宏基因组技术在开拓天然产物新资源中的应用

微生物代谢产物具有巨大的化学多样性,是多种抗生素和其它药物的重要来源。由于现有培养手段的局限性,可培养的微生物不到微生物总数的1％,使绝大部分微生物资源的开发利用受到制约。近年来．直接提取环境样品中混合微生物总基因组DNA,利用可培养的宿主细菌构建宏基因组文库,通过筛选目的克隆,寻找活性代谢产物,取得瞩目进展。对这一新领域的研究进展结合我们的研究概况进行了简要综述。     

海洋微生物资源及其产生生物活性代谢产物的研究

海洋微生物,尤其海洋细菌以其分类的多样性和规模而言,作为生物活性物质产生菌的潜力是巨大的。海洋微生物研究依据分离菌的生境来源可分为海水、沉积物、共栖、共生和深海菌群。生境的不同,不但影响菌群的分布,而且影响微生物代谢产物的合成。从报道的研究结果看,沉积物细菌、共栖细菌和共生细菌是海洋微生物天然药物筛选的重要来源。目前海洋微生物生物活性代谢产物资源的研究仍主要限制在那些在“标准”条件下易于生长和培养的微生物类群。本文对海洋微生物资源产生的生物活性物质的研究进展进行了综述。     

微生物代谢产物在心血管疾病中的应用

心血管疾病严重威胁着人类健康,研发防治心血管疾病的有效药物一直是广大研究者研究的焦点。微生物的多种代谢产物在预防和治疗心血管疾病方面得到广泛应用,从微生物代谢产物中寻找预防和治疗心血管疾病的药物是比较传统而且简单的方法,文章就微生物代谢产物在心血管疾病方面的应用进行了阐述。     

消除酒精发酵中代谢终产物抑制方法研究进展

代谢产物抑制是微生物培养过程中的普遍现象,有效地消除或减轻这种抑制是提高生产的关键问题之一。酒精发酵是一个典型的代谢产物抑制过程,本文以其为基础,介绍了这一领域消除代谢产物抑制研究的新进展,并对此进行了比较和评述,类似的方法或研究在其它发酵（微生物培养）过程也具有借鉴意义。     

海洋微生物资源及其产生生物活性代谢产物的研究

海洋微生物,尤其海洋细菌以其分类的多样性和规模而言,作为生物活性物质产生菌的潜力是巨大的。海洋微生物研究依据分离菌的生境来源可分为海水、沉积物、共栖、共生和深海菌群。生境的不同,不但影响菌群的分布,而且影响微生物工谢产物的合成。从报道的研究结果看,沉积物细菌、共栖细菌和共生细菌是海洋微生物天然药物筛选的重要来源。目前海洋微生物生物活笥代谢产物资源的研究仍主要限制在那些在“标准”条件下易于生长和培养     

特殊生境微生物及其活性代谢产物研究进展

微生物是一种重要的生物资源,特别是近来年,从特殊生境微生物中寻找具有重要生物活性代谢产物成为一个热点研究领域。主要就特殊生境微生物代谢产物的特殊性、特殊生境适应机制及其活性代谢产物等方面的研究进展和前景进行了简要的阐述,为特殊生境微生物的研究与开发提供参考。     

微生物次级代谢产物抗辣椒疫霉的研究进展CSCD

辣椒疫霉(Phytophthora capsici)是一种破坏性极强的蔬菜作物病原菌,会使植物患疫病,已对农业生产造成巨大的经济损失。微生物次级代谢产物可通过破坏细胞膜通透性、干扰蛋白质合成以及诱导植物产生抗性等机制来抑制辣椒疫霉,在防治辣椒疫霉和其他植物病原菌中发挥着重要作用。微生物源次级代谢产物如吩嗪-1-羧酸是我国自主创制的绿色杀菌剂申嗪霉素(shenqinmycin)的主要成分,对包括辣椒疫病在内的多种植物病害有良好的防治效果。因此,微生物次级代谢产物的应用是生物防治中控制植物病害的有效手段,也是实现农业绿色发展的有效策略。本文以微生物类型(细菌、放线菌和真菌)为主线,简要综述了近二十年来94种具有抗辣椒疫霉活性的微生物次级代谢产物的来源、抗菌效果和部分次级代谢产物的抗菌机理,以期为微生物源次级代谢产物抗辣椒疫霉的研究与开发提供参考。     

