黏细菌资源与埃博霉素研发

由黏细菌作为天然活性物质的重要资源已经逐步受到重视,掌握黏细菌的特点可有效解决黏细菌资源开发中遇到的一些问题.抗肿瘤活性物质埃博霉素作为黏细菌次级代谢产物的杰出代表已经被成功开发成药物,同时埃博霉素家族的其他几种化合物也正在进行临床研究,埃博霉素将成为人类抗癌药物领域的重要力量.埃博霉素的发酵生产也会得到越来越广泛的研究.     

溶藻细菌筛选及溶藻活性物质对铜绿微囊藻生理活性的影响

从太湖水华水体中分离纯化细菌, 再将细菌的LB液体和固体斜面纯培养物分别收集后感染铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)细胞, 从中筛选出7株具有溶藻活性的细菌, 并对其中一株溶藻细菌THW7的溶藻方式及溶藻活性物质对铜绿微囊藻生理活性的影响进行了初步研究。结果表明: 仅采用细菌的LB液体纯培养物进行溶藻细菌筛选会存在误筛或高估溶藻效率的风险, 而采用细菌的固体斜面纯培养物进行筛选则可避免以上风险; 溶藻细菌THW7通过分泌胞外活性物质的方式间接溶藻; 在THW7无菌滤液胁迫下, 铜绿微囊藻的生长受到显著抑制(P<0.01), 10d溶藻效率可达94.38%, 光合系统活性也显著降低(P<0.01), MDA含量积累, SOD、POD、CAT活性整体呈现先升高后降低的趋势且显著高于对照组(P<0.01)。推测菌株THW7分泌的溶藻活性物质可能作用于铜绿微囊藻细胞的光合系统Ⅱ, 阻碍电子传递, 抑制其光合作用过程, 并对藻细胞产生氧化损伤, 破坏藻细胞细胞膜的完整性, 从而实现溶藻作用。     

耐盐芽孢杆菌LAY的分类鉴定及其抗白色念珠菌活性研究

旨在从运城盐湖黑泥样品中分离获得一株耐盐细菌LAY,对其进行分类鉴定及抗菌特性研究。基于16S r RNA基因序列对菌株进行分类鉴定。以白色念珠菌为指示菌,采用杯碟法对菌株LAY发酵上清液进行抗菌活性检测,研究不同因素对其抗菌活性的影响;采用扫描电镜和透射电镜观察其抗菌效果,并对菌株基因组进行功能基因的PCR筛查。系统发育分析表明,菌株LAY为Bacillus属成员,为耐盐细菌。电镜观察发现,菌株LAY发酵上清液可导致白色念珠菌细胞结构出现明显异常。抗菌稳定性研究表明,菌株LAY发酵上清液活性较为稳定,表现出良好的对温度、p H、Na Cl和紫外光的耐受性。功能基因筛查发现菌株LAY基因组中含有聚酮合酶(PKS)基因,表明该菌具有产聚酮类化合物的潜力。结果表明,盐湖环境中的极端微生物资源可作为抗菌活性物质的潜在新来源。     

黏细菌:天然的制药厂

黏细菌及其抗性代谢产物的药用开发已经成为近年来科研工作者研究的热点之一。黏细菌是一类重要的天然产物生产者,它产生的次级代谢产物无论是在化学结构还是生物活性上都具有丰富的多样性。代谢产物的多样性及广谱活性,在开发成药物方面具有巨大的潜力。主要综述了黏细菌独特的细胞行为,产生次级代谢产物的杰出能力,并且阐述了黏细菌药物埃博霉素的研发进展,最后对黏细菌次级代谢产物开发应用潜力进行了展望。     

