灵菌红素的研究进展

文章编号：2096-0387 (2018) 04-0106-03第4卷第4期 生物化工Vol.4 No.42018 年 8 月Biological Chemical EngineeringAug. 2018微生物发酵法生产灵菌红素的研究进展王颖，赵凯+(黑龙江大学，黑龙江哈尔滨150010)摘要：灵菌红素（Prodigioslns ，PG )是一种生物碱类次级代谢产物，仅出现在细菌生长的后期阶段。

近年来，P G 及其 合成衍生物在治疗癌症方面具有一定的药用潜力，PG 能诱导多种癌细胞凋亡，同时对肿瘤细胞具有一定的特异性作用，而对 正常细胞敏感度低或无毒性，表明PG 具有靶向性抗肿瘤细胞增殖的作用，因此，PG 是真实的治疗药物。

文章归纳了关于PG 三 个方面的内容：微生物灵菌红素研究现状、灵菌红素产生菌发酵条件优化、生物合成途径，为构建高产灵菌红素菌株提供理论 指导。

关键词：灵菌红素；发酵；细胞凋亡;调节机制 中图分类号：T Q 920.6文献标志码：AProgress on Production of Prodigiosin by Microbial FermentationWang Ying , Zhao Kai *(Heilongjiang University , Heilongjiang Harbin 150010)Abstract : Prodigiosins (PG ) is an alkaloid secondary metabolite , occurs only in the later stages of bacterial growth . In recent years , PG and its synthetic derivatives have certain medicinal potential in the treatment of cancer , PG can induce apoptosis in a variety of cancer cells , and at the same time found that PG tumor cells have a certain specific role , while the sensitivity to normal cells is low Or no toxicity , indicating that PG has the effect of targeting anti-tumor cell proliferation . Therefore , PG is a real therapeutic drug . The article summarizes the three aspects of PG [should explain which three aspects ]: the status of microbial lycopene research , optimization of fermentation conditions of lycopene-producing bacteria , biosynthetic pathway , for the construction of high - yielding lycopene The strain provides theoretical guidance .Key words ： Prodigiosin ; Fermentation ; Apoptosis ; Regulation mechanism灵菌红素（Prodigiosins , PG ) 式为 C 2〇H 25N 30，分子量为323.196 8 g /mol ,其骨架特征是含有一个甲 基的三吡咯环的大共轭体系，其中两个环直接连接， 第三个环是通过甲基相连的环状结构[1_2]。

毕业论文开题报告生物工程高产灵菌红素菌株培养条件优化1 选题的背景和意义随着社会的发展和人们生活水平的提高，合成色素对人体健康的危害越来越引人注目。

大量的研究报告指出，几乎所有的合成色素都不能向人体提供营养物质，某些色素还会危害人体健康。

其中的危害包括一般毒性、致泻性、致突性（基因突变）和致癌性。

因此合成色素作为食品添加剂的用量越来越少，甚至被众多国家禁止使。

而天然色素具有安全、无毒、色泽亮丽诱人，尤其是一些天然色素本身就是人们日常饮食的成分，有一定的营养价值和药理保健作用，因此倍受人们的瞩目。

现今，天然色素(prodigiosins)的种类并不多，灵菌红素就是天然色素之一，具有吡咯环结构。

灵菌红素有一定的免疫活性，如抑制真菌、细菌和霉菌等功效，且具有一定的抗肿瘤作用，因此具有很大的药用价值。

除此之外，灵菌红素在纺织染色方面也比其他染料有优势，受到科研工作者和企业家的极大关注，具有创造巨大经济价值的潜力。

目前，主要是通过微生物发酵来获得灵菌红素，能产生灵菌红素的微生物主要有链霉菌属（Streptomyces）、沙雷氏菌属（Serratia）和假单胞菌（pseudomonas）等种属。

其中又以沙雷氏菌属生产灵菌红素最受关注，报道也最多。

但是，利用微生物发酵的灵菌红素还存在很多问题，例如产灵菌红素的菌种不稳定，产量较低和成本偏高等。

因此，本实验便是以一株产红黏质沙雷氏菌为出发菌株，通过优化培养基组成及成分配比，使用低成本的农作物或工业废弃物来生产和提高灵菌红素的产量，降低生产成本。

2 相关研究的最新成果及动态近年来灵菌红素的在医学、环境治理，纺织染色以及食品上的应用越来越广泛，具有很高的利用价值。

根据灵菌红素的抗肿瘤、免疫抑制活性、抗菌、抗疟疾活性等作用，在医学上有巨大的发展潜力。

但是，灵菌红素的医学作用机理还不是很清楚，但大体上分为三个方面来作用细胞：第一、灵菌红素能引发铜离子诱导的双链DNA的裂解与其分子中A环的结构密切相关，完整的双吡咯环发色团结构灵菌红素显现铜介导的核酸酶活性的关键。

