海洋微生物活性物質(zhì)研究進(jìn)展

李韋霖 徐睿航 張敬燕 張國庚

[摘 要]海洋生物因海洋環(huán)境的獨特性而具有與陸生生物相異的代謝途徑，分泌出許多結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能特異的新型化合物，如抗腫瘤活性物質(zhì)、抗心血管病活性物質(zhì)等，這些海洋微生物活性物質(zhì)在醫(yī)學(xué)、食品等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。該文對海洋微生物活性物質(zhì)的開發(fā)利用及相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

[關(guān)鍵詞]海洋微生物；活性物質(zhì)；多樣性；研究進(jìn)展

[中圖分類號]R969 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

海洋作為地球上早期生命的起源地，微生物資源豐富，海洋生存環(huán)境具有高鹽、高壓、低溫等特殊的生存條件而使得海洋微生物種類特異，代謝途徑多樣。長久以來，海洋被視為無生物演變的基本條件，然調(diào)查研究表明，海底比陸地?zé)釒в炅值厣锒鄻有愿拥呢S富。目前，人類已從海洋生物中得到許多化合物，眾多的種屬更是被首次被發(fā)現(xiàn)，有的化合物結(jié)構(gòu)新穎并且具有很高的應(yīng)用價值。作為生物活性物質(zhì)的重要來源，海洋微生物具有眾多獨特的活性，可用于藥物的新來源在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有重大意義。

1 海洋微生物研究概況

海洋微生物活性物質(zhì)的種類繁多而且作用巨大，對海洋中物質(zhì)循環(huán)、營養(yǎng)鹽更新、環(huán)境凈化及生態(tài)平衡具有重要的作用，且目前世界范圍內(nèi)人類已從海洋微生物、海洋動植物中得到超過萬余種的新型化合物。通常情況下，將分離自海洋生存環(huán)境，海水為正常生長前提條件且可以在低溫、高壓、局部高溫等條件下生長的微生物定義為海洋微生物。除了生存在水體及海底沉積層的微生物外，還有很多的是與其他的海洋生物處于共生、附生等關(guān)系，海洋微生物的特異性、多樣性、易于發(fā)酵培養(yǎng)等優(yōu)點使其成為今后海洋微生物活性物質(zhì)的研究熱點。

2 海洋微生物產(chǎn)生的活性物質(zhì)

海洋微生物（MM）是具有獨特藥用價值的生物活性物質(zhì)的重要來源，包含海洋真菌、海洋細(xì)菌和海洋放線菌，其所產(chǎn)生的生物活性物質(zhì)種類包括新型抗腫瘤活性物質(zhì)、抗心血管病活性物質(zhì)、酶與抗生素類、毒素等活性物質(zhì)，都是重要的海洋藥物資源。海洋動物和海洋植物個體表面或腸道內(nèi)部存在有數(shù)量較多的附生或共生微生物，很多有抑菌活性及毒活性。

2.1 抗腫瘤活性物質(zhì)

海洋放線菌和許多屬的海洋真菌是抗腫瘤活性物質(zhì)的重要來源。K.Custafson等從海洋細(xì)菌中分離到大環(huán)內(nèi)酯類化合物MacroLactins；Tapiolas等在某珊瑚 Pacifigugia sp.表面得到的鏈霉菌的培養(yǎng)物中發(fā)現(xiàn)了Octalacions A和B；Canedo 等從海鞘Ecteinascidia turbinata 和Turkish 海岸Polycitonide屬海鞘得到兩株土壤桿菌，其中一株可產(chǎn)生抗腫瘤物質(zhì)PM94128；Biabani等從海底沉積物中得到的一株鏈霉菌培養(yǎng)液中得到一種抗微藻劑等。Baz等人發(fā)現(xiàn)一種分離自miozombiano海岸的 Micromonaspora可產(chǎn)生新的縮酚酸肽（depspipeptide），Thiocoraline可抗多種致病菌。王書錦等從我國黃海、渤海海域海洋真菌中獲得12株能產(chǎn)生抗腫瘤活性先導(dǎo)化合物的菌株，其中一株為具有抗菌抗腫瘤活性的海洋擬青霉菌。Chika Takahashi等在海洋中分離到Penicillium sp.，他們在Pseudolabrus japonicus胃腸中Aspergillus fumigatus分離出3種有細(xì)胞毒素活性次級代謝物，又從Sargassum tortile中分離出一株Leptosph aeria sp.，經(jīng)培養(yǎng)后得到有較強抗腫瘤活性的Leptosins。