一株盐湖芽孢杆菌LG的鉴定及其抗金黄色葡萄球菌活性研究

【目的】从运城盐湖中分离获得一株耐盐细菌LG,对其进行分类鉴定及抗菌特性研究。【方法】利用16S rRNA基因序列分析对菌株进行分类鉴定。以金黄色葡萄球菌为指示菌,采用杯碟法对菌株LG发酵上清液进行抗菌活性检测,利用扫描电镜和透射电镜观察其抗菌效果。研究不同因素对上清液抗菌活性的影响,并采用PCR技术对菌株基因组进行功能基因筛查。【结果】系统发育分析表明该菌为Bacillus属成员,在0–25%的NaCl浓度范围内生长良好,为耐盐细菌。电镜观察发现,菌株LG发酵上清液处理金黄色葡萄球菌可导致细胞结构明显出现异常,细胞质泄漏。抗菌稳定性研究表明,菌株LG发酵上清液活性稳定,表现出了良好的对紫外光、温度、pH和NaCl的耐受性。采用特异性引物,通过PCR筛查发现菌株LG基因组中含有聚酮合酶(PKS I)基因和非核糖体肽合成酶(NRPS)基因,表明该菌具有产多种代谢产物的潜力。【结论】极端环境中的微生物资源可作为抗菌活性物质的潜在新来源。     

天山大峡谷原始森林黏细菌的分离鉴定及其抗菌活性

【背景】黏细菌是一类具有多细胞群体行为特征的高等原核生物,其对植物病原真菌和细菌的捕食特性使其在植物病害防治方面具有重要的应用潜力。【目的】探究乌鲁木齐天山大峡谷原始森林可培养黏细菌的多样性并分析其抗菌活性,为发掘黏细菌生防菌株奠定基础。【方法】以天山大峡谷原始森林采集的土样和腐木为分离材料,采用兔粪诱导法和被捕食菌诱导法从中分离纯化黏细菌菌株,结合形态学观察、生理生化测定和16S rRNA基因序列分析确定其分类地位,并以6种植物病原真菌[大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)、尖孢镰刀菌萎蔫专化型(Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum)、拟轮枝链孢霉(Fusarium verticillioides)、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、黄色镰刀菌(Fusarium culmorum)、细极链格孢菌(Alternaria tenuissima)]和1种植物病原细菌[梨火疫病菌(Erwinia amylovora)]为靶标菌,通过平板对峙法和菌苔捕食法测定其抗菌活性。【结果】从采集的样品中分离出70株菌株,经纯化后获得36株黏细菌纯培养物。经鉴定隶属于4个属,黏球菌属(Myxococcus) 30株、孢囊杆菌属(Cystobacter) 3株、珊瑚球菌属(Corallococcus) 2株和原囊菌属(Archangium) 1株。抗菌活性分析显示,本研究获得的36株黏细菌至少对2种植物病原真菌有抗菌活性,表现出广谱的抗真菌活性,初步筛选出一株菌株NSE37-1兼具广谱和高效抗真菌活性;供试的15株黏细菌对梨火疫病菌均具有捕食活性,初步筛选出一株对梨火疫病菌具有较强捕食能力的黏细菌菌株NSE25。【结论】天山大峡谷可培养黏细菌资源比较丰富,黏球菌属是该地区可培养黏细菌菌群中的优势菌。分离纯化出的黏细菌菌株均表现出广谱的抗植物病原菌活性,具有进一步研究和开发的潜在价值。     

产高活性抗癌物质的粘细菌的定向筛选

粘细菌是一类复杂的具有多细胞行为的原核生物,属于革兰氏阴性菌。粘细菌能够产生丰富的活性物质,并且具有菌株特异性,为人类不断发现新的活性物质提供了广阔的前景。本文以3株肿瘤细胞系为筛选模型,采用MTT法,对370多株分离的粘细菌及其代谢产物进行定向筛选,获得六株产高活性物质的粘细菌,并根据《伯杰氏细菌鉴定手册》(第八版),初步把这六株菌株归属到属。     

秦岭地区羊肚菌根系土样黏细菌的分离

通过分离陕西秦岭地区羊肚菌根系土样中的黏细菌,建立黏细菌的分离方法,分析羊肚菌根系土样中黏细菌的多样性。采集自陕西商洛地区种植羊肚菌根系土样,采用不同诱导方法分离土样中的黏细菌,比较不同方法的出菌率,通过菌落形态、显微照片对黏细菌进行观察,并结合16S rRNA序列,分析得到的黏细菌种类。采用活的大肠埃希菌作为诱导底物分离出的黏细菌数量最多,本次实验从羊肚菌根系土样中共分离纯化出17株黏细菌,包括5个属,其中黏球菌属(Myxococcus)12株,珊瑚球菌属(Corallococcus)2株,孢囊杆菌属(Cystobacter)1株,原囊菌属(Archangium)1株,标桩菌属(Stigmatella)1株。结果显示羊肚菌根系土壤有黏细菌存在,其中以黏球菌属居多,为后续探讨黏细菌与羊肚菌之间是否存在互生关系提供参考。     

