脂肽抗生素的研究概况 ()
脂肽类生物表面活性剂的研究进展
脂肽类生物表面活性剂的研究进展
李俊峰;刘丽
【摘要】脂肽类生物表面活性剂是一类由微生物产生的次级代谢产物,具有独特
的化学结构,表现出优良的表面活性和生理特性。简介了脂肽类生物表面活性剂的产生菌及其种类,重点介绍了海洋微生物所产的脂肽类表面活性剂,并展望了其研究前景。%The lipopeptide biosurfactants with unique chemical structure are secondary metabolites produced by microorganism.They have excellent surface activity and special physiological characteristics.The lipopeptide biosurfactant producing microbles and types of lipopeptide biosurfactants were reviewed,lipopeptide biosurfac-tant produced by marine microorganisms was mainly introduced,and prospect of lipopeptide biosurfactant was put forward too.
【期刊名称】《化学与生物工程》
【年(卷),期】2015(000)001
【总页数】4页(P12-15)
【关键词】脂肽;生物表面活性剂;微生物产次级代谢产物
环脂肽类抗生素达托霉素的研究进展
环脂肽类抗生素达托霉素的研究进展
作者:章艳玲
来源:《中国化工贸易·下旬刊》2018年第08期
摘要:达托霉素是一种具有新型作用机理的能有效抑制耐药性病原菌的环脂肽类新型抗生素。本文主要对达托霉素的作用机制、合成方法和临床应用进行综述,以期为达托霉素的研究提供一定思路。
关键词:达托霉素;作用机制;合成方法;临床应用
达托霉素是玫瑰孢链霉菌发酵产物脂肽类化合物A21978C的N-癸酰基衍生物,是由玫瑰孢链霉中通过非核糖体蛋白合成酶(NRPS)机制合成的由13个氨基酸和一个正癸酸脂肪酸尾组成的环脂肽类新型抗生素[1],其在体外对大多数革兰氏阳性菌均有抑制作用,而且对许多耐药菌,如耐万古霉素的肠球菌(VRE)、耐甲氧西林的金黄色葡萄球(MRSA)和凝固酶阴性的葡萄球菌(CNS),仍具有较强的活性[1-2],被公认为万古霉素的最佳替代品。近年来,达托霉素的有关研究报告有很多[3-8],本文从达托霉素的作用机制、合成方法和临床应用方面进行报道。
1 达托霉素的作用机制
达托霉素通过钙离子(Ca2+)依赖的方式靶向革兰氏阳性菌细胞膜。最新的研究表明在枯草芽孢杆菌中,达托霉素优先插入到富含液脂的部位,造成细胞膜双分子层的扭曲,导致液脂聚集到插入位点补偿细胞膜流动性受到的影响。
催化细胞壁和细胞膜磷脂合成的关键酶定位于细胞膜中富含液脂的位置,如负责催化脂质II(lipidII)最后一步合成的MurG,催化磷脂合成的PlsX等。达托霉素阻碍了MurG和PlsX 等重要蛋白与液脂的结合,导致蛋白定位异常和功能受损[8]。
多肽类药物的研究进展与发展方向
药物是作用在病毒吸附及核酸复制2个阶段,因此筛
选抗病毒药物主要考察药物的抗病毒吸附和复制能力。
病毒通过与宿主细胞上的特异受体结合吸附细胞,依
赖其自身的特异蛋白酶进行蛋白加工及核酸复制。因
此可从肽库内筛选与宿主细胞受体结合的多肽或能与
病毒蛋白酶等活性位点结合的多肽,用于抗病毒的治
选出具有某种物理、 化学或药理活性化合物的一套合
成策略和筛选方案。与传统合成方法不同的是, 传统