微生物共培养研究进展

微生物是天然先导药物的重要来源之一。鉴于微生物间的自然相互作用、模拟微生物种群间营养和空间竞争是诱导产生活性次生代谢产物的主要途径,微生物共培养已经成为提高生产效价和发现新化合物的重要方法,是工业、农业、医药、食品及环保等领域的热点问题。本文综述了国内外关于微生物共培养的研究报道,包括微生物之间生态学关系、共培养微生物产生的活性次生代谢产物、微生物共培养的应用等。共培养能丰富微生物化学多样性,是应用微生物学和天然产物化学研究的新方向。     

特殊生境微生物及其活性代谢产物研究进展*

微生物是一种重要的生物资源,特别是近来年,从特殊生境微生物中寻找具有重要生物活性代谢产物成为一个热点研究领域。主要就特殊生境微生物代谢产物的特殊性、特殊生境适应机制及其活性代谢产物等方面的研究进展和前景进行了简要的阐述,为特殊生境微生物的研究与开发提供参考。     

海洋动物来源微生物的共培养研究进展

近年来,由于一些新疾病的发生和细菌耐药性的出现,微生物来源次级代谢产物的筛选重复率越来越高,微生物一些代谢基因在现有实验室条件下无法表达,所以需要发现新的微生物资源,同时找到激活微生物代谢产物基因的方法.海洋动物体内蕴含着大量的共附生微生物资源,可以产生很多具有生物活性的化合物,是潜在的药用资源.本文综述了近年来海洋动...     

黄酒酒曲微生物及其代谢产物的研究进展

黄酒发酵过程中的微生物主要来源于酒曲的添加,这些微生物的相互作用以及代谢产物对黄酒的品质和风格具有重要作用。本文在检索近年来黄酒酒曲微生物研究相关文献资料的基础上,综述了黄酒酒曲中细菌、真菌的多样性,制曲过程中微生物的动态变化,酒曲中主要微生物的代谢产物对黄酒品质的作用以及微生物代谢产生安全风险类物质的研究现状,并对今后的研究工作进行了展望,旨在为黄酒微生物的深入研究提供参考。     

微生物次生代谢产物的生物合成

来源于微生物的次生代谢产物是新药发现和发展的重要源泉,也是行之有效、研究生物学问题的探针工具。微生物产生次生代谢产物的目的并非为人类所用,而是以之为工具或媒介,调控其内在的生物化学过程并响应各种外部环境的变化。另一方面,微生物也通过其产物的结构改变、优化和最终选择,适应各种动态、可变的生物学过程。化学结构与生物功能的共进化,体现了自然中小分子基于普适性与特异性的演变规律。围绕微生物次生代谢产物的生物合成机制,《微生物学通报》本期推出的《微生物天然产物发现及生物合成主题刊》包括16篇论文,内容涵盖了天然产物相关的化学结构、生物学功能、合成代谢途径、酶促反应机理、生物信息学分析等多个方面。期望该主题刊的出版有助于加强我国相关领域专家之间的交流与合作,促进微生物生物化学方向的学科发展。     

单菌多次级代谢产物方法及其在微生物代谢产物研究中的应用

微生物次级代谢产物的结构多样性赋予其广泛的生物活性,是药物先导化合物的重要来源。然而传统单一的培养方法,使微生物中大量的代谢途径不能被表达,以至于许多代谢产物不能产生。因此,运用各种技术和方法激活这些沉默途径,获得结构多样的代谢产物已成为目前关注的热点。单菌多次级代谢产物(Onestrainmany compounds,OSMAC)策略作为一种简便有效的研究手段,已成功应用于该领域的研究。本文综述了OSMAC策略中常用的研究手段(包括改变培养状态、混合培养及添加酶抑制剂等),以及OSMAC与基因组扫描技术相结合的研究进展,并介绍了本研究室利用此方法对高产细胞松弛素的海洋来源真菌曲丽穗霉(Spicaria elegans KLA03)进行研究的部分结果。     

电子圆二色谱技术在微生物次级代谢产物结构研究中的应用研究进展

微生物次级代谢产物的化学结构十分复杂,对其绝对构型的确定十分困难。近年来,电子圆二色谱(electronic circular dichroism,ECD)由于其用量少、精度高等优点,在测定绝对构型方面的应用越来越多,已经成为研究微生物次级代谢产物结构的重要方法。本文就电子圆二色谱在微生物次级代谢产物结构研究中的应用进行综述,以期为今后的研究奠定基础。     