Cp-S316菌株抗细菌活性物质对大肠杆菌的抑制作用及高产突变株选育

通过测定大肠杆菌K12 (Escherichia coli K12)菌悬液的OD260的变化, 研究了多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)Cp-S316抗细菌活性物质对其细胞膜完整性的影响, 结果表明Cp-S316抗细菌活性物质可损伤大肠杆菌K12的细胞膜, 从而引起胞内RNA、DNA等大分子物质的泄漏。为获得抗细菌活性物质高产菌株, 以Cp-S316为出发菌株, 通过紫外诱变以及对自身产生的抗细菌活性物质的抗性筛选法进行预筛、摇瓶初筛和复筛, 获得突变株多粘类芽孢杆菌A17, 其发酵效价比出发菌株Cp-S316提高91%, 该突变株的高产遗传性状稳定。     

噬几丁质菌属及其天然产物研究进展

噬几丁质属细菌是一类极具药物开发潜力的革兰氏阴性菌,细胞细长、可以滑动并形成黏孢子,具有较强的几丁质酶活性,能产多种抗生素,是新型抗生素的重要潜在来源。为了进一步认识噬几丁质属细菌,文章主要对噬几丁质属细菌的生物学特征及活性天然产物两个方面进行阐述。     

粘细菌Myxococcus macrosporus STXZ54抗肿瘤活性物质的分离制备及其活性测定

粘细菌作为第三大类次级代谢产物产生菌,是挖掘抗肿瘤新药物的重要资源。将本实验室保藏的粘细菌菌株Myxococcus macrosporus STXZ54进行发酵培养后,通过对发酵液进行硫酸铵沉淀、丙酮沉淀等,分析了该菌株发酵液中抗肿瘤活性物质的性质,采用高效液相色谱技术对发酵液中的抗肿瘤活性物质进行了分离,并对该物质进行了肿瘤细胞毒性的测定,利用激光共聚焦显微镜观察该物质作用B16后的亚细胞结构变化。实验结果表明该物质可能为常温下性质较稳定的蛋白质类化合物,纯化到的单一组分WGF5对B16,Hela,MCF-7,Hep-3B肿瘤细胞均具有较强的抑制作用,其作用48 h的IC_(50)(最低半抑制浓度)分别为2.767μg/ml、2.204μg/ml、3.758μg/ml、3.073μg/ml。MTT实验以及激光共聚焦显微镜下观察分析发现,蛋白WGF5能够明显改变细胞形态并最终导致肿瘤细胞死亡。从粘细菌Myxococcus macrosporus STXZ54分离到的活性物质具有广谱高效的抗肿瘤效果,有开发成抗肿瘤新药物的潜在价值。     

粘细菌基因组学研究进展

粘细菌(Myxobacteria)隶属于δ变形菌纲(Deltaproteobacteria)的粘球菌目(Myxococcales),是一类革兰氏阴性杆状细菌。它是继放线菌和真菌之后又一重要的活性次级代谢产物产生菌,尽管如此,由于分离纯化困难,粘细菌的研究进展一直较为缓慢。随着测序技术的进步和生物信息学的应用,大量粘细菌基因组被完成测序和报道。本文对粘细菌研究意义及该类资源开发价值、分离培养存在的困难进行了阐述,对粘细菌基因组注释及目前已测菌株的全基因组进行了归纳总结,同时介绍了基因组学在粘细菌生态、捕食机制、子实体形成以及次级代谢产物合成方面的研究进展。本文有助于了解基因组学在粘细菌研究中的重要价值,为联合应用多组学技术深入研究粘细菌代谢机制和社会性行为提供了参考,对粘细菌基础研究、资源发掘和开发利用具有重要意义。     