2.2 抗心血管病活性物質(zhì)

二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）都是哺乳動物體內(nèi)不可或缺的重要的不飽和脂肪酸（PUFA），具有抗凝血功能，可有效預(yù)防和治療血栓的形成、動脈硬化、癌癥、炎癥、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、糖尿病等疾病。二十碳五烯酸有特殊的臭味，且分離純化成本較高，很多海洋細(xì)菌可產(chǎn)生二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸且海洋細(xì)菌中的二十碳五烯酸是磷脂型的，優(yōu)于魚類的中性脂質(zhì)二十碳五烯酸，無特殊魚腥味，因此從海洋細(xì)菌中獲取二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸有廣泛應(yīng)用前景。

2.3 毒素

Neosurugatoxin及trosurugatoxin是在一種可食性動物Babylonia japonica體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的最早毒素。研究表明，分離于Babylonia japonica消化腺中的一種棒桿菌 Corynerorm bacterium可產(chǎn)生Neosurugatoxin和Prosurugatoxin。Yasumato等人分別在分離自紅色鈣藻 Jania sp.的pseudomona sp. 和分離自蟹Atergatis floridus 的 Vibrio sp. 的培養(yǎng)物中發(fā)現(xiàn)了海豚毒素和tetrototoxin （TTX）。Satitoxin （STX ）是在一種海洋甲藻 Protogonyanlas tamarensis中發(fā)現(xiàn)的具有麻痹性的水生動物毒素，研究表明，Satitoxin實際上是由與Protogonyanlas tamarensis共附生的海洋Moraxella sp.所產(chǎn)生。

2.4 其他生物活性物質(zhì)

除了以上所述幾種抗腫瘤活性物質(zhì)、抗心血管病活性物質(zhì)、毒素外，海洋微生物還可以產(chǎn)生許多其它的生物活性物質(zhì)，如免疫調(diào)節(jié)劑、酶與抗生素類等活性物質(zhì)，可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)骨病的治療及食品加工等行業(yè)領(lǐng)域。Hayashi等從Alteromonas sp.中獲得胞外幾丁質(zhì)酶；Grant從海洋子囊菌Corollospora maritima中分離到幾丁二糖酶等。Wen等通過研究發(fā)現(xiàn)Vibrio fischeri可以產(chǎn)生某種與哺乳動物嗜中性粒細(xì)胞中產(chǎn)生的酶有類似生物化學(xué)特性的過氧化物酶。隨著微生物對抗生素類藥物耐藥性的不斷增強，找尋更高效的抗生素類物質(zhì)將會成為人類治愈細(xì)菌性疾病的關(guān)鍵。

3 未來展望

海洋微生物研究雖然起步較晚，但現(xiàn)今卻發(fā)展迅猛，且伴隨細(xì)胞工程等眾多高新技術(shù)的應(yīng)用定將極大促進(jìn)海洋微生物生物活性物質(zhì)的研究進(jìn)展。未來，海洋微生物活性物質(zhì)的研究方向?qū)A向于對微生物的分布及多樣性的研究，找尋更多新型結(jié)構(gòu)物質(zhì)。相信，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及人類對海洋微生物認(rèn)知的逐漸加深，在不久的將來，定會發(fā)現(xiàn)更多具有高效功能的海洋微生物活性物質(zhì)。

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