本文選題：鏈霉菌 + 化學(xué)篩選�。� 參考：《北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院》2016年博士論文

【摘要】：鏈霉菌具有產(chǎn)生豐富次級(jí)代謝產(chǎn)物的能力,能夠產(chǎn)生多種化學(xué)結(jié)構(gòu)和多樣生理活性的次級(jí)代謝產(chǎn)物,是微生物藥物重要來源。早期的微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物主要是采用生物活性跟蹤的方法進(jìn)行發(fā)現(xiàn),而化學(xué)篩選方法在系統(tǒng)挖掘鏈霉菌次級(jí)代謝產(chǎn)物的研究中扮演了越來越重要的角色。本論文共分為兩部分,第一部分是通過生物合成分析指導(dǎo),利用微生物天然產(chǎn)物的化學(xué)篩選方法從吸水鏈霉菌Streptomyces sp. CPCC 200291的次級(jí)代謝產(chǎn)物中挖掘到兩個(gè)新的除草霉素類似物；第二部分是鏈霉菌產(chǎn)生的醌霉素組分的鑒定以及其他鏈霉菌產(chǎn)生次級(jí)代謝產(chǎn)物線索。除草霉素A(herbimycin A, HBM A)是由吸水鏈霉菌產(chǎn)生的苯醌型安莎類抗生素,與格爾德霉素結(jié)構(gòu)類似,也是熱休克蛋白Hsp90特異性抑制劑,具有顯著地抗腫瘤活性,是抗腫瘤藥物的先導(dǎo)化合物。研究除草霉素的類似物,也有可能為抗腫瘤藥物開發(fā)提供水溶性好、肝毒性低的先導(dǎo)化合物。除草霉素的生物合成分為由Ⅰ型聚酮合酶催化(type I PKS)形成前體前格爾德霉素的過程,和PKS后修飾(post-PKS修飾)過程。Post-PKS修飾復(fù)雜,包括氨甲�；�、氧化、羥基化和氧甲基化等,其中任何一個(gè)步驟的中間產(chǎn)物都可能終止進(jìn)一步修飾而得以積累成為主組分的小組分類似物或者成為支路產(chǎn)物,即抗生素的多組分現(xiàn)象。研究除草霉素的多組分有助于深入認(rèn)識(shí)除草霉素的生物合成機(jī)制,同時(shí),還可能發(fā)現(xiàn)具有抗腫瘤藥物開發(fā)前景的除草霉素衍生物。吸水鏈霉菌CPCC 200291 (Streptomyces sp. CPCC 200291)是保藏于中國(guó)藥學(xué)微生物菌種保藏管理中心(China Pharmaceutical Culture Collection, CPCC)的一株鏈霉菌菌株。我們采用TLC顯色串聯(lián)HPLC和MS分析方法,早期快速鑒定該菌株為除草霉素產(chǎn)生菌,主組分為除草霉素A和C。對(duì)除草霉素生物合成分析,并結(jié)合TLC、HPLC和LC-MS等化學(xué)篩選方法對(duì)該菌株的次級(jí)代謝產(chǎn)物進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)新的小組分類似物：化合物1和2。經(jīng)分離純化,利用HRESIMS、2DNMR、 Mosher法等確定化合物1和2的結(jié)構(gòu),化合物1為4,5-雙氫-(4S)-4-羥基除草霉素B,命名為除草霉素G (herbimycin G, HBM G),化合物2為(15R)-15-羥基除草霉素B,命名為除草霉素H(herbimycin H, HBMH)�；衔�1是除草霉素生物合成的支路產(chǎn)物,而化合物2是除草霉素生物合成的中間產(chǎn)物。與除草霉素A相比,化合物1和2的體外抗腫瘤細(xì)胞活性比除草霉素A低,水溶性比除草霉素A提高了近20倍。中國(guó)藥學(xué)微生物菌種保藏管理中心具有豐富的菌種資源,我們對(duì)該中心保存的、產(chǎn)物未被鑒定的近三十株鏈霉菌進(jìn)行產(chǎn)物鑒定,尋找活性好、有開發(fā)價(jià)值的鏈霉菌次級(jí)代謝產(chǎn)物。本論文第二部分是利用TLC、HPLC、LC-MS等化學(xué)篩選方法對(duì)鏈霉菌CPCC 200497和CPCC 204110 (I10A-00954)的脂溶性次級(jí)代謝產(chǎn)物進(jìn)行研究,并結(jié)合HRESIMS和NMR數(shù)據(jù),綜合分析獲得的化合物UV-Vis數(shù)據(jù)、分子量信息等,經(jīng)數(shù)據(jù)庫(kù)檢索,確定化合物類型：以及在鑒定CPCC 200497為醌霉素產(chǎn)生菌的基礎(chǔ)上,對(duì)四株醌霉素產(chǎn)生菌CPCC 200239、CPCC200240、CPCC200299和CPCC 200497進(jìn)行醌霉素組分和產(chǎn)量的初步比較。首先,鏈霉菌CPCC 200497是從廣西省土壤中分離、并保存的一株具有抗病毒活性菌株,我們經(jīng)過對(duì)鏈霉菌CPCC 200497產(chǎn)物跟蹤發(fā)酵,對(duì)其產(chǎn)生的豐富次級(jí)代謝產(chǎn)物研究分析,鑒定主產(chǎn)物為醌霉素(quinomycin) A、BC組分。對(duì)經(jīng)分離純化得到醌霉素A和C組分進(jìn)行體外抗菌活性(MIC)測(cè)定顯示,醌霉素A和C具有顯著的抗革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌菌株活性,對(duì)MRS和VRE耐藥菌株具有非常低的MIC值,優(yōu)于萬(wàn)古霉素和克拉霉素。醌霉素是酯肽類抗生素,分子結(jié)構(gòu)中帶有兩個(gè)特征發(fā)色團(tuán),屬喹喔啉抗生素家族,通過發(fā)色團(tuán)嵌入DNA分子干擾細(xì)胞轉(zhuǎn)錄和復(fù)制,因而具有抗細(xì)菌、抗病毒和細(xì)胞毒活性,曾經(jīng)作為抗腫瘤藥物進(jìn)入Ⅱ期臨床研究,但并沒有顯現(xiàn)出顯著的抗腫瘤活性。結(jié)合本文研究結(jié)果,有必要對(duì)醌霉素的用途進(jìn)行再認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià),例如考慮通過化學(xué)修飾改造,適當(dāng)降低細(xì)胞毒性,將其作為抗耐藥菌感染的化合物進(jìn)行深入研究。對(duì)于己知抗生素的再認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià),也是創(chuàng)新藥物研究的重要內(nèi)容。CPCC 200497可作為實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)菌株,為改造醌霉素研究提供原料。