黏细菌漆酶序列筛选及其重组酶酶学性质

漆酶是一种应用广泛的绿色环保的多酚氧化酶。漆酶过去被认为广泛存在于植物、昆虫和真菌中,而近年来,越来越多的细菌中也发现了漆酶的存在。黏细菌是一类重要的资源菌,但与一般细菌相比,较难分离和纯化。文中利用生物信息学的方法,综合应用Blast和隐马尔可夫模型方法对黏细菌蛋白质组数据库进行搜索,并根据多铜氧化酶的保守铜离子结合位点进行进一步筛选,获得30个候选黏细菌漆酶序列。挑选其中9个,在大肠杆菌中进行重组表达。利用2,6-甲氧基苯酚(DMP)等常用漆酶底物检测重组酶的催化氧化活性,其中7个重组蛋白具有漆酶催化活性。选择1个对2,6-甲氧基苯酚(DMP)具有较高氧化活性的重组酶(命名为rSC-2),通过Ni-NTA亲和层析柱纯化rSC-2,测试其酶学性质。纯化的rSC-2蛋白分子量约57 kDa,在最适反应条件下,rSC-2催化DMP反应的比酶活为0.27 U/mg。催化DMP反应的最适温度为60℃,最适pH为7.0。rSC-2在pH 7.0-8.0有较高酶活,在60℃孵育1 h保留50%以上剩余酶活。低浓度的Ca~(2+)对酶活有一定的促进作用,而较高浓度的Fe~(3+)、Co~(2+)、Ba~(2+)对酶活的抑制作用较明显。这是首次对黏细菌漆酶序列进行系统性的生物信息学分析,并实现纤维堆囊菌Sorangium cellulosum序列来源的漆酶活性蛋白在大肠杆菌细胞中重组表达。     

西沙海藻共附生放线菌的分离鉴定及其抗菌活性评价

【目的】为了探究南海海藻共附生放线菌资源的多样性及潜在的应用价值,对中国西沙群岛来源的海藻进行共附生放线菌的分离鉴定与抗菌活性筛选。【方法】利用稀释涂布平板法,采用2种不同分离培养基对不同采样位点的6种海藻进行放线菌分离;通过16S rRNA基因序列分析、构建系统发育树对分离的放线菌进行鉴定;用打孔法对无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)等10种敏感细菌进行抗菌活性筛选;对筛选得到的目标活性菌株HZ014进行全基因组测序,通过AntiSMASH在线工具分析其次级代谢产物生物合成基因簇,预测其产生新型活性物质的潜力。【结果】从6种海藻中分离得到36株共附生放线菌,基于16S rRNA基因序列比对和系统发育分析,鉴定结果为链霉菌属(Streptomyces) 2株、红球菌属(Rhodococcus) 2株、诺卡氏菌属(Nocardia)3株、小单孢菌属(Micromonospora) 5株和盐孢菌属(Salinispora) 24株;抗菌活性筛选结果表明,36株共附生放线菌发酵粗提物对至少1种敏感细菌表现出一定的抑制作用,不同菌株发酵粗提物的抗菌活性存在明显差异,...     

细菌遗传学

细菌细胞的遗传结构与调控 细菌细胞的全部特性,包括具有重要医学意义的特性如毒力、致病性以及抗生素抗性等,最终都是由包含在细菌细胞基因组中的遗传信息决定的.这种信息通常由构成细胞脱氧核糖核酸(DNA)的核苷酸碱基的特异性序列编码.     

艾比湖湿地芦苇根际黏细菌群落多样性及其时空分布特征

【目的】研究艾比湖湿地芦苇根际土壤未培养黏细菌多样性、群落结构及其时空分布特征,提高对盐碱湿地等极端环境黏细菌资源的认知,为今后开发利用极端环境黏细菌资源奠定基础,也为艾比湖湿地盐漠生态系统修复提供数据支撑。【方法】采集艾比湖湿地10个样地3个月份的芦苇根际土壤,针对16S rRNA基因的V4–V5区使用高通量测序技术研究黏细菌多样性、群落结构及其时空分布特征。【结果】艾比湖湿地黏细菌16S rRNA基因Tags数占细菌的0.22%–3.54%,7月份和样地4的多样性最高,说明属多样性与季节和样地相关。本研究共鉴定到黏球菌目的3个亚目、8个科、14个属,其中海无柄孢囊黏细菌属(Haliangium)为优势属,占10.83%–71.01%。网络共现图表明绝大多数细菌与黏细菌存在相互作用。Spearman分析表明,细菌的Shannon、Chao1和ACE指数影响着黏细菌的多样性和丰富度。冗余分析(redundancy analysis, RDA)表明,土壤无机氮(inorganic nitrogen, IN)、有机质(organic matter, OM)和水溶性镁离子(Mg²⁺)是影响黏细菌多样性、群落结构的主要非生物因子。【结论】艾比湖湿地黏细菌资源丰富,其多样性、群落结构受时空变化影响。生物因素(细菌)和非生物因素(土壤理化性质)共同影响着黏细菌多样性。     