合成方法一次只合成一种化合物,而组合化学法可同时
合成多种化合物。
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3.4 酶解法
用酶解法合成多肽,又称酶法多肽,就是用生物酶降解
蛋白质,将动植物大分子蛋白质降解成小分子活性多肽。
酶解蛋白质所用的酶,大多数是肽酶类。近年来,人们
单一的多肽。另外,肽酶的催化具有专一性,因此,寻找
合适的肽酶也是该方法的一个难点。
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3.5 基因工程法
DNA 重组技术的诞生为合成序列确定的多肽奠定了
基础,即可通过设计合适的DNA 模板来控制多肽的序
列。利用DNA 重组技术,可以通过重组 DNA 产生的
工程菌来大量高效地合成多种生物活性多肽。
有效的防御机制,可用来迅速杀死或清除外源的微生
物。很多抗菌肽不仅有很强的抗菌、杀菌能力, 而且
抗真菌药物的研究进展
近年来,随着广谱抗生素、抗癌药物、免疫抑制剂的大量应用,艾滋病的流行,深部真菌感染的发病率与病死率逐年增加。除泛发、顽固难治的浅部真菌病与甲真菌病之外,一般都采用外用药物治疗,深部感染则必需使用系统性抗真菌药。由于临床迫切需要,近年各国进行了大量天然物筛选、设计合成与结构修饰研究,获得了数以百计的具有抗真菌作用的新抗生素与新化合物,其中已有2种抗生素与3种合成药上市,供临床应用。近年国内已发表多篇有关抗真菌药物研究[1]与临床应用[2]等方面的综述,本文仅以近年上市的新药为重心,简要评述各类抗真菌药物研究进展。
1.抗真菌抗生素
1.1 脂肽类抗生素
微生物产生的环状脂肽棘球康定(echino-candins)、纽莫康定(pneumocandin)、牡仑康定(mulundocandin)、阿枯菌素(aculeacin)、孢利芬净(sporiofungin)、FR-901469与WF11899A 等选择地抑制β-1,3-D-葡聚糖合成酶(β-1,3-D-glucan synthase),阻断真菌细胞壁合成。为了增大此等天然物的水溶性,降低毒性,设计合成并筛选出多种半合成脂肽,其中卡帕芬净(caspofungin)与米卡芬净(micafungin)已相继上市,还有一些品种正在研究开发中。
1.1.1 卡泊芬净由纽莫康定B0半合成制得,对β-1,3-D-葡聚糖合成酶的抑制活性比原抗生素强70~100倍。具有较强的抗曲霉菌属、念珠菌属与丝状真菌活性,对荚膜组织胞浆菌、新型隐球菌、链孢菌属、毛霉属、皮癣菌属与结合菌亚纲等真菌无作用。制剂用二醋酸盐,单剂静脉滴注70 mg,血药浓度(Cmax) 1
脂肽类物质
脂肽类物质
脂肽类物质是一类具有脂肪酸和肽结构的化合物。这些化合物可以在动物体内或外界环境中合成,具有多种生物活性。脂肽类物质包括磷脂肽、神经肽、肽激素、肽类抗生素等。磷脂肽是一种在细胞膜上广泛存在的脂肽类物质,参与了细胞信号转导、细胞凋亡等过程。神经肽是一类在神经系统中发挥重要作用的脂肽类物质,例如神经肽Y、去甲肾上腺素等。肽激素是一类调节机体代谢和生长发育的脂肽类物质,例如胰岛素、生长激素等。肽类抗生素是一类具有抗菌作用的脂肽类物质,例如抗菌肽、防御素等。研究表明,脂肽类物质在生命体系中具有广泛的生物学功能,对人类健康和疾病的发生发展有着重要的影响。
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多肽类抗生素国内外市场分析 (2)
多肽类抗生素国内外市场分析
多肽类抗生素国内外市场分析(一) 随着抗生素的广泛应用,细菌的耐药性也逐年增加,致使一些抗生素疗效降低甚至无效,这就迫切的要求提供新型的抗菌药物,并对已有抗菌药物的发展战略提出了挑战。
