一株新海洋粘质沙雷氏菌产灵菌红素发酵条件优化

灵菌红素是由微生物产生的一种红色次级代谢产物,因其具有抗菌、抗癌和抗疟疾等功效,受到了生物医药领域的广泛关注。微生物发酵是当前产灵菌红素的主要方法,分离筛选高产灵菌红素的微生物、优化发酵条件是提高灵菌红素产率的重要途径。本研究从深圳湾筛选出一株含有红色色素的菌株,并基于16S rRNA基因序列对该菌株进行了系统发育分析和物种鉴定。紫外可见光全波长扫描和HPLC-MS图谱分析证明,该菌株所产红色色素为灵菌红素。进一步通过单因素试验和正交优化法优化了该菌产灵菌红素的发酵条件和发酵培养基组分。系统发育分析表明,该菌株为一株海洋粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）,并将其命名为S. marcescens SOCE 001。产灵菌红素的最佳发酵条件为：温度28 ℃、振荡培养转速220 r/min、培养基pH 7。发酵培养基最佳组合为：果糖添加量2 g/L、蛋白胨添加量10 g/L,MgSO₄添加量2 g/L。优化发酵条件后,经24 h培养, 灵菌红素产量可达2.468 g/L。     

粘质沙雷氏菌产灵菌红素培养基的筛选

目的：确定菌株S418产生灵菌红素的最优培养基配方及其的分类地位。方法：以花生粉为基础培养基,通过单因素试验和四因素三水平正交试验筛选出了菌株S418产灵菌红素的最佳培养基配方;根据该菌株的16S rRNA基因序列系统发育树分析初步确定了菌株S418的分类地位。结果：培养基最优配方为：花生粉2%,花生油0.5%,L-脯氨酸1%,硫酸镁0.025%。在28℃、pH7.5、250r/min振荡培养24h,灵菌红素产量达67.92mg/L。菌株S418初步鉴定为粘质沙雷氏菌（Serratia marcescensS418）。结论：花生粉培养基是一种适合粘质沙雷氏菌产灵菌红素的优良培养基。     

产灵菌红素沙雷氏菌的诱变育种

通过紫外线—氯化锂复合处理灵菌红素生产菌沙雷氏菌 (Serratiasp )W 0 2 0 6,用高浓度葡萄糖为碳源的选择性平板定向筛选抗葡萄糖分解代谢物阻遏的高产株 ,筛得高产突变株B 2 0 ,相对于原始菌株 ,B 2 0摇瓶发酵灵菌红素产量提高了 3倍 ,5L反应器上的产量提高了 63 %。     

粘质沙雷氏菌产几丁质酶发酵条件的研究

目的：通过对粘质沙雷氏菌发酵条件的优化,提高其产几丁质酶的能力。方法：以实验室保存菌种粘质沙雷氏菌S418为对象,通过单因素试验和三因素三水平正交试验筛选出了菌株S418产几丁质酶的最佳培养基配方及培养条件。结果：该菌种产酶的最佳发酵条件：0.2%（w/v）胶体几丁质,1%蛋白胨,0.05%KH2PO4,在28℃、pH7.0、接种量6%,培养72h,酶活达到5.49U/mL。结论：优化后菌株S418产几丁质酶的条件。     

产脂肪酶粘质沙雷氏菌发酵产酶条件的优化

目的：通过对产脂肪酶粘质沙雷氏菌发酵条件的优化,使其酶活力得到大幅度提高。方法：用响应面法对产脂肪酶粘质沙雷氏菌的发酵产酶培养条件进行了优化。首先通过逐因子实验考察了该菌株产酶所需的最适碳源和氮源,在此基础上通过Plackett-burman法设计实验,考察了几种因素对产酶影响的大小,然后用最陡爬坡实验逼近以上几种因子的最大响应区域后,采用Box-Behnken设计25组实验,并利用Design-Expert对实验结果进行二次回归分析。结果：对产酶具有显著效应的4个因素为：蛋白胨、CaCl2、吐温、大豆油。实验优化到最佳的产酶条件为：糊精1%,蛋白胨0.7%、CaCl20.3%、吐温-80 1.68%、大豆油1.81%、K2HPO40.05%、MgSO40.05%、FeSO40.1%。结论：优化后发酵液上清的脂肪酶活力可达97.52U/ml,比优化前提高了10倍。     