克雷伯菌P3生产灵菌红素的工艺研究作者：王坤阳李梦温少红焦绪栋来源：《安徽农业科学》2024年第01期摘要［目的］为了提高灵菌红素产率，对实验室分离保存的一株产酸克雷伯菌（Klebsiella oxytoca）P3产灵菌红素的发酵条件进行优化。

［方法］利用液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）分析提取物成分和相对分子质量，通过摇瓶培养对克雷伯菌P3的发酵条件（温度、pH、NaCl浓度、诱导糖）进行研究。

［结果］发酵培养产生的红色素经过LC-MS分析证明为灵菌红素，相对分子质量为324.27。

确定克雷伯菌P3产灵菌红素的最佳发酵条件为24 ℃、pH 7.2～8.0、NaCl浓度0.05%～0.10%，2%果糖诱导。

［结论］克雷伯菌P3的发酵产物为灵菌红素，优化后灵菌红素的产量为90～130 mg/L。

关键词产酸克雷伯菌；灵菌红素；工艺条件优化中图分类号 TQ920.6 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2024）01-0168-04doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.01.037开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Process Study on the Production of Prodigiosin by Klebsiella P3WANG Kun-yang1，2，LI Meng1，2，WEN Shao-hong1 et al（1.School of Life Sciences， Yantai University， Yantai， Shandong 264005;2. Yantai Coastal Zone Institute， Chinese Academy of Sciences， Yantai， Shandong 264003）Abstract ［Objective］In order to improve the yield of prodigiosin， the fermentation conditions of a strain of Klebsiella oxytoca P3 isolated and preserved in the laboratory to produce prodigiosin were optimized. ［Method］The composition and molecular weight of the extract were analyzed by liquid chromatography-mass spectrometry （LC-MS）， and the fermentation conditions （temperature， pH， NaCl concentration， inducing sugar） of P3 were studied by shaking flask culture. ［Result］The red pigment produced by fermentation culture was proved to be prodigiosin by LC-MS analysis， with a molecular weight of 324.27.The optimum fermentation conditions for P3 production of prodigiosin were determined as follows：24 ℃， pH 7.2-8.0， NaCl concentration 0.05%-0.10%， 2% fructose induction. ［Conclusion］The fermentation product of Klebsiella P3 was prodigiosin， and the optimized yield of prodigiosin was 90-130 mg/L.Key words Klebsiella oxytoca;Prodigiosin;Process condition optimization作者簡介王坤阳（1996—），男，山东临沂人，硕士研究生，研究方向：生物资源利用。

毕业论文开题报告生物工程天然红色素抑菌活性研究一、选题的背景、意义灵菌红素 ( Prodigiosins)是可是一类含有3个吡咯环组成的甲氧基吡咯骨架结构的化合物，由沙雷氏菌、放线菌及多种海洋细菌（包括Hahella chejuensis KCTC2396和假单胞菌）产生的一种天然色素[1] Microbiology,Dec2006:887-899.，其中以Serratia属微生物生物合成灵菌红素的报道居多。

由于具有抗细菌、抗疟疾、抗真菌、抗原生动物、抗癌[2]、免疫抑制活性[ 3,4 ]和快速杀死导致赤潮的大部分浮游生物[ 5 ]等重要生物活性,因此它在医药、食品添加剂、环境治理、纺织染料[ 6 ]和农业病虫害防治[ 7 ]等方面具有广阔的应用前景和巨大的研发价值。

用化学合成法大量制备PG一直未能实施，人们寄希望于微生物发酵生产。

随着畜牧业规模化、商业化的发展，兽药及饲料添加剂在畜牧业生产中广泛运用，在促进了养殖业生产发展的同时，也带来很大的负面影响。

动物的高密度饲养带来的环境污染，饲料添加剂带给动物产品的体内残留量过高而导致人类疾病的危险性增大，特别是一些要求限制的促生长激素和有毒物质的添加更引起消费者的恐慌。

有些对人的健康产生直接危害，细菌的耐药性给抗生素及其他药品的现代化学疗法带来了极大的困难，还造成环境污染，对动物健康产生危害而影响畜牧业发展，因禽兽产品安全问题而影响出口贸易等。

开发高效、无残留、无公害的安全饲料添加剂是社会发展的要求和必然结果。

近年来，国内外广大学者对安全饲料添加剂的开发和应用进行了大量的研究，相继开发出了大量产品，如酶制剂、微生态制剂、功能性寡糖、酸化剂和中草药制剂等[8,9,10,11,]。

（1）茶皂素，其作为畜禽饲料添加剂，能明显提高机体的免疫功能，增强抗病能力；但糖萜素有明显的溶血毒性，不能添加到鱼类饲料和养殖池塘中。

（2）微生态制剂，以活体形式在动物消化道中与病原菌进行竞争抑制，增强动物机体的免疫功能，并直接参与胃肠道微生物的平衡，加快达到胃肠道功能的正常化，产品没有抗药性和药物残留。

第１９卷　第４期广东轻工职业技术学院学报Ｖｏｌ １９Ｎｏ ４２０２０年１２月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＵＡＮＧＤＯＮＧＩＮＤＵＳＴＲＹＰＯＬＹＴＥＣＨＮＩＣＤｅｃ．２０２０　收稿日期：２０２０－１０－１９基金项目：珠江学者人才项目（ＫＹＲＣ２００７－００１）；２０１６年特支计划人才项目（ＫＹＲＣ２００７－００３）；广东轻工职业技术学院第十九届挑战杯项目（２０２０－Ａ－２７）。

作者简介：李颖（２０００—），女，大专，研究方向：生物工程。

通信作者：邓毛程（１９７１—），男，教授，博士，研究方向：生物工程、食品科学与工程。

灵菌红素产生菌鉴定与基础发酵条件的研究李颖，邓毛程 ，李静，刘慧平，段迪，叶茂，李宇泉（广东轻工职业技术学院食品与生物技术学院，广东广州５１０３００）摘　要：为了提高灵菌红素发酵产量水平，从土壤中筛选灵菌红素产生菌并研究其发酵条件。

通过摇瓶发酵、高效液相色谱分析以及质谱分析，筛选获得１株灵菌红素产生菌ＰＧ１２，经１６ＳｒＤＮＡ序列鉴定为粘质沙雷菌（Ｓｅｒｒａｔｉａｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ）。

利用小型发酵罐进行发酵实验，确定菌种生长和合成灵菌红素的最适温度都为２６℃、最适ｐＨ分别为７ ０和７ ５。

在最适的温度和ｐＨ条件下，灵菌红素产量在发酵１４ｈ可达到最大值１２１２ ７ｍｇ／Ｌ。

结果表明，菌种ＰＧ１２具有生产应用潜力，本研究结果可以为灵菌红素发酵研究及生产提供参考。

关键词：灵菌红素；粘质沙雷菌；鉴定；发酵条件中图分类号：ＴＱ９２０ ６文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－１９５０（２０２０）０４－０００１－０６ 灵菌红素（Ｐｒｏｄｉｇｉｏｓｉｎ）是一类以三吡咯环结构为主的红色色素［１］，最早分离于粘质沙雷氏菌（Ｓｅｒｒａｔｉａｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ）产生的次生代谢产物之中［２］。

灵菌红素具有抗菌、抗肿瘤、抗寄生虫等生物活性［３－６］，尤其它能够触发恶性癌细胞的凋亡，被视为极具开发潜力的抗肿瘤药物［７－８］。

高产灵菌红素的研究进展摘要:灵菌红素是一类含甲氧基吡咯骨架结构的天然色素，是一些放线菌、沙雷菌及其他细菌的次级代谢产物，具有免疫抑制、抗细菌、抗真菌和抗疟疾等多种生物活性。

最近研究表明灵菌红素有很强的抗肿瘤及免疫抑制活性，因而成为研究热点。

所以如何获得高产灵菌红素的菌株也成为了人们研究的目标。

现在我对如何筛选获得高产菌株方法，原理，生物活性、生产现状及发展趋势作一综述。

关键词：灵菌红素高产菌株筛选产量接种量摇瓶发酵工艺培养基组成装液量生物量一：1粘质沙雷氏菌(S.marcescens AB 90027)为出发菌株,采用传统物理化学[紫外诱变(LiCl)和微波诱变]诱变方法,筛选得到了遗传性状较稳定的高产菌株YW-1,生产灵菌红素的能力较原菌株有了很大的提高,摇瓶发酵产量为95±5 mg/L,比出发菌株(35±5 mg/L)提高了近1.7倍. 对YW-1发酵条件的研究发现,该菌株发酵产灵菌红素的机制不同于以往文献报道的其它灵菌红素产生菌.该菌合成灵菌红素是pH下降的过程,最适pH范围为5-7.而前人研究发现Serratia细胞合成灵菌红素是一个产酸即pH降低的过程,其变化一般在5.5～9.5,最适.pH范围为8.5-9.0.通过摇瓶发酵培养基和发酵条件的优化,提高了灵菌红素的产量、产率,缩短了发酵周期,40h发酵过程灵菌红素产量可达到近700mg/L,为灵菌红素工业大规模生产奠定基础. 利用硅胶柱层析分离方法,可大量处理样品并得到较高的纯度.分离得到的产物利用HPLC、UR、IR等方法进行了鉴定,确认产物为灵菌红素.对其不同存在状态下的稳定性研究发现,灵菌红素对温度稳定,对光敏感,且固态比液态稳定,固态避光条件下则稳定性最高.2通过紫外线—氯化锂复合处理灵菌红素生产菌沙雷氏菌( Serratia sp1) W 0206 , 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B220 , 相对于原始菌株 , B220 摇瓶发酵灵菌红素产量提高了3 倍 , 5 L 反应器上的产量提高了63 % 。