自1939年发现了第一个多肽类抗生素——短杆菌素以来,近年来对多肽类抗生素的研究十分活跃。迄今为止,已在昆虫、鸟类、动、植物中发现了700多种内源多肽抗生素。多肽抗生素属杀菌剂,其抗菌谱窄,但具独特的抗菌作用,且细菌一般不易产生耐药性,长期用于敏感菌所致的感染(包括严重感染、院内感染、耐药性感染、免疫缺陷者感染),其疗效确切,是抗感染治疗中的重要药物。然而,大多数品种的毒性较突出,肾毒性尤为显著,故临床适应症严格,一般不作为首选药物。这类窄谱抗生素的开发,无疑对G+菌引起感染性疾病的治疗和细菌耐药性蔓延的控制,都将产生一定的影响,已成为新抗生素的研制方向。
就多肽类抗生素国内外生产及市场情况予以调查分析,必将对生产企业、相关政府部门起指导作用,对新的多肽类抗生素的研发也有一定的导向作用。目前,多肽类抗生素的研究对象主要包括糖肽类(万古霉素、去甲万古霉素和替考拉宁以及奥利万星、达贝万星、泰拉万星)、脂肽类(达托霉素和雷莫拉宁)、其他类(多黏菌素、杆菌肽、博莱霉素、放线菌素D和卷曲霉素等)。
1、糖肽类
在肽类抗生素中,糖肽类抗生素的临床应用较为广泛,其抗菌谱窄,但抗菌作用强,对其生产及市场状况进行分析,是非常具有现实意义的。
1.1 万古霉素类
万古霉素类主要包括万古霉素(vancomycin)、去甲万古霉素(norvancomycin)和替考拉宁(teicoplanin,壁霉素),这一类可被称做是第一代糖肽类抗生素。
脂肽抗生素的研究概况
6 脂肽抗生素的研究概况
脂肽(Lipopeptide)又名脂酰肽(Acylpeptide),是一类重要的抗菌肽,主要来源于一些由细菌、酵母菌、真菌分泌的代产物,其种类繁多、结构复杂,是一类由脂肪链和肽链组成的具有两亲结构的微生物次级代产物(Kosaric,1987)。脂肽一般来源于植物、动物和微生物,但大多数脂肽来源于微生物,而其中又以来源于细菌的脂肽居多。在细菌中,脂肽一般是革兰氏阳性芽孢杆菌产生的代产物。1968年,Arima等首次从枯草芽孢杆菌株发现脂肽类表面活性剂,呈晶状,商品名为表面活性素(surfactin)(Arima,1968)。目前发现的抗菌脂肽主要有表面活性素(surfactin)、芬荠素(Fengycin)、伊枯草菌素(iturin)、和杆菌霉素(Bacillomycin),抗霉枯草菌素(mycosubtilin)、制磷脂菌素(plipstatin)等。脂肽分子由亲水的肽键和亲油的脂肪烃链两部分组成,脂肽分子中多个氨基酸组成的肽链形成亲水基,脂肪烃链形成亲油基。由于其特殊的化学组成和两亲型分子结构,脂肽除了具有抗菌活性之外还具有生物表面活性剂的特性(Stein,2005)。脂肽在环境治理,医药、微生物采油等领域有重要的应用前景(Jitemdra,1997;Banat,2003)。
6.1 脂肽抗生素的种类及结构特性
芽孢杆菌产生的抗菌脂脂肽的分子结构由脂肪酸链和肽链两部分组成,分子中的多个氨基酸组成的肽链形成亲水基,β-羟基或者氨基脂肪酸的烃链形成亲油基,即是具两亲性的生物表面活性剂。其中亲水的氨基酸通过肽键相互连接,再与脂肪烃链上的羧基和β-羟基或者氨基结合形成环状,因此,抗菌脂肽一般是以脂或者酰胺键结合而成的环脂肽(向阳,2005;吕应年,2005;Wang,2004)。芽孢杆菌脂肽抗生素主要包括表面活性素(Surfactin),伊枯草菌素(Iturin),芬荠素(Fengycin)三大类。
抗菌肽类药物的研究与应用前景
抗菌肽类药物的研究与应用前景
一、引言
