海洋真菌 - 讲义海洋真菌

引用格式：雷辉, 夏童, 王佳女, 等. 海洋真菌Pestalotiopsis sp.甾体化合物的分离纯化及抗肿瘤活性研究[J]. 中国测试，2023,49(3): 60-64. LEI Hui, XIA Tong, WANG Jianü, et al. Separation and purification of sterols from marine fungus Pestalotiopsis sp. and study on its anti-tumor activity[J]. China Measurement & Test, 2023, 49(3): 60-64. DOI: 10.11857/j.issn.1674-5124.2021120105海洋真菌Pestalotiopsis sp.甾体化合物的分离纯化及抗肿瘤活性研究雷 辉1， 夏 童2， 王佳女2， 熊 霞2， 刘 利2(1. 西南医科大学药学院，四川 泸州 646000; 2. 西南医科大学附属医院，四川 泸州 646000)摘　要: 为了从海洋真菌次生代谢产物中获得抗肿瘤药物，该文对海洋真菌Pestalotiopsis sp.中的甾体化合物进行分离纯化、结构鉴定和抗肿瘤活性研究。

利用硅胶柱色谱，Sephadex LH-20 柱色谱等技术，从固体大米培养基发酵产物中分离纯化得到甾体化合物，鉴定为：4,4-dimethyl-5α-ergosta-8,24(28)-dien-3β-ol ，该化合物为首次从该属种分离获得，命名为：LH-1。

采用MTT 方法对该化合物进行体外细胞毒性测试，发现其可以选择性抑制肿瘤细胞的生长（IC 50：8.3 µmol/L ），而对正常细胞没有明显的杀伤作用。

该研究可为微生物来源的抗肿瘤先导化合物的发现提供实验基础。

关键词: 拟盘多毛孢属; 甾体; 结构鉴定; 抗肿瘤活性中图分类号: R932文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2023)03–0060–05Separation and purification of sterols from marine fungus Pestalotiopsis sp.and study on its anti-tumor activityLEI Hui 1, XIA Tong 2, WANG Jianü2, XIONG Xia 2, LIU Li 2(1. School of Pharmacy, Southwest Medical University, Luzhou 646000, China;2. the Affiliated Hospital of Southwest Medical University, Luzhou 646000, China)Abstract : To obtain antitumor drugs from secondary metabolites of marine fungi, the sterol constituents of marine fungus Pestalotiopsis sp. and its antimelanoma activity were studied. One compound was isolated from the extracts of solid rice medium by means of chromatographic techniques, including silica gel column and Sephadex LH-20 column chromatography. The structure was identified as 4, 4-dimethyl-5α-ergosta-8, 24 (28)-dien-3β-ol, which was isolated from the marine fungus Pestalotiopsis sp. for the first time and was named LH-1. The anti-tumor activities of LH-1 was screened by using the MTT. The result showed that compound LH-1exhibited selective inhibitor activities against anti-tumor cells and not toxicity to normal cells, with IC 50 value of 8.3 µmol/L. This study provides an experimental basis for the discovery of antitumor lead compounds from microorganisms.Keywords : Pestalotiopsis sp.; sterols; structure elucidation; anti-tumor activity收稿日期: 2021-12-27；收到修改稿日期: 2022-02-20基金项目: 四川省科技厅项目（2020YJ0191）；国家自然科学基金青年项目（82003716）作者简介: 雷　辉（1979-），男，河南信阳市人，讲师，硕士生导师，博士，研究方向天然产物分离、纯化及活性筛选。

海洋微生物以海洋水体为正常栖居环境的一切微生物。

但由于学科传统及研究方法的不同,本文不介绍单细胞藻类,而只讨论细菌、真菌及噬菌体等狭义微生物学的对象。

海洋细菌是海洋生态系统中的重要环节。

作为分解者它促进了物质循环；在海洋沉积成岩及海底成油成气过程中，都起了重要作用。

还有一小部分化能自养菌则是深海生物群落中的生产者。

海洋细菌可以污损水工构筑物，在特定条件下其代谢产物如氨及硫化氢也可毒化养殖环境，从而造成养殖业的经济损失。

但海洋微生物的颉颃作用可以消灭陆源致病菌，它的巨大分解潜能几乎可以净化各种类型的污染，它还可能提供新抗生素以及其他生物资源，因而随着研究技术的进展，海洋微生物日益受到重视。

编辑本段【特性】与陆地相比，海洋环境以高盐、高压、低温和稀营养为特征。

海洋微生物长期适应复杂的海洋环境而生存，因而有其独具的特性。

嗜盐性海洋微生物最普遍的特点。

真正的海洋微生物的生长必需海水。

海水中富含各种无机盐类和微量元素。

钠为海洋微生物生长与代谢所必需此外,钾、镁、钙、磷、硫或其他微量元素也是某些海洋微生物生长所必需的。

嗜冷性大约90％海洋环境的温度都在5℃以下,绝大多数海洋微生物的生长要求较低的温度，一般温度超过37℃就停止生长或死亡。

那些能在0℃生长或其最适生长温度低于20℃的微生物称为嗜冷微生物。

嗜冷菌主要分布于极地、深海或高纬度的海域中。

其细胞膜构造具有适应低温的特点。

那种严格依赖低温才能生存的嗜冷菌对热反应极为敏感，即使中温就足以阻碍其生长与代谢。

嗜压性海洋中静水压力因水深而异，水深每增加10米,静水压力递增1个标准大气压。

海洋最深处的静水压力可超过1000大气压。

深海水域是一个广阔的生态系统,约56％以上的海洋环境处在100～1100大气压的压力之中，嗜压性是深海微生物独有的特性。

来源于浅海的微生物一般只能忍耐较低的压力，而深海的嗜压细菌则具有在高压环境下生长的能力，能在高压环境中保持其酶系统的稳定性。

朱伟明* 王俊锋
海洋药物教育部重点实验室 中国海洋大学医药学院 青岛 266003
摘 要：海洋真菌是活性海洋天然产物的重要来源，到目前为止，已从海洋真菌的发酵产物中分离鉴定了 1,117 个新化合物。 介绍了海洋真菌次生代谢产物的研究历史、现状、特点、研究方法、存在问题及其在新药研究中的应用前景。 关键词：海洋真菌，次生代谢，活性产物，含氮化合物，卤代物
菌物学报
220
图 2 1970-2010 年海洋真菌中发现的新化合物数量（Rateb & Rainer 2011）
Fig. 2 New compounds from marine fungi published in 1970-2010 (Rateb & Rainer 2011).
3 海洋真菌次生代谢产物的特点
4 海洋真菌次生代谢产物的研究方法
海洋天然产物研究较多的是海洋丝状真菌（霉 菌）。一般地，欲从海洋丝状真菌中获得新的活性 天然产物，首先要从大量的海洋真菌株中筛选出具 有活性新天然产物的生产菌株，即“天才菌株 （talented strains）”；其次是通过发酵优化、跟踪分 离、结构测定和活性评价，从“天才菌株”的发酵 产物中获得新的活性天然产物。
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ห้องสมุดไป่ตู้
图 3 1999-2003 年专利海洋天然产物的分类（Frenz et al. 2004）
Fig. 3 Category of active marine natural products in patents published in 1999-2003 (Frenz et al. 2004).
A review on studies of secondary metabolites from marine fungi

属
种
属
种
属
种
Genera Species Genera Species Genera Species
Kohlmeyer and Kohlmeyer (1979)
62
149
4
4
40
56
Kohlmeyer and Volkmmann2Kohlmeyer (1991)
115
255
5
6
41
60
Hyde and Pointing (2000)
种类繁多 、生境复杂的微生物不仅在陆地上存在 ,而且在极端环境下也存在 ,是生物多样 性的重要组成 。海洋微生物作为海洋生物的组成部分 ,对它的研究可增加对海洋生物多样性 的了解 。早在 1914 年 Issatchenko 就写出了第一部有关深海微生物的专著 ,此后 Zobell 等又发 表了有关深 、浅海的海洋微生物学的巨著 ,指出在海洋中所有深度和纬度都有微生物存在 ,其 数量可由每毫升仅几个至几亿个 。海洋微生物相对于陆地微生物而言 ,能够耐受海洋特有的 如高盐 、高压 、低养 、低光照等极端条件 ,因而生活环境的特异性导致了海洋微生物在物种 、基 因组成和生态功能上的多样性 。但由于缺乏适当的培养方法 ,对海洋微生物多样性的了解较 少。
2 海洋真菌的定义与种类
海洋真菌是能在海水中繁殖和完成生活史 ,又能在海水培养基上良好生长的真菌类群 ,又 称海水真菌 。一些来源于海洋并能在海洋生境中生长与繁殖者 ,称专性海洋真菌 ;另一些来源 与陆地或淡水 ,但能在海洋生境中生长与繁殖者 ,称兼性海洋真菌 。几乎所有真菌都可在小于 海水中氯化钠浓度的条件下生长 ,因此耐盐性不能作为区分海洋真菌与陆地真菌的标志[4] 。

keissleriellaspys4108是从中国黄海沉积物中分离到的一株真菌发酵液分离提纯得到几种抗真菌次级代谢产物其中一种聚酮类物质拥有全新的碳骨架且显示出了对calbicans人白色念珠菌tricophytonrubrum红色毛癣菌和aspergillusniger黑曲霉三种菌的最小抑菌浓度分别为4020和80gmlproksch研究组从海绵niphatesolemda组织中分离出真菌curvularialunata新月弯孢菌液体培养液中分离出一系列化合物其中lunatin和cytoskyrin两个蒽醌类衍生物
四、海洋微藻级生产者,种类多,繁 殖快 ,在海洋生态系统的物质循环和能量流动中起着极其 重要的作用。海洋微藻是海洋生态系统中的最主要初级生 产者，也是海洋生物资源的重要组成部分。