构建高质量微生物天然产物库研究策略

微生物次级代谢产物历来是天然药物的重要来源,过去曾被称为"生物沙漠"的海洋,由于从中分离到大量新的微生物、基因及生物活性化合物,被重新认识逆转而成为一种"生物多样化的热带雨林".构建一个高质量微生物库及其天然产物库是保证药物和其他筛选成功的前提和关键.但如何高效建立高质量微生物天然产物库仍面临很多瓶颈问题.我们拟从:(1)扩大可培养微生物的多样性及去重复化;(2)扩大基因资源多样性及去重复化;(3)扩大微生物次级代谢产物多样性及去重复化;(4)寻找崭新次级代谢产物的新技术新方法,特别是针对多靶位药物的高通量互动筛选方面提出应对的研究策略.利用上述化学微生物学策略分离生物活性化合物不仅在生物技术和制药学应用中显现重要性,也增加了我们对微生物的多样性、生态系统功能和应用生物学的理解.     

新书推介北大核心CSCD

红树林微生物天然产物化学研究 徐静编著;科学出版社化学分社;2015;页码：429;定价：128 内容简介：红树林微生物是一个寻找天然活性物质的巨大宝库,其独特的生境必然会造成独特而丰富的微生物类群。《红树林微生物天然产物化学研究》一书对红树林微生物及其代谢产物进行了全面介绍,描述化合物超过850个,其中新化合物480多个,生物活性产物270余个,系统地阐述了国内外红树林微生物来源天然产物化学研究的发展现状和研究成果。     

新型抗结核药物研发：微生物非常规培养与沉默基因激活策略

由结核分枝杆菌感染引起的结核病是人类重要传染病之一。临床上结核菌耐药性日趋严重,不断出现的耐多药及广泛耐药结核病患者,使现有的一线至五线药物不能满足结核病防控需求。微生物来源的天然产物是药物先导化合物的重要来源。环境中存在大量常规培养条件下未培养微生物,同时微生物基因组中也存在大量未被表达的"沉默代谢途径"。运用各种方法对未培养微生物进行再培养,同时激活微生物的沉默代谢途径,进而获得潜在的新型抗生素药物已成为目前研究热点。文中系统阐述了近年来获取天然化合物所采用的微生物非常规培养技术及沉默代谢途径激活策略,同时总结了利用这两种方法获得的新型抗结核天然产物,并展望了这些方法在抗结核药物进一步研发中的应用前景。     

源于微生物的海鞘天然产物

海洋动物是具有生物活性海洋天然产物的重要来源。海鞘中含有丰富的微生物类群,如细菌、放线菌、真菌和蓝细菌。越来越多的直接或间接证据表明,一些从海鞘中分离的天然产物并不是海鞘本身产生的,而是由其共生微生物产生的。本文对近些年来的海鞘天然产物的微生物来源的研究方法进行综述,包括可培养细菌的分离、不可培养细菌的粗提物检测、宏基因组学、全基因组测序等直接方法,以及化合物结构比对的间接方法。通过对海鞘-微生物共生体中天然产物生物合成来源的研究,不仅可以从根本上解决动物药源的问题,而且可为研究海鞘与微生物共生关系提供有力证据。     

科技信息

CO2既是温室气体之一，又是巨大的可再生资源。微生物固定（或利用）CO2有巨大潜力。CO2作为一种资源为微生物有效利用起着重要作用。据统计，全世界仅化石燃料一项就产生CO2 57亿t／a，其中自养微生物在固定CO2的同时，可以将其转化为菌体细胞所需及许多代谢产物如有机酸、多糖、甲烷、维生素、氨基酸等等；同样某些异养微生物也可利用CO2作为基物（碳源）生产所需要产物，蛋白质是其中之一，     

真菌诱导子在发酵工业中的应用现状及展望

真菌诱导子是一类能诱导植物和微生物产生次级代谢产物的活性物质,它一经识别,将通过信号转导途径,引起相关基因表达发生变化,从而调节次级代谢产物合成途径中相关酶的活性,诱导特定次级代谢产物的积累。近年来国内外在真菌诱导子诱导途径及机制方面进行了深入研究,同时在生物工业领域,尤其在发酵工业中的应用也引起了广泛关注。以下结合本实验室的研究工作,重点介绍了真菌诱导子在植物和微生物细胞次级代谢产物合成方面的应用现状、诱导机制和存在的问题及展望。