随着抗生素滥用和耐药菌株的增多,传统的抗生素已经逐渐失去了对一些病原菌的有效性。因此,人们对于新型抗菌药物的研究和应用越来越重视。抗菌肽作为一类新型的抗菌药物,具有独特的优势,近年来备受关注。本文将就抗菌肽类药物的研究现状和应用前景进行深入探讨。
二、抗菌肽类药物的类型及特点
抗菌肽是一类来源于天然生物体或是合成的蛋白质分子,具有抗菌活性。根据其来源和结构的不同,抗菌肽可以分为多种类型,如防御素、体外肽、脂肽等。这些抗菌肽在结构上具有多样性,但是都具有一些共同的特点,如广谱抗菌活性、对耐药菌株的有效性、低毒性等。
三、抗菌肽类药物的研究现状
目前,抗菌肽的研究主要集中在以下几个方面:
1. 抗菌肽的合成与设计:在合成与设计方面,研究人员通过改变抗菌肽的氨基酸序列、结构等方式,提高其抗菌活性和稳定性,降低其毒性。
2. 抗菌肽数源及机制研究:研究人员不断探索抗菌肽数源,并研究其抗菌机制,以提高其应用价值。
3. 抗菌肽数源的开发与筛选:通过现代生物技术手段,研究人员正在开发新的抗菌肽数源,并进行筛选,以发现更具活性的抗菌肽。
4. 抗菌肽与传统抗生素的联用研究:研究人员不断尝试将抗菌肽数与传统抗生素联用,以提高其抗菌活性,并减少抗菌肽数对耐药性的影响。
四、抗菌肽类药物的应用前景
在抗生素耐药性愈发严重的背景下,抗菌肽数物的应用前景十分广阔。其主要表现为以下几个方面:
1. 抗菌肽的广谱抗菌活性可以有效地杀灭多种病原菌,包括耐药菌,对于治疗由多种致病菌引起的感染症具有重要意义。
多肽抗生素的研发与应用
多肽抗生素的研发与应用
多肽抗生素是一种近年来备受瞩目的抗生素类型。与传统的抗
生素不同,多肽抗生素具有独特的优势,例如更广泛的靶向范围、更小的耐药性等。本文将从多肽抗生素的研发与应用两个方面介
绍其发展现状及前景。
一、多肽抗生素的研发现状
1.多肽抗生素的分类
多肽抗生素根据其来源可以分为天然多肽抗生素和人工合成多
肽抗生素。前者是从天然的生物体或者药物中分离、提取得到的,例如青霉素、链霉素等。后者是通过化学合成或者遗传工程技术
获得的,例如阿米卡星、替卡西林等。
2.多肽抗生素的特点
多肽抗生素相对于传统抗生素有以下特点:
(1)具有宽广的靶向范围。多肽抗生素能够识别病原菌表面
或内部不同的分子标志,因此可以针对多种生物制剂进行治疗。
(2)更小的耐药性。由于多肽抗生素具有较为特异的靶向性,其药效更加精准,故其耐药性相对较小。
(3)更小的毒副作用。多肽抗生素具有较为高效的药效,但
在药物代谢过程中不会留下有害的残留物质,因此具有更小的毒
副作用。
3.多肽抗生素的发展历程
多肽抗生素在上世纪初期即已出现,但直到近年来,受到世界
各国的高度重视与投入。随着现代生物技术的不断发展和成熟,
多肽抗生素的研发难度逐渐降低,有望意味着相关药品的市场前
景更加广阔。
二、多肽抗生素的应用前景
1.多肽抗生素在治疗感染性疾病中的应用
多肽抗生素除了拥有上述显著的优势外,还能够在临床治疗上
为患者带来更多的好处。例如针对糖尿病水疱、牙周炎等疾病的
治疗效果更加显著。此外,多肽抗生素还可以用于治疗经常被耐
药菌所侵害的呼吸道感染等。
2.多肽抗生素在工业上的应用
2021芽孢杆菌防治植物病害的机理及研发问题探究范文2
2021芽孢杆菌防治植物病害的机理及研
发问题探究范文
长期以来,植物病害的防治主要以化学农药为主,化学农药对农业生产上防治病虫害起了十分重要的作用,但长期不合理使用化学农药产生了诸多问题。如化学农药不仅对人、畜的健康造成危害,而且对土壤、水体、大气造成严重污染,破坏了生态平衡;病原菌和害虫抗药性的不断增强,农药的使用量和使用频度不断加大,出现了用药量与病虫害相互递增的恶性循环。因此开发对人类和环境友好、并具良好防治效果的新植物病虫害防治策略尤为重要[1].
