.7值,并采用皮尔森相关性分析测定活性成分含量与抗氧化活性和α-葡萄糖苷酶抑制活性间的相关性。五味子药材中含量最高的是总多糖类物质,含量为72.9 mg GL/g DM,其次为总酚酸类物质,含量为46.8 mg GA/g DM,木脂素类物质含量为39.6 mg SC/g DM,三萜类物质含量为32.2 mg OL/g DM,总黄酮类物质含量最低,为22.6 mg RU/g DM。五味子各有效部位抗氧化活性顺序为:总木脂素总黄酮总三萜总酚酸总多糖。对α-葡萄糖苷酶活性抑制作用最强的为总木脂素(IC50值为0.24),抑制作用最弱的为总三萜。五味子70%乙醇提取物和乙酸乙酯萃取物的抗氧化活性和α-葡萄糖苷酶活性抑制作用最优。五味子中总木脂素具有最优的抗氧活性及α-葡萄糖苷酶活性抑制活性。抗氧活性和α-葡萄糖苷酶活性抑制活性与木脂素类物质的含量呈正相关。     

海洋曲霉来源的新天然产物

海洋真菌由于其遗传背景复杂、代谢产物种类多且产量高,已成为海洋微生物新天然产物的主要来源,从我们对2010–2013年初的海洋微生物来源新天然产物的统计来看,研究最多的是曲霉属(Aspergillus)真菌,占海洋真菌来源新天然产物的31%。本文从菌株来源、化合物结构及其生物活性等方面,综述了自1992年第一个海洋曲霉天然产物到2014年8月已报道的共512个海洋曲霉来源的新天然产物。这些海洋天然产物具有丰富的化学多样性,且36%的化合物表现出细胞毒、抑菌、抗氧化和抗寄生虫等生物活性;含氮化合物是其主要的结构类型、约占曲霉源海洋天然产物总数的52%,也是出现活性化合物比例最高的结构类型、约40%的含氮化合物具有生物活性,其中脱氢二酮哌嗪生物碱halimide的化学衍生物plinabulin已结束II期临床研究,并于2015年第三季度开始在美国和中国进行III期临床研究,用于治疗转移性的晚期非小细胞肺癌。     

隐性次级代谢产物生物合成基因簇的激活及天然产物定向发现

传统的"活性-化合物"天然药物发现方法导致大量已知化合物被重复分离,大大加剧了新药发现的难度。规模化基因组测序揭示了微生物基因组中存在大量的隐性(cryptic)次级代谢产物生物合成基因簇,如何激活这些隐性基因簇成为当今世界天然产物研究领域的难点与热点。本文从途径特异性和多效性两个角度综述了隐性生物合成基因簇激活策略;同时,对基因组信息指导下结构导向(structure-guided)的化合物定向分离技术进行了归纳。隐性基因簇的激活为定向发掘具有优良活性的新型天然产物提供了新的契机。     

朱砂根抑制α-葡萄糖苷酶与抗氧化活性研究

对朱砂根抑制α-葡萄糖苷酶与抗氧化活性进行研究.利用96微孔板法筛选α-葡萄糖苷酶抑制活性;采用DPPH、ABTS和FRAP方法分析抗氧化活性.结果表明,乙酸乙酯部位抑制α-葡萄糖苷酶的活性最高(IC50=39.27 μg/mL),石油醚部位次之(IC50 =56.11 μg/mL),正丁醇部位活性最弱(IC50=62.05μg/mL),但均远大于阳性对照Acarbose(IC50=1081.27 μg/mL);乙酸乙酯部位抗氧化能力最强,正丁醇部位次之.乙酸乙酯部位清除DPPH自由基(IC50=38.55 mg/L)的能力比BHT( IC50=18.71 mg/L)低1/2,清除ABTS自由基的能力(IC50=3.60 mg/L)比BHT(IC50=7.44 mg/L)强,但比BHA(IC50=1.74 mg/L)弱,还原Fe3+的能力(FRAP=512.99 ±6.80 μmoTE/g)为BHT(FRAP=1581.68±97.41μmol TE/g)的1/3.结果显示朱砂根乙酸乙酯部位抑制α-葡萄糖苷酶和抗氧化活性最好.     

金顶侧耳次级代谢产物及抗氧化活性研究(英文)

采用硅胶柱色谱、ODS柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱、HPLC等分离方法,对金顶侧耳大米发酵乙酸乙酯提取物进行分离;通过HR-ESI-MS、1H-NMR和13C-NMR等光谱学方法对其结构进行鉴定。并检测铁氰化钾还原能力、1,1-二苯基-2-苦基苯肼(DPPH)自由基清除能力和亚铁离子螯合能力。从金顶侧耳大米发酵粗提物中分离鉴定了吲哚甲醛、苯肽等6个化合物,吲哚甲醛为首次从该菌中分离得到,活性测试表明金顶侧耳粗提取物具有一定的还原能力,其大米发酵产物有可能开发成为一种新型功能性食品。     

瘦柄红石蕊次生代谢产物Biruloquinone的抗氧化作用研究

讨论了从瘦柄红石蕊Cladonia macilenta发酵液中分离得到的一种自然界罕见的菲醌化合物biruloquinone的体外抗氧化能力;分别采用DPPH·自由基清除法和ABTS·+自由基清除法对其抗氧化活性进行测定。结果显示,biruloquinone具有较高的抗氧化活性,且在检测浓度范围内对自由基的清除效果呈现剂量依赖关系,在浓度分别为100μg/m L和1.2 mmol/L时对DPPH·和ABTS·+自由基清除能力最大值分别达到90.83%和75.39%,其自由基半数清除浓度(EC50)分别为24.91μg/m L和0.488 mmol/L,在ABTS·+法中,biruloquinone的总抗氧化能力为2.5 TEAC。     

相似蜂海绵相关真菌杂色曲霉F62活性代谢产物研究

研究了1株相似蜂海绵相关真菌F62的活性代谢产物,经分子系统学分析表明该真菌属于杂色曲霉。将F62菌株用大米固体培养基在室温（约25℃）下静置培养45d,经乙酸乙酯超声萃取得到粗提物。通过硅胶柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析和HPLC等色谱手段,分离得到了6个化合物。通过核磁共振、质谱等波谱分析手段可鉴定出其结构分别为Alantrypinone（1）、洛伐他汀（2）、甲酯型莫纳克林K（3）、土曲霉酮（4）、土震素B（5）和麦角甾醇（6）。化合物1系首次从该属真菌中分离得到,化合物2－5为首次从该种真菌中分离得到。首次对化合物3的碳谱数据进行报道。初步的药理研究表明,化合物4具有体外抗炎活性。