产脂肪酶重组枯草芽胞杆菌的发酵优化

笔者所在实验室前期筛选到1株产脂肪酶粘质沙雷氏菌,克隆其脂肪酶基因,构建重组枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis 168/pMA5-lipA,成功实现了来源于粘质沙雷氏菌的脂肪酶基因在枯草芽胞杆菌中的表达。基于以上工作基础上,对B.subtilis 168/pMA5-lipA进行了摇瓶水平上的产酶发酵优化。首先通过单因素和正交试验确定了有利于产脂肪酶的最佳培养基成分,并对发酵条件进行了优化。结果表明:优化后的培养基组分为蔗糖35 g/L,玉米浆27.5 g/L,(NH4)2SO41.25 g/L,CaCl24 g/L,pH 7.0。在最优发酵培养基的条件下,37℃、160 r/min摇床培养33 h,每毫升发酵液中重组菌脂肪酶酶活可达98.6 U,是优化前的3倍。     

产抑菌物质SDLH菌株的鉴定及发酵产物稳定性研究

目的：对1株产抑菌物质的中华稻蝗内生菌SDLH进行鉴定,并对其发酵产物稳定性进行研究。方法：通过观察生长情况及菌落特征形态学、氨基酸利用、糖发酵、脱羧酶反应生理等生化检测以及16S rDNA序列测定对菌株SDLH进行分类鉴定,并在不同条件（温度、pH、光照等）下测定其发酵产物的抑菌稳定性。结果：菌株SDLH符合肠杆菌科细菌的一般特征;生理生化特征均与Serratia marcescens的特征基本一致;菌株SDLH的16S rDNA序列长度为1 457bp。Gene bank序列登录号为EU525929。其序列在1 457bp范围内与已知的模式菌株粘质沙雷氏菌（AB244291.1）16S rDNA序列部分有100%的相似性。其发酵产物在温度（40℃~60℃）下抑菌活性稳定,在高温（≥80℃）下失去活性;在酸性条件（3≤pH〈7）下,抑菌活性无明显变化,在碱性条件（pH≥10）下,抑菌活性下降;光照2~6h后抑菌活性下降。结论：菌株SDLH属于沙雷氏菌属（Serratia）粘质沙雷氏菌（Serratia marces-cens）,其发酵产物具有较强稳定性,可置避光、pH中性、常温环境中短期保存,经提高活性、纯化等处理后可能作为新型天然防腐剂应用于食品领域。     

粘质沙雷氏菌发酵生产D-乳酸的研究

本文对粘质沙雷氏菌发酵生产D-乳酸进行了研究。以粘质沙雷氏菌G1(Serratia marcescens G1)为出发菌种,摇瓶试验确定了发酵培养方式:前12 h为菌体生长阶段,有氧培养,温度28℃,pH值7.0;后36 h为D-乳酸合成积累阶段,无氧培养,温度44℃,pH值6.0。且发现使用葡萄糖为碳源时更有利于D-乳酸的合成积累。采用缺失2,3-丁二醇合成能力的基因工程菌株R1为出发株,经筛选后得到耐受较高浓度乳酸盐的菌株R150,以R150为发酵菌种,在3.7 L发酵罐上采用两阶段发酵法,并通过增加起始菌体浓度的方法,发酵生成的D-乳酸浓度达到83.5 g/L,光学纯度达到98.9%。本研究成果为使用粘质沙雷氏菌发酵生产D-乳酸的深入研究打下了基础。     

粘质沙雷氏菌S823次生代谢产物及其抗肿瘤活性研究

为从土壤中筛选得到能转化甾体化合物和产生具有抑制肿瘤生长的活性化合物菌株,并分离鉴定出活性化合物。利用胆固醇作唯一碳源筛选,通过形态观察、生理生化测试,以及16S rRNA基因序列同源性分析来确定筛选菌株。以Neuro-2a细胞(小鼠神经瘤细胞)作为供试细胞,通过活性跟踪,用柱层析法分离活性成分,经波谱方法鉴定产生的活性物质等方法。结果表明从土壤中筛选得到一株菌株具有抑制肿瘤生长的活性;此菌株与粘质沙雷氏菌属(Gen Bank No.序列号为KR817904. 1)相似性为99%,命名为粘质沙雷氏菌S823;活性化合物为灵菌红素,其对细胞周期分裂蛋白25B (CDC25B)的抑制率是67. 7±2. 9%,对含SH2结构域蛋白酪氨酸磷酸酶2(SHP2)抑制率为56. 7±0. 4%,对Neuro-2a细胞有抑制作用,其IC50是0. 05μM。灵菌红素是具有抗肿瘤活性的化合物。     