随着人们对食品安全的日益重视和可持续控制病虫害发展的需要,生物防治受到各国政府和植物保护专家的重视。生物防治是以生态学为基础来控制有害生物,是综合防治体系中一个必不可缺少的组成部分。
生物防治避免了化学农药使用带来的一系列植保、环境和能源方面的问题,促进了环境生态平衡和农业的可持续发展。植物微生态学理论认为[2]:存在于植物体表或体内的微生物群落是一个动态平衡的生态系,一旦平衡打破,则发生植物病害;植物病害生物防治是在被病原物占据主导的生态系中引入有益的微生物,形成不利于病原物生长而利于植物生长的新的动态平衡体系,从而控制病害发生和发展。近年来随着分子生物学技术、发酵工程和生物信息工程等新技术的飞速发展,为生物农药的研发应用奠定了坚实的理论基础和可靠的技术路线。
芽孢杆菌作为重要的生防资源,具有广阔的应用前景。利用芽孢杆菌防治植物病害,国内外报道较多[3-7].
芽孢杆菌在生长过程中可以在寄主植物根、叶围定殖,与病原菌竞争营养和侵染位点;分泌抗菌物质、抑制病原菌生长;诱导植物产生系统抗病性、抵御病原菌入侵,从而达到生物防治的目的。同时,芽孢杆菌能够产生耐热、耐旱、抗紫外线和有机溶剂的芽孢,所以是理想的生防菌筛选对象。许多性状优良的芽孢杆菌菌株已成功应用于植物病害的防治。本文就芽孢杆菌类生物杀菌剂的研发现状、芽孢杆菌防治植物病害的机理以及在实践应用中存在的问题进行简要综述。
脂肽类抗生素fengycin在枯草芽胞杆菌NCD-2菌株抑制番茄灰霉病菌中的功能分析
植物病理学报
ACTAPHYTOPATHOLOGICASINICA㊀43(4):401 ̄410(2013)
收稿日期:2012 ̄09 ̄04ꎻ修回日期:2013 ̄04 ̄10
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30900962)ꎻ国家高技术研究发展计划( 863 计划)(2011AA10A205)ꎻ河北省财政专项
(F12C10036)
通讯作者:郭庆港ꎬ副研究员ꎬ主要从事植物病害生物防治研究ꎻTel:0312 ̄5915677ꎬE ̄mail:gqg77@163.com第一作者:董伟欣ꎬ女ꎬ河北省石家庄人ꎬ主要从事生防细菌的分子遗传学研究ꎮ
脂肽类抗生素fengycin在枯草芽胞杆菌NCD ̄2菌株抑制番茄灰霉病菌中的功能分析
董伟欣ꎬ李宝庆ꎬ李社增ꎬ鹿秀云ꎬ马平ꎬ郭庆港∗
(河北省农林科学院植物保护研究所ꎬ河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心ꎬ
农业部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室ꎬ保定071000)
摘要:枯草芽胞杆菌NCD ̄2菌株及其无细胞发酵液对多种植物病原真菌具有较强的拮抗活性ꎮ为了明确NCD ̄2菌株抑菌作用机理ꎬ本研究利用快速蛋白液相色谱技术(FPLC)结合抑菌活性测定ꎬ对NCD ̄2菌株的脂肽类抑菌物质进行分离㊁纯化ꎬ经质谱鉴定ꎬ该抑菌物质为芬荠素(fengycin)ꎮ从NCD ̄2菌株中克隆出fengycin合成酶基因fenC及其上游启动子序列ꎬ通过同源重组技术对fenC基因进行了内缺失突变ꎬ同NCD ̄2野生型菌株相比ꎬfenC基因缺失突变子丧失了fengycin的合成能力ꎬ同时该突变子显著降低了对番茄灰霉病菌的拮抗活性ꎮ进一步在离体叶片上比较了NCD ̄2野生型菌株和突变子之间脂肽提取物和菌体细胞对番茄灰霉病的保护作用ꎬ结果发现ꎬ突变子不论是脂肽提取物还是菌体细胞显著降低了对番茄灰霉病的防治作用ꎮ
脂肽类抗生素及其作用机制
脂肽类抗生素及其作用机制
陈萍;冯芬;杨恬然;辛明秀
【摘要】脂肽类抗生素是由微生物代谢产生的一类具有很强表面活性的生物活性物质,含有由亲水性氨基酸和疏水性脂肪酸链组成的特殊分子结构,表现出亲水、亲脂两亲性的特性,具有抗菌、抗肿瘤和抗病毒等多种生物学活性,作为抗菌药物和肿瘤抑制剂在医药和临床应用领域具有良好的应用潜力和前景。本文对脂肽类抗生素的结构、生物学功能和作用机制等最新研究进展进行综
述。%Lipopeptideantibioticsarekindsofimportantantibacterialmaterialwiths trongsurfaceactivitytypically synthesized by microorganisms,especially by Bacillus. It contains special molecular structure composed of hydrophilic amino acids and hydrophobic fatty acid chains that shows amphipathic features. Lipopeptide antibiotics possesse anti-bacterial,antifungal,antiviral and antitumor activities,and other multiple bio-activities. As antibiotic medicine and tumor inhibition preparations lipopeptide antibiotics have potential application and outlook in the fields of medicines and clinics. Advances in the structure characteristics,biological function and action mechanism were reviewed in this paper.