目前，国外对微藻生物活性物质的研究集中在蓝藻(又称 蓝细菌)和甲藻，从中发现了许多具有潜在药用价值的活 性次级代谢产物，表现为抗肿瘤、抗病毒和免疫抑制活性。
刘晨临等从青岛侧花海葵和绿海葵体分离到23 株真菌，并对其 产生的抑菌活性物质进行了初步测试。从23 株真菌中筛选出3株有较 好抗植物病原真菌活性的菌株，其中青11-1的代谢产物对立枯丝核菌 Rhizoctonia solani有较强的抑制作用。 李淑彬等从南海海泥中分离出一株编号为M182的霉菌，初步鉴定 为青霉Penicilliwn sp.该菌所产生的广谱抗生素M-182A，对细菌、 酵母真菌及丝状真菌均有抑制作用。
Cueto M等从巴哈马褐藻中分离到一株Pestalotia sp（盘多毛孢属） 菌,当它处于周围有抗性细菌存在的培养条件下,它能产生一种抗性物质。 这种抑菌物质对MRSA菌（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）最小抑菌浓度 37ng/ml,对VREF菌（耐万古霉素粪肠道球菌）最小抑菌浓度78ng/ml。微 生物之间的相互拮抗作用,对于从真菌中发现新颖的抗生素也许是非常有 用的。 Keissleriella sp YS4108是从中国黄海沉积物中分离到的一株真菌 ,发酵液分离提纯得到几种抗真菌次级代谢产物,其中一种聚酮类物质,拥 有全新的碳骨架,且显示出了对C.albicans（人白色念珠菌） ,Tricophyton rubrum（红色毛癣菌）和Aspergillus niger（黑曲霉）三 种菌的最小抑菌浓度分别为40,20和80μg/ml。 Proksch研究组从海绵Niphates olemda组织中分离出真菌Curvularia lunata（新月弯孢菌）,液体培养液中分离出一系列化合物,其中lunatin 和cytoskyrin两个蒽醌类衍生物。Lunatin在琼脂平板试验中对金黄色葡 萄球菌、大肠杆菌和枯草杆菌都有抑菌活性,5μg/mL时对三种菌的抑菌圈 直径达到8～9mm。

海洋微生物多样性及其功能性研究海洋微生物是指在海洋中生活的一种微小的生物群体，包括细菌、真菌、病毒和单细胞生物。

这些微生物是海洋生态系统的基础，它们既是食物链的起点，同时也完成着其他生物无法完成的功能。

对海洋微生物的多样性及其功能性研究，可以深刻理解海洋生态系统的基本规律，解决环境污染和全球气候变化等问题。

一、海洋微生物多样性海洋微生物多样性是海洋生态系统重要的组成部分。

它在实现海洋生物多样性的同时，还发挥着重要的生态功能。

近年来，利用现代分子技术，科学家们对海洋微生物多样性的研究取得了重大突破。

（一）细菌的多样性细菌是海洋微生物中数量最多的一类，它们具有很强的适应性和免疫性，在海洋环境中扮演着不可替代的角色。

根据研究结果，海洋表层水域中，每毫升水中的细菌数目可达到10^6~10^7，而在深层海水中也可达到10^3~10^4，表明海洋中细菌群落的数量极为丰富。

细菌可以利用各种有机物和无机物作为营养源，因此它们的多样性很高，涵盖了多样的菌株和多个菌属。

通过对海洋微生物的生物分类学研究，发现大部分海洋细菌属于七个主要的菌门，包括变形菌门（Proteobacteria）、厚壳菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Actinobacteria）、Spirochaetes门、Planctomycetes门、Bacteroidetes门和绿弯菌门（Verrucomicrobia）。

（二）真菌的多样性真菌是一类海洋微生物，既缺乏光合作用，又不属于动物类，是一类重要的营养分解群落。

真菌的多样性研究主要基于其基因组学特征，利用分子生物学技术可以对海洋真菌的多样性及其进化关系进行研究。

事实上，海洋真菌的多样性比大多数科学家预期的要高得多，甚至可能存在着许多未知的物种。

目前已知的海洋真菌主要分为三类：酵母菌、接合菌和拟青霉菌。

其分布范围遍及世界各大洋，其中一些物种在丰富的有机质资源环境下能够生长繁殖迅速，导致海洋生态系统中物质能量的重新分配和循环。

海洋微生物多样性是指所有海洋微生物种类、种内遗传变异和它们的生存环境的总称。自年等利用核酸序列 的测序来研究微生物的进化问题以来，对微生物的多样性的研究进入了一个崭新的阶段。属于海洋微生物的有海 洋病毒，海洋细菌和海洋真菌三大类。
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利用综述
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海洋是生命的发源地，其生物多样性远远超过陆生生物。海洋生物包括海洋动物、海洋植物和海洋微生物。 海洋约占地球表面积的7l%，是一个开放、多变、复杂的生态系统。正是海洋特殊的物理、化学因素的复杂性， 造就了生命活动的复杂性，物种资源、基因功能和生态功能上的生物多样性。海洋中生物资源极为丰富，生物活 性物质种类繁多，并且正在为人类提供着大量的食品，多种材料和原料，具有可再生的特点。已引起世界各国的 重视，具有巨大开发潜力。
嗜压性
海洋中静水压力因水深而异，水深每增加10米，静水压力递增1个标准大气压。海洋最深处的静水压力可超 过1000大气压。深海水域是一个广阔的生态系统,约56%以上的海洋环境处在100～1100大气压的压力之中，嗜压 性是深海微生物独有的特性。来源于浅海的微生物一般只能忍耐较低的压力，而深海的嗜压细菌则具有在高压环 境下生长的能力，能在高压环境中保持其酶系统的稳定性。研究嗜压微生物的生理特性必需借助高压培养器来维 持特定的压力。那种严格依赖高压而存活的深海嗜压细菌，由于研究手段的限制迄今尚难于获得纯培养菌株。根 据自动接种培养装置在深海实地实验获得的微生物生理活动资料判断，在深海底部微生物分解各种有机物质的过 程是相当缓慢的。
海水中的营养物质虽然稀薄，但海洋环境中各种固体表面或不同性质的界面上吸附积聚着较丰富的营养物。 绝大多数海洋细菌都具有运动能力。其中某些细菌还具有沿着某种化合物浓度梯度移动的能力，这一特点称为趋 化性。某些专门附着于海洋植物体表而生长的细菌称为植物附生细菌。海洋微生物附着在海洋中生物和非生物固 体的表面，形成薄膜，为其他生物的附着造成条件，从而形成特定的附着生物区系。

doi: 10.11978/2023045 北部湾海洋真菌Aspergillus fumigatus DL-p0m-g2的化学成分及药理活性研究冯婷, 孙建, 王玉妃, 盘伟斌, 覃旭灿, 覃炳云, 周丽曼, 王聪, 王佩, 孔凡栋广西民族大学化学化工学院, 林产化学与工程国家民委重点实验室, 广西林产化学与工程重点实验室; 广西林产化学与工程协同创新中心, 广西高校少数民族医药古方挖掘与开发重点实验室, 广西南宁 530006摘要: 为获得具有生物活性的化合物, 对一株分离于北部湾钉螺菌株Aspergillus fumigatus DL-p0m-g2的化学成分及药理活性进行研究。

综合应用反相ODS (octadecylsilyl) 柱色谱、半制备液相等多种色谱学方法进行分离纯化, 根据化合物理化性质、质谱和核磁共振波谱学数据进行结构鉴定, 并对分离得到的化合物进行细胞毒活性、抑菌活性和胆固醇转运蛋白NPC1L1 (NPC1-like intracellular cholesterol transporter 1)蛋白结合等生物活性评价。

实验共分离得到21个生物碱类化合物和1个甾体, 分别鉴定为6-methoxyspirotryprostatin B (1)、spirotryprostatin A (2)、fumitremorgin C (3)、cyclotryprostatin A (4)、fumitremorgin B (5)、pseurotin A (6)、azaspirofuran A (7)、azaspirofuran B (8)、cephalimysin C (9)、cephalimysin B (10)、fumiquinazoline C (11)、fumiquinazoline B (12)、fumiquinazoline A (13)、fumiquinazoline D (14)、fumiquinazoline F (15)、tryprostatin B (16)、verruculogen (17)、chaetominine (18)、bisdethiobis(methylthio)glitoxin (19)、helvolic acid (20)、7-deacetylpyripyropene A (21)、terezine D (22)。

海洋生物医学海洋中的药物之源海洋生物医学：海洋中的药物之源海洋是地球上最神秘、最丰富的自然资源之一。

尽管我们对陆地上的生物有相当详细的了解，但是对海洋中的生物，特别是其中的微生物和大型海洋生物，了解仍然有限。

然而，近年来，越来越多的科学家将目光投向了海洋中的生物，探索其中可能蕴藏的药物之源。

这些来自海洋的药物可能成为未来医学领域的重要突破点，为人类的健康带来巨大的改变。

1. 海洋中的微生物：小生物，大药物潜力微生物是海洋中最丰富的生物类群之一。

例如，海洋中的细菌、真菌、藻类等微生物都拥有极高的多样性和数量。

通过对这些微生物的研究，科学家们发现了许多具有潜在药物活性的化合物。

1.1 海洋细菌：海底的生命宝库海洋中的细菌是一种重要的微生物资源，它们广泛分布于各个海域，从浅海到深海，都有大量的细菌存在。

科学家们发现，海洋细菌产生的化合物具有广泛的生物活性，具有抗菌、抗肿瘤、抗炎等作用。

举例来说，一种被称为嗜盐细菌的微生物被发现能够产生一种叫做坎昔力的化合物。

坎昔力具有很强的抗生物活性，对多种革兰氏阳性和阴性细菌具有杀菌作用，甚至对耐药菌株也表现出抗性。

这种细菌是生活在高盐度海洋环境中的特殊微生物，它们的生物活性化合物正在被科学家们研究利用。

1.2 海洋真菌：未被开发的宝藏与陆地上的真菌相比，海洋真菌的物种和数量都相对较少。

然而，尽管如此，海洋真菌却被发现具有许多潜在的药物活性。

海洋真菌制备的化合物在抗真菌、抗肿瘤等领域显示出良好的应用前景。

例如，一种被称为新地霉素的海洋真菌产生的化合物被证明对一些抗生素耐药的细菌具有很强的杀菌活性。

这种化合物在实验室内的抗菌评估中表现出了与常规抗生素相似甚至更好的活性。

这个发现为抗生素耐药性的挑战提供了一个新的解决途径。

2. 海洋大型生物：海底奇迹的宝藏除了微生物，海洋中的大型生物也被证明拥有丰富的药物潜力。

海洋中的许多生物，如海绵、珊瑚、海螺、海藻等，都被发现含有各种各样的生物活性化合物，这些化合物可以用于抗癌、抗病毒、抗炎和抗菌等领域。

病毒起源于宿主细胞中的RNA和（或） DNA成分的学说：
认为病毒是正常的细胞组分在进化过 程中获得了自主复制的能力独立进化而 来的。该学说能解释所有病毒的起源： DNA病毒起源于质粒或转移因子；反 转录病毒起源于反转座子；RNA病毒 起源于自主复制的mRNA。
病毒起源于具有自主复制功能的原始大 分子的学说，即病毒起源于自主复制的 RNA分子。
传染性胰腺坏死病毒 （Infectious pancreatic necrosis virus，IPNV）
为双RNA病毒属（Birnavirus）。病毒颗粒呈正 20面体，无囊膜，有92个壳粒，直径约50～75nm， 衣壳内包有1由2个片段组成的双股RNA基因；是 已知鱼类病毒中最小韵RNA病毒。 敏感鱼类有美洲红点鲑、虹鳟、河鳟、克氏鲑、 银大马哈鱼、大口玫瑰大马哈鱼、湖红点鲑、大 西洋鲑、大鳞大马哈鱼等，主要危害14～70日龄 的鱼苗、鱼种，在水温10～12℃之死亡率可高达 80～100％，鱼越小死亡率越高。 病鱼游动失调，常作垂直回转游动。病鱼体色发 黑、眼球突出、腹部膨大，腹部及鳍基部充血， 鳃呈淡红色，肛门处常拖有1条线状粘液便。剖 开鱼腹有时可见有腹水，幽门垂出血，肝、脾、 肾、心脏异常苍白；消化道内通常没有食物，而 有乳白色或淡黄色粘液，这些粘液祥物通常在 5～10％的福尔马林中不凝固，这具有诊断价值。
红额角对虾是此病毒最敏感的宿主，感染后致 死率高达90%。该病也是南美白对虾常见的一种 慢性病。主要危害蓝对虾，其次为万氏对虾、 斑节对虾和日本对虾，在短沟对虾、印度对虾、 中国对虾、加州对虾中也发现，但未发现有严 重影响。 IHHNV感染对虾外胚层组织，如鳃、表皮、前后 肠上皮细胞、神经索和神经节，以及中胚层器 官，如造血组织、触角腺、性腺、淋巴器官、 结缔组织和横纹肌，在宿主细胞核内形成包涵 体。患此病的病虾身体变形，引起慢性感染为 主。死亡率不高，但影响经济效益。

二 海洋微生物类群
1 海洋病毒 1.1 定义 海洋环境中土著性、超显微的、仅含有一种类 型核酸、专性活细胞内寄生的非细胞形态一类微生物 1.2 种类、分布
绝大部分病毒体积极为微小, 通常在200 ~3 500 A 之间。
病毒是水体中最丰富的生物,在海水表层的数量高达1010 /L, 随深度增加而减少。 浮游植物是其重要的宿主,病毒对浮游植物的群落结构演替 可能起着重要作用:病毒造成的藻细胞溶解可明显导致微藻群落 的消亡,且病毒作
1 海洋病毒 2 海洋细菌 3 海洋放细菌 4 海洋蓝细菌 5 海洋真菌
二 海洋微生物类群
3 海洋放细菌 放线菌菌体为单细胞，大多由分枝发达的 菌丝组成，最简单的为杆状或具原始菌丝。菌 丝直径与杆状细菌差不多，大约1微米。细胞 壁化学组成中亦含原核生物所特有的胞壁酸和 二氨基庚二酸，不含几丁质或纤维素。革兰氏 染色阳性反应，极少阴性。 海洋中的放线菌多半来自土壤或生存在漂 浮海面的藻体上。存在耐盐放线菌。
不同细菌对藻生长抑制和藻细胞溶解的机理：


藻同粘细菌直接接触，宿主细胞壁溶解；
细菌释放有毒物质到环境中，非选择性地杀伤藻细胞； 藻同细菌竞争有限的营养物质而失败；

噬菌体同时是嗜藻体，从细菌转移到蓝藻细胞中使新的宿主溶解.
四 应用意义
（四）海洋微生物与海水养殖中的生态调控
2许多海洋毒素如河豚毒素（TTX）、海葵毒素（Ap-A、Ap-B）、 石房蛤毒素、Neosurugatoxin、Discodermide等的真正来源都是 海洋微生物。目前已从海洋微生物如细菌、放线菌、真菌中分离 出抗生素、抗病毒药物、抗肿瘤药物、酶类抑制剂。 3 活性药物：如Curacin A，是国外的一个研究小组从加勒比海真菌 Lyngbra majuscula中分得的一种具有潜力的抗有丝分裂和抗肿瘤 剂。临床前实验表明，它对人肺瘤移植的小鼠有很高的抑制率。 另一种抗生素天神霉素是从海泥的链霉菌S.tenjimariensis中分离 得到的，具有强烈的抑制革兰氏阳性细菌和阴性细菌的活性。

以上 ［— ］ 是 ， 过 几 十 年 长 时 间 的 开发 ， 陆栖 微 生 物 １ ２。但 经 从
找到新活性物质 的几率越来越小 ， 筛选 的难度越 来越 大。 因
此 ， 研 工 作 者 把 目光投 向 了海 洋 ， 于海 洋 与 陆 地 的 环 境 科 由
３ ｂ ｎｙ一 一ｅ— ｕｙ一 ｉｅａｉｅ ２５ ｄｏｅ３ａ ｄ３ － ｉｅｚｌｉｅａｉｅ ２５ ｄｏ ｅ ） ｎｔｅ ａｉｏ ｅｔ ｌ ａａ － ｅｚｌ６ ｓｃ ｂ ｔ ｐｐｒｚ 一 ，－ ｉｎ（） ｎ ， ｄｂｎｙｐｐｒｚ 一 ，一 ｉｎ（ ｏ ｓ ｆｐｃｒ ｔ． １ ｎ ６ ｎ ４ ｈｂ ｓ ｓ ａｄ 【 ｅ ｒ 】 Ｍ ｒ ｅ ｕｇ ｓＰ ｎ ｉ ｕ ． ｙｌ ｐｐ ｄｓ Ｋｙ Ｗｏｄ ｓ ａ ｎ ｎ ； ｅ ｉｌ ｍ ｓ ； ｃ ｃ ｉ ｔ ｅ ｉ ｆｕ ｃｌ ｐ Ｃ ｉ ｄ ｅ ｉ ｉ
海洋真菌 Ｐ ｎ ｉｕ ｐ化学成分研 究 ｅ ｉｌ ｍ ｓ ． ｃｌ ｉ
姚遥 李娟 王妍 ’ 闫乾顺 曹家庆 ３ （ 宁夏医科 大学基础 医学院 ， 宁夏 ，５０ ４ 宁夏医科大学 医学科学技术研究 中心 ， ７０ ０ ； 宁夏 ，５０ ４ 沈 阳药科大学 中 ７００ ； 药学院 ， 辽宁 沈阳 ，１０ ６ １０ １ ）
Ｃ ｉａＳａ Ｔ ｅ ｅｅｉｅ ｔｉｄａ － ｅ ｚｌ６ ｉ ｐｏｙｐｐｒｚ ｅ ２５ ｄｏ ｅ （ ， － ｅ ｚｌ６ ｉ ｂ ｔ－ ｉｅａｉｅ ２ － ｉ ｅ（ ， ｈｎ ｅ． ｈ ｙｗ ｒ ｎｉｅ ｓ３ ｂ ｎｙ－ －ｓ ｒｐｌｉｅａｉ 一 ，一 ｉｎ １ ３ ｂ ｎｙ一 一ｓ ｕｙ ｐｐｒｚ － ，５ ｄｏ ２ ｄ ｆ ｏ ｎ ） ｏ ｌ ｎ ｎ ）
【 关键词 】 海洋 真菌 ； ｅｉｌｕ ． Ｐ ｎ ｉｉ ｓ ； ｃ ｌ ｍ ｐ 环二肽

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第一章绪论一、海洋微生物的定义海洋微生物（marine microbe）以海洋水体为正常栖居环境的一切微生物。

自八十年代起海洋生物技术蓬勃发展，“向海洋要药物”是新世纪海洋生物技术提出的口号。

海洋微生物的研究起步较晚，但在最近几年也受到了普遍重视。

二、海洋环境的特征(1) 海洋占地球表面积的71% —资源丰富；(2) 海洋平均深度：4000m ——高压，低温(3) 主要离子：Na+，Cl-，Ca2+，K+，SO42- ——高盐(4) 营养匮乏（N，P，Fe）——稀营养1 . 远海环境（1）栖居着浮游（自由泳动）微生物（2）地球上最大的环境（3）一般有大空间规模的环境变化（温度、光度等）2 . 深海环境（1）沉积物表面（2）提供了附加的表面积（3）提供小生境的多样性，使得有小空间规模的环境变化3 . 海洋雪(marine snow)（1）海洋雪定义：生存或死亡的有机体被黏多糖（微生物和浮游植物分泌的胞外产物）粘在一起形成的大的聚集体。

（2）海洋雪的形成①黏多糖形成纤丝②纤丝凝结形成透明结构③透明结构不断碰撞形成更大的颗粒，即海洋雪。

（3）海洋雪的特点①海洋雪的产量随光合作用强度和洋流季节性地波动，春天更大一些。

② 80%的初级生产者分泌黏多糖③海洋雪的沉降速率是16-25m/d，沉降过程中颗粒不断增加。

④提供养料给深海生物。

三、海洋生物的特征（1）多样性（2）复杂性（3）特殊性四、陆栖微生物的研究拥有辉煌的历史微生物活性代谢物是药物的丰富源泉：自19世纪60年代首先从微生物中发现了青霉素以来，人们陆续从陆栖微生物中寻找到抗生素类药物、化疗药阿霉素、免疫抑制药环孢霉素A等120多种重要的临床使用药物。

五、陆栖微生物研究陷入了困境（1）陆栖微生物中发现新代谢产物的速率明显降低，重复发现率极高。

（2）传染性病菌对传统抗生素的抗药性正在迅速发展。

目前，约12种重要的病菌已有抗药性，寻找活性物质新源成为当务之急。

•
海水中的细菌以革兰氏阴性杆菌占优势， 常见的有假单胞菌属等10余个属。相反， 海底沉积土中则以革兰氏阳性细菌偏多。 芽胞杆菌属是大陆架沉积土中最常见的属。
•
海洋真菌多集中分布于近岸海域的各 种基底上，按其栖住对象可分为寄生于动 植物、附着生长于藻类和栖住于木质或其 他海洋基底上等类群。某些真菌是热带红 树林上的特殊菌群。某些藻类与菌类之间 存在着密切的营养供需关系，称为藻菌半 共生关系。
• 分布 • 海洋细菌分布广、数量多，的规律是：近海区的 细菌密度较大洋大，内湾与河口内密度尤大；表层水和 水底泥界面处细菌密度较深层水大，一般底泥中较海水 中大；不同类型的底质间细菌密度差异悬殊，一般泥土 中高于沙土。大洋海水中细菌密度较小，每毫升海水中 有时分离不出1个细菌菌落,因此必须采用薄膜过滤法:将 一定体积的海水样品用孔径0.2微米的薄膜过滤，使样 品中的细菌聚集在薄膜上，再采用直接显微计数法或培 养法计数。大洋海水中细菌密度一般为每40毫升几个至 几十个。在海洋调查时常发现某一水层中细菌数量剧增， 这种微区分布现象主要决定于海水中有机物质的分布状 况。一般在赤潮之后往往伴随着细菌数量增长的高峰。 有人试图利用微生物分布状况来指示不同水团或温跃层 界面处有机物质积聚的特点，进而分析水团来源或转移 的规律。
制作人：康哲雨等
• 以海洋水体为正常栖居环境的一切微生物。但由于学科
传统及研究方法的不同，本文不介绍单细胞藻类，而只 讨论细菌、真菌及噬菌体等狭义微生物学的对象。海洋 细菌是海洋生态系统中的重要环节。
海洋微生物的定义与分类
• 海洋中个体微小，构造简单的低等生物的
总称。包括细菌、放线菌、霉菌、酵母、 病毒、衣原体、支原体、噬菌体和微型藻 及微型原生动物等。

海洋来源的耐盐真菌W allemia sebi产生的二酮哌嗪生物碱彭晓娉，王乂，刘培培，尹霞，朱伟明*中国海洋大学医药学院青岛市鱼山路5号，266003从海洋微生物中寻找具有生物活性的环肽类化合物已成为一个新的研究热点1。

氨基酸缩合成肽的反应是生命过程中的一类重要反应，海洋放线菌可以通过氨基酸途径合成环二肽，环二肽类化合物是海洋放线菌的特征次生代谢产物，但海洋真菌较少代谢产生此类化合物，推测可能与培养基相关。

为此，我们选择一株耐高渗透压的真菌Wallemia sebi为研究对象。

Wallemia sebi是中国的一新记录属（该属只有这个种），是一株耐盐真菌，在PDA平板上可抑制植物病原真菌的生长2，其代谢产物具有抗菌和细胞毒活性3。

从该菌的发酵产物中鉴定了6个吡咯多烯（pyrrolylpolyenes）色素wallemias A-F 4,5、倍半萜类化合物walleminol和walleminone6、氮杂甾醇UCA 1064 A和UCA 1064 B7，这些化合物具有抗真菌、肿瘤细胞毒活性7，但文献中未见W. sebi 代谢产生环二肽的报道。

我们采用放线菌培养基并增添1%的蛋白胨、并在高盐条件（30%NaCl）下发酵培养W. sebi（70L），乙酸乙酯萃取得60g浸膏，经硅胶柱色谱、LH-20凝胶柱色谱、反相高压液相色谱等手段，结合其理化性质和波谱学特征，从中分离鉴定了5个环二肽类化合物：cyclo-(Pro-Tyr) (1, 26 mg)8、cyclo-(Pro-Trp) (2, 2 mg)9、cyclo-(Pro-Phe) (3, 9 mg)10、cyclo-(Pro-Phe) (4, 8 mg)11、cyclo-(V al-Leu) (5, 5 mg)12。

实验表明，采用放线菌培养基、特别是增加培养基中的氮源，真菌也可代谢产生环二肽类化合物。

HO HNNOOHNHNNOOHNNOOHNNHOOHNNOO12345参考文献1.Li, D.; Zhu; W. M.; Gu, Q, Q.; Cui, C. B. Marine Sciences. 2007, 31, 5.2.郭永霞, 赵爽, 刘庆洪, 王贺祥, 王有智. 微生物学通报, 2006, 33, 30.3.穆军, 焦炳华, 孙炳达, 刘杏忠. 第二军医大学学报, 2006, 27, 84.Badar, Y.; Lockley, W. J. S.; Toube, T. P.; et al. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 1973, (13), 1416-1424.5.Ahmed, F. R.; Buckingham, M. J.; Hawkes, G. E.; Toube, T. P. J. Chem. Res., Synopses, 1984, (6), 178-179.6.Frank, M.; Kingston, E.; Jeffery, J. C.; et al. Tetrahedron Lett. 1999, 40, 133-136.7.Takahashi, I.; Maruta, R.; Ando, K.; et al. J. Antibiot. 1993, 46, 1312-14.8.Wagger, J.; Grdadolnik, S. G.; Grošelj, U.; et al. Tetrahedron: Asymmetry2007, 18, 464–4759.Jayatilake, G. S.; Thornton, M. P.; Leonard, A. C.; Grimwade, J. E.;Baker, B. J. J. Nat. Prod. 1996, 59, 293–296.10.Lin, Z. J.; Lu, X. M.; Zhu, T. J.; Fang, Y. C.; Gu, Q. Q.; Zhu, W. M. Arch. Pharm. Res. 2008, 31, 1108–1114.11.Timo, S.; Thomas, H. J. Agric. Food Chem. 2005, 53, 7222–7231.12.Faouzi, F.; V ictoriano, V.; Jose, L. S.; Ricardo, R. J. Nat. Prod. 2003, 66, 1299–1301.__________________________*国家863计划（2007AA091502）和国家自然科学基金（30670219）资助课题联系人: 朱伟明,Email:******************.cn,电话**************。

海洋微生物利用综述海洋是生命的发源地，其生物多样性远远超过陆生生物。

海洋生物包括海洋动物、海洋植物和海洋微生物。

海洋约占地球表面积的7l％，是一个开放、多变、复杂的生态系统。

正是海洋特殊的物理、化学因素的复杂性，造就了生命活动的复杂性，物种资源、基因功能和生态功能上的生物多样性。

海洋中生物资源极为丰富，生物活性物质种类繁多，并且正在为人类提供着大量的食品，多种材料和原料，具有可再生的特点。

已引起世界各国的重视，具有巨大开发潜力。

海洋微生物来自（或分离自）海洋环境，其正常生长需要海水，并可在寡营养、低温条件（或高压、高温、高盐等极端环境）下长期存活并能持续繁殖子代的微生物均可称为海洋微生物。

遗传多样性代表有机体种群之内和种群之间的遗传结构的变异。

由于海洋微生物的生存环境与陆栖微生物迥异, 他们处在高盐、低温和高压的环境下,生存竞争特别激烈,所以产生了一些不同于陆地微生物的变异,具有很强的防御能力和识别能力,在遗传型上表现出特异性,这些遗传差别使得某些微生物能在局部环境中的特定条件下更加成功地生存和繁殖。

海洋微生物多样性是指所有海洋微生物种类、种内遗传变异和它们的生存环境的总称。

自年等利用核酸序列的测序来研究微生物的进化问题以来,对微生物的多样性的研究进入了一个崭新的阶段。

属于海洋微生物的有海洋病毒，海洋细菌和海洋真菌三大类。

海洋病毒是海洋环境中土著性的、超显微的、仅含有一种类型核酸、专性活细胞内寄生的一类非细胞形态微生物。

具有形态多样性和遗传多样性，侵染各种海洋生物。

50-60％的海洋异养细菌死亡是由海洋噬菌体裂解引起的。

海洋病毒的感染致病给水产养殖业造成巨大损失。

海洋细菌是指那些只能在海洋中生长和繁殖的细菌。

至少在开始分离和初期培养时要求生长于海水培养基中；生长环境中需要氯或溴或其中之一元素存在；需生活于镁含量较高的环境中。

大多数海洋细菌是兼性厌氧细菌，专性好氧细菌和专性厌氧细菌都比较少见。

海洋真菌是一类具有真核结构、能形成孢子、营腐生或寄生生活的海洋生物，包括海洋酵母菌和海洋霉菌。