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目的:南北极地区独特和严峻的自然环境使得极地微生物在生物物种方面表现出特殊性,其活性代谢产物也表现出明显的新颖性,南北极地区正在成为微生物药物研究的重要资源。目前对极地微生物资源的研究大多集中在生态、物种多样性方面,对极地放线菌活性次级代谢产物的研究报道很少。因此,我们以实验室前期分离到9株极地放线菌为研究对象,首先对其抗菌活性进行筛选,并选择放线菌 XE-1分离次级代谢产物,研究其次级代谢产物的多样性。 方法:本课题组前期从北极和南极海底海泥中分离得到6株北极海洋放线菌N-12、N-13、N-14、N-15、N-16、N-17和3株南极放线菌XE-1、XP、X-38。对这9株放线菌的发酵液进行抗菌活性筛选,选取对临床耐药菌有抑菌活性的南极放线菌菌株XE-1作为目标菌株,进一步研究XE-1菌株的次级代谢产物,希望能找到具有抗菌活性的次级代谢产物。对菌株 XE-1的发酵条件进行优化,选取优化后的发酵条件对菌株大规模发酵。利用现代天然产物化学的提取分离纯化技术(包括大孔树脂吸附、反相柱层析、凝胶、循环液相和半制备型高效液相等技术)和抗菌活性为导向的分离方法从发酵液中分离有活性的次级代谢产物。 结果:从9株放线菌中筛选得到5株有抑菌活性的放线菌,包括4株北极放线菌:N-12、N-13、N-14、N-16和一株南极放线菌XE-1。通过分析筛选出的4株有活性的放线菌的抑菌谱和抑菌物质的极性大小以及有抗菌活性的浸膏的液相图,最后选取南极放线菌XE-1作为目标菌株。发酵条件优化后菌株XE-1产抗菌物质的能力提高了约30%,发酵总体积为102 L。最终从放线菌XE-1发酵液活性部位的浸膏中分离纯化得到1个有抑菌活性的化合物,化合物对耐甲氧西林的表皮葡萄球菌(MRSE)的抑菌效果较好,化合物在浓度为0.25μg/mL时,还可以抑制MRSE的生长,化合物对耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)的MIC值为1.95μg/mL。 结论:从9株极地放线菌中筛选出5株有抗菌活性的放线菌菌株。采用单因素实验和和正交实验方法对菌株XE-1发酵的培养基和发酵条件进行了优化,提高了菌株产抑菌活性物质的产率。本课题通过活性导向分离方法,从放线菌XE-1发酵液活性浸膏中分离到一个有抑菌活性的黄色粉末状化合物,该化合物对MRSE的抑菌效果显著。 创新点: 1.选取的南极放线菌菌株XE-1为链霉菌属灰红链霉菌的变种,分离出新颖次级代谢产物的概率变大。 2.通过筛选菌株XE-1发酵液的抗菌活性,发现菌株XE-1对多种耐药菌有显著抑制作用。 3.本课题通过活性导向分离方法,对活性化合物所在部位进行锁定。