脂肽抗生素的研究概况
6 脂肽抗生素的研究概况
脂肽(Lipopeptide)又名脂酰肽(Acylpeptide),是一类重要的抗菌肽,主
要来源于一些由细菌、酵母菌、真菌分泌的代谢产物,其种类繁多、结构复杂,
是一类由脂肪链和肽链组成的具有两亲结构的微生物次级代谢产物(Kosaric,1987)。脂肽一般来源于植物、动物和微生物,但大多数脂肽来源于微生物,而
其中又以来源于细菌的脂肽居多。在细菌中,脂肽一般是革兰氏阳性芽孢杆菌产
生的代谢产物。1968年,Arima等首次从枯草芽孢杆菌株发现脂肽类表面活性剂,
呈晶状,商品名为表面活性素(surfactin)(Arima,1968)。目前发现的抗菌脂肽主要有表面活性素(surfactin)、芬荠素(Fengycin)、伊枯草菌素(iturin)、和杆菌霉素(Bacillomycin),抗霉枯草菌素(mycosubtilin)、制磷脂菌素(plipstatin)等。脂肽分子由亲水的肽键和亲油的脂肪烃链两部分组成,脂肽分子中多个氨基酸组成的肽链形成亲水基,脂肪烃链形成亲油基。由于其特殊的化学组成和两亲
型分子结构,脂肽除了具有抗菌活性之外还具有生物表面活性剂的特性(Stein,2005)。脂肽在环境治理,医药、微生物采油等领域有重要的应用前景(Jitemdra,1997;Banat,2003)。
6.1 脂肽抗生素的种类及结构特性
芽孢杆菌产生的抗菌脂脂肽的分子结构由脂肪酸链和肽链两部分组成,分子中的多个氨基酸组成的肽链形成亲水基,β-羟基或者氨基脂肪酸的烃链形成亲油基,即是具两亲性的生物表面活性剂。其中亲水的氨基酸通过肽键相互连接,再与脂肪烃链上的羧基和β-羟基或者氨基结合形成环状,因此,抗菌脂肽一般是以内脂或者酰胺键结合而成的环脂肽(刘向阳,2005;吕应年,2005;Wang,2004)。芽孢杆菌脂肽抗生素主要包括表面活性素(Surfactin),伊枯草菌素(Iturin),芬荠素(Fengycin)三大类。
益生芽孢杆菌脂肽类抑菌成分的高效液相色谱-电喷雾串联质谱分析
益生芽孢杆菌脂肽类抑菌成分的高效液相色谱-电喷雾串联质
谱分析
李红亚;李术娜;王树香;王全;李文;朱宝成
【摘要】The aim of this paper was to study the antibacterial effect on the intestinal bacterial and active con-stituent of Bacillus subtilis N2-10 strain with a latent probiotic capability, to lay the foundation for the healthy function and mechanism of the in-depth evaluation of the probiotic strains. The antibacterial activity of the in-gredients from culture broth was detected by the method of inhibition zone in this paper, using pathogens and probiotics commonly colonizing in the intestinal as indicators. The crude extract with antibacterial activity was further detected by high-performance liquid chromatography-electrospray ionization tandem mass spectrometry ( HPLC-ESI-MS/MS) . The results of antibacterial assay displayed that the chloroform extract and n-butanol extract the corresponding culture media had not obvious inhibition activity against the tested strains. The crude lipopetide extact exhibited markedly antagonistic activity against Escherichia coli, Shigella flexneri and Salmo-nella enterica et cetera intestinal pathogenic bacteria and showed weak inhibitory effect on the probiotic Bulgar-ian lactobacillus, but had no effect on Streptococcus thermophilus. HