粘细菌及其次级代谢产物的特点

粘细菌重要的应用价值之一是能够产生丰富的次级代谢产物。第一个被阐明化学结构的抗生素是产自纤维堆囊菌 (S. cellulosum) 的 Ambruticin, 一种高效抑制真菌的化合物。随后越来越多的化合物及其衍生物被发现。

粘细菌及其次级代谢产物主要有以下几个特点:

(1) 能够产生具有生物活性化合物的菌株比例高, 如约 有 50%的孢囊杆菌亚目(Cystobacterineae)和 100%的堆囊菌属(Sorangium)菌株能够产生抑菌活性的化合物。

(2) 产生的化合物种类多, 在过去的二十多年里, 已从粘细菌次级代谢产物中鉴定出 100 种以上基本化学结构和近 600 种结构衍生物, 包括芳香族、杂环、多烯、生物碱、大环、聚醚和肽类等。

(3) 结构新颖, 大多数化合物是粘细菌独有的。

(4) 作用机理独特多样, 比如抑制电子传递、破坏细胞骨架、抑制核酸聚合酶、抑制真菌的乙酰辅酶 A 羧化酶等。

(5) 作用范围广泛, 包括细菌、真菌、动物(包括人类)细胞等。

(6) 产生的次级代谢产物具有菌株特异性, 如纤维堆囊菌(S. cellulosum)产生的埃博霉素(Epothilones)。同一个种的菌株可能产生完全不同的化合物, 不同种、甚至不同科的菌株可能产生相同的化合物。有趣的是, 处于不同亚目的菌株, 产生的次级代谢产物大都不同, 但仍有个别例外, 如不同亚目的粘细菌菌株均产生硝吡咯菌素(Pyrrolnitrin)。

(7) 单一菌株具有复杂的次级代谢产物合成谱: 同一菌株可能同时产生2个或多个化学上无关联的化合物, 或者多个(有的多达 40 个)有相同基本化学结构的衍生物。

(8) 初始产量水平较低, 但经过传统方法优化, 产量增幅很大(如 Sorphan 从 0.5−20 mg/L 提高到 1 g/L)。

(9) 次级代谢产物多为聚酮 (Polyketide, PK) 类、非核糖体肽 (Non-ribosomal peptide, NRP)类或二者杂合类化合物。如 S. cellulosum 产生的埃博霉素 (Epothilones)具有与紫杉醇类似的促微管聚合活性, 对多重抗药和紫杉醇耐受肿瘤细胞有强大毒性, 因其具有简单的化学结构、良好的水溶性、较小的副作用以及来源于微生物发酵, 被认为是紫杉醇的更新换代产品, 更好的抗癌药物。

67-63-0     1.2ml×3ampules    2-丙醇标准品    2-Propanol 
123-51-3     1.2ml×3ampules    3-甲基-丁醇标准品    3-Methyl-1-butanol
100-66-3    1.2ml×3ampules    茴香醚标准品    Anisole
123-86-4    1.2ml×3ampules    乙酸丁酯标准品    Butyl Acetate
98-82-8    1.2ml×3ampules    异丙苯标准品    Cumene
141-78-6    1.2ml×3ampules    乙酸乙酯标准品    Ethyl Acetate
109-94-4    1.2ml×3ampules    甲酸乙酯标准品    Ethyl Formate
64-18-6     1.2ml×3ampules    甲酸标准品    Formic Acid 
142-82-5     1.2ml×3ampules    庚烷标准品    Heptane