三株溶藻细菌胞外溶藻活性物质若干分离特性的研究

为了探索新分离到的3株溶藻细菌胞外溶藻活性物质的分离特性, 选择了对水华鱼腥藻生长无抑制作用的淀粉培养基培养溶藻细菌。采用透析、乙醇沉淀、有机溶剂萃取、活性炭吸附与解吸等方法对其分离特性进行了研究。溶藻细菌L7的溶藻活性物质的分子量小于3.5 kD, 溶藻细菌L8、L18的溶藻活性物质的分子量在3.5 kD~7 kD之间; 3株溶藻细菌的胞外溶藻活性物质不能用乙醇沉淀法完全分离; 3株溶藻细菌的溶藻活性物质具较好的亲水性和较强的极性, 且都不能被活性炭吸附。     

蛋白激酶C_ζ对小鼠受精卵发育早期基因组转录活化的影响

为研究蛋白激酶Cζ (proteinkinaseCζ ,PKCζ)在小鼠受精卵细胞早期发育过程中对胚胎基因组活化影响 ,采用免疫印迹和细胞免疫荧光的方法 ,观察PKCζ的抑制剂对小鼠受精卵 1 细胞期G1和G2 不同时期小鼠受精卵基因组活化的影响 .小鼠 1 细胞期受精卵蛋白激酶C (PKC)的活性不断增加 ,并在G2 期达到最高 .PKC的抑制剂calphostinC可以明显抑制PKC的活性达 4 7% .同时calphostinC对受精卵 1 细胞期基因组的早期活化具有显著的抑制作用 (P <0 0 1) .在小鼠 1 细胞期受精卵的G2 期 ,具有活性的磷酸化PKCζ的含量明显多于G1期和卵母细胞MⅡ期 ,分别比它们高2 7%和 110 % .PKCζ的特异性抑制剂可以抑制受精卵 1 细胞期基因的转录和活化 (P <0 0 5 ) .实验结果表明 ,PKCζ参与了小鼠受精卵基因组早期转录的调控     

细菌必需基因、最小基因组和合成细胞

单细胞原核生物是原始的细胞生命形式,确定细菌必需基因和最小基因组对理解生命的本质、细胞生命的起源和进化有非常重要的意义。文中简要介绍近年来有关细菌的必需基因、最小基因组和合成细胞的研究方法、理论和进展。还特别介绍人工建立最小细菌基因组的策略以及应用前景。     

NO对银杏悬浮细胞生长及黄酮类物质合成的影响

以硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)为一氧化氮(NO)的供体,向银杏悬浮细胞培养液中加入不同浓度的SNP,研究外源NO对银杏悬浮细胞生长状况、过氧化氢酶(CAT)活性、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性和黄酮类物质生物合成的影响.结果表明,低浓度SNP有利于银杏悬浮细胞生长,而高浓度SNP可以促进黄酮类物质的合成.银杏悬浮细胞在添加0.5和10 mmol/L SNP的培养基中培养16 d时,细胞干重分别为对照组的134%和73%;在添加10 mmol/L SNP的培养基中培养20 d时,细胞中黄酮类物质的含量为对照组的136%.同时,10 mmol/L SNP促进银杏悬浮细胞PAL和CAT活性显著升高.NO专一性淬灭剂c-PITO(carboxyl phenyltetramethylimidazoleoxide)抑制SNP对银杏悬浮细胞生长、CAT活性、PAL活性和黄酮类物质含量的促进作用,说明SNP是通过其分解产物NO影响细胞生长和黄酮类物质的合成.根据这些结果推测,NO可能通过触发银杏悬浮细胞的防卫反应,激活了细胞中黄酮类物质的生物合成途径.