苦参凝集素的分离纯化及部分性质研究

从苦参 (SophoraflavescensAit.)根浸出液经硫酸铵分级 ,得苦参凝集素 (SFL)粗品 ,再经DEAE_Sepharose、SephadexG_1 5 0和HPLC层析 ,获得具有强凝集活性的SFL样品 ,用PAGE和SDS_PAGE检测均为单一蛋白染色带。SDS_PAGE显示SFL分子仅有一条肽链 ,SephadexG_1 0 0和SDS_PAGE测得其分子量均为 32kD。当SFL浓度为 0 .97μg/mL时能凝集兔红细胞 ,无血型专一性 ,其凝血活性可被甘露糖和果糖抑制 ,麦芽糖和葡萄糖有弱的抑制作用 ,凝集素分子含有 2 .89%的中性糖 ;当SFL量为 6 2 μg时 ,对棉花枯萎病菌 (FusariumvasinfectumAtk .)、小麦赤霉病菌(Gibberllasaubinetii (Mont.)Sacc .)和水稻稻瘟病菌 (PiriculariaoryzaeCav)菌丝体的生长发育有明显地抑制作用。用Edman法在蛋白测序仪上测出SFL的N端肽链 30个氨基酸的排列顺序为 :T/A/VDXLXFTFSDFDP NGEDLLFQGDAHVTSNN。     

Purification and Characterization of Sophora flavescens Lectin

A lectin with strong hemagglutination activity was isolated from roots of Sophora flavescens Ait. by extraction, fractionation with (NH 4) 2SO 4, ion-exchange chromatography on DEAE-Sepharose and followed by gel filtration on Sephadex G-150 and HPLC assay. The purified lectin showed a single protein band on PAGE and SDS-PAGE . The molecular weight of S. flavescens lectin was 32 kD when SDS-PAGE and Sephadex G-100 was used. The lectin agglutinated rabbit red blood cells at 0.97 μg/mL and showed no specific agglutination with any type of human erythrocytes. The hemagglutination activity could be inhibited by mannose and levulose and slightly by glucose and maltose. The SFL contained 2.89% neutral saccharide. It could inhibit apparently the growth of the mycelium of Gibberlla saubinetii （Mont.） Sacc.,Piricularia oryzae Cav. and Fusarium vasinfectum Atk. at the dosage of 62 μg. It was determined by Edman that the sequence of the N-terminal thirty amino acids was: T/A/VDXLXFTFSDFDPNGEDLLFQGDAHVTSNN.     

苦参凝集素蛋白基因的分离克隆

自苦参（Sophora flavescens Ait.)块根中分离得到一种32kD的凝集素蛋白（SFL）,其对兔血及人的4种血型都具有很强的凝集活性,对棉花枯萎病菌（Fusarium vasinfectum Atk.),小麦赤霉病菌（Gibberella saubinetii(Mont)Sacc.)和水稻稻瘟病菌（Pricularia oryzae Cav.)的生长有明显抑制作用,依此凝集素蛋白N端部分氨基酸序列合成引物,通过5',3'-RACE技术,从苦参块根总RNA中克隆到了编码这一凝集素蛋白的全长cDNA序列（已注册GenBank,AF285121) ,根据全长cDAN序列这一cDNA序列编码一个284个氨基酸的前体蛋白,而分离得到的凝集素蛋白为一个254个氨基酸残基的成熟蛋白,在其第182位点含一个N糖基化位点N－L－S。     

The alkaloid matrine of the root of Sophora flavescens prevents arrhythmogenic effect of ouabain

Matrine, a alkaloid of the root of Sophora flavescens, has multiple protective effects on the cardiovascular system including cardiac arrhythmias. However, the molecular and ionic mechanisms of matrine have not been well investigated. Our study aimed at to shed a light on the issue to investigate the antiarrhythmic effects of matrine by using ouabain to construct an arrhythmic model of cardiomyocytes. In this experiment, matrine significantly and dose-dependently increased the doses of ouabain required to induce cardiac arrhythmias and decreased the duration of arrhythmias in guinea pigs. In cardiomyocytes of guinea pigs, ouabain 10 μM prolonged action potential duration by 80% (p < 0.05) and increased L-type Ca²⁺ currents and Ca²⁺ transients induced by KCl (p < 0.05). Matrine 100 μM shortened the prolongation of APD and prevented the increase of L-type Ca²⁺ currents and Ca²⁺ transients induced by ouabain. Taken together, these findings provide the first evidence that matrine possessed arrhythmogenic effect of ouabain by inhibiting of L-type Ca²⁺ currents and Ca²⁺ overload in guinea pigs.     