其次,鏈霉菌CPCC 204110 (I10A-00954)分離自青海省土壤樣品,我們?cè)谄渲苄源渭?jí)代謝產(chǎn)物中,發(fā)現(xiàn)一組UV-Vis吸收峰形類似,HPLC出峰特點(diǎn)和LC-MS分子量具有一定規(guī)律的化合物,綜合分析以及數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì),推測(cè)該菌是阿霉素(doxorubicin, DOX或adriamycin)產(chǎn)生菌,在該脂溶性的發(fā)酵液中的主要化合物是阿霉素乙酰化產(chǎn)物。阿霉素是細(xì)胞周期非特異性抑制劑,通過蒽環(huán)平面插入DNA,并且是拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ的抑制劑,干擾復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,是目前腫瘤化療的一線用藥。鏈霉菌CPCC 200239、CPCC 200240(?)CPCC200299是中國(guó)藥學(xué)微生物菌種保藏中心保藏的三株醌霉素產(chǎn)生菌。我們初步比較了這三株菌與CPCC 200497在醌霉素產(chǎn)生水平與組分上的差異。結(jié)果如下：CPCC 200239和CPCC 200240只產(chǎn)生醌霉素A,前者產(chǎn)量明顯低于后者,且CPCC 200240和CPCC 200497產(chǎn)量相當(dāng)；CPCC 200299是醌霉素A和C的產(chǎn)生菌,產(chǎn)量均居中；只有CPCC 200497產(chǎn)生少量的醌霉素B。菌株CPCC 200240的次級(jí)代謝產(chǎn)物豐富,我們從中鑒定出了一個(gè)縮酚酞類化合物enopeptin A,文獻(xiàn)報(bào)道該化合物具有抗革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌菌株(包括MRSA)的活性,該菌株的其他次級(jí)代謝產(chǎn)物有待深入研究。
[Abstract]:Streptomyces sp . has the ability to produce abundant secondary metabolites , and can produce secondary metabolites of various chemical structures and diverse physiological activities . It is an important source of microbial medicine . The early microbial secondary metabolites are mainly found by means of biological activity tracking , and the chemical screening method plays a more and more important role in the research of the secondary metabolites of fungi . Two new herbicidal analogs were excavated from the secondary metabolites of CPCC 200291 ;
The second part is the identification of erythromycin component produced by Streptomyces and the clue of producing secondary metabolite by other Streptomyces . It is similar to geldanamycin structure and is a leading compound of heat shock protein Hsp90 . CPCC 200291 was a strain of Streptomyces strains preserved in China Pharmaceutical Culture Collection ( CPCC ) . In the second part of this paper , we used the chemical screening methods such as TLC , HPLC , LC - MS to identify the secondary metabolites of Streptomyces sp . CPCC 200497 and CPCC 204 110 ( I10A - 00954 ) . C PCC 200239 , CPCC 200240 ( ? ) CPCC200299 is a first - line drug for tumor chemotherapy . The results are as follows : CPCC 200239 and CPCC 200240 ( ? ) CPCC200299 are the first - line drug for tumor chemotherapy . The results are as follows : CPCC 200239 and CPCC 200240 ( ? ) CPCC200299 are the first - line drug for tumor chemotherapy .
CPCC 200299 was the producing strain of erythromycin A and C , and the yield was centered ;
Only the CPCC 200497 produced a small amount of erythromycin B . The secondary metabolites of the strain CPCC 200240 were abundant , and we identified a depsiophthophthophthophthophthophthophthophthophilin A . The literature reported that the compound had activity against Gram - positive bacterial strains , including MRSA , and that the other secondary metabolites of the strain were to be further studied .
【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R915
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本文編號(hào)：2033293