一株抗MRSA内生细菌的鉴定及其活性物质

根据生理生化特征和16S rDNA序列,对一株从新疆苦豆子Sophora alopecuroides中分离的、对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)具有较强拮抗作用的内生细菌菌株KDNB6进行鉴定;并通过硅胶柱、凝胶柱层析从该菌发酵产物中分离纯化了抗MRSA的活性物质。结果表明菌株KDNB6各项特征与粘质沙雷氏菌Serratia marcescens最为接近,鉴定为S.marcescens。从菌株KDNB6的代谢产物中分离到一个抗MRSA的活性成分。     

Cloning and Sequencing of a Lectin Protein Gene from the Roots of Sophora flavescens (in English)

A lectin protein（SFL） with molecular weight about 32 kD which markedly agglutinated rabbit and human red blood cells was purified from the roots of Sophora flavescens Ait. This protein, and apparently inhibited the growth of Fusarium vasinfectum Atk., Gibberella saubinetii (Mont.) Sacc., and Piricularia oryzae Cav. A set of degenerate PCR primer was synthesized according to the N-terminal sequence of the purified protein. The full-length cDNA coding the lectin was cloned by RT-PCR and 5′-RACE and sequenced (GenBank AF285121). The deduced amino acid sequence indicates that a preprotein with 284 amino acid residues is firstly translated and then processed to a mature protein with 254 amino acids. A N-Glycosylation site is the Asn 182 residue.      

苦参提取物对口腔主要致龋细菌作用的实验研究

目的 观察苦参提取物对口腔主要致龋细菌及其生物膜生长、黏附、产酸和产糖的影响,探寻其防龋作用机制。方法 将苦参提取物按照二倍梯度稀释法测定最低抑菌浓度,0.5 g/L氯己定为阳性对照,不含药液组为阴性对照组;采用紫外分光光度计测定细菌黏附能力;通过生物膜结晶紫染色法测定生物膜抑制浓度和生物膜清除浓度;通过ΔpH法和苯酚‒硫酸法分别测定细菌的产酸和合成水不溶性胞外多糖情况。结果 苦参提取物对口腔主要致龋细菌的最低抑菌浓度均为4 g/L;在4 g/L时,对变形链球菌、远缘链球菌、血链球菌、粘性放线菌和内氏放线菌黏附抑制率分别为（77.6%±1.2%）、（66.7%±1.8%）、（60.68%±2.9%）、（79.8%±1.2%）和（85.1%±1.3%）。2 g/L时能够显著抑制浮游菌产酸及合成水不溶性胞外多糖能力。4 g/L时对变形链球菌、远缘链球菌、血链球菌、粘性放线菌、内氏放线菌和嗜酸乳杆菌生物膜形成抑制率分别为（87.5%±1.3%）、（85.4%±0.5%）、（89.0%±0.3%）、（77.2%±0.7%）、（87.4%±1.1%）和（80.4%±1.3%）;并对以上细菌生物膜的最低清除浓度分别为16、16、16、16、8和8 g/L。苦参提取物在50%的最小生物膜清除浓度下对单菌生物膜的产酸和合成水不溶性细胞外多糖的抑制率分别为67.5%~94.1%和42.3%~60.0%。结论 苦参提取物能够抑制口腔主要致龋细菌浮游和生物膜状态下的生长、黏附、产酸和产糖,其有望成为一种龋齿预防制剂。     

Strategy for the Improvement of Prodigiosin Production by a Serratia marcescens Mutant through Fed-Batch Fermentation

A Serratia marcescens mutant for prodigiosin production was obtained by u.v. mutation with rational screening methods and a two-step feeding strategy was used to increase its productivity. In flasks, the mutant strain B6 gave a 2.8-fold higher prodigiosin production than that of the parent strain with glycerol as a carbon source. In a 5-l bioreactor, with a two-step feeding strategy in which glucose was selected as the initial carbon source in the fermentation media and glycerol was fed as a ‘prodigiosin inducer’, it gave a 7.8 times higher prodigiosin production (583 mg/l) than the parent stain with the original cultivation mode.     

苦参活性成分的抗肿瘤作用机制研究进展

苦参是中国传统的植物药,具有清热燥湿等多种作用,广泛地应用于抗肿瘤研究,其活性成分能够通过细胞周期阻滞抑制肿瘤细胞的增殖、诱导肿瘤细胞分化、通过细胞周期阻滞、Fas/Fasl和线粒体途径诱导肿瘤细胞凋亡,通过降低VEGF等的表达抑制肿瘤血管生成和内皮细胞增殖,抑制肿瘤侵袭和转移,通过抑制端粒酶活性、逆转多药耐药、调节免疫耐受等辅助治疗肿瘤。通过收集、分析和整理最近几年涉及苦参活性成分抗肿瘤作用的文献,综述其抗肿瘤作用机制,为临床应用苦参治疗肿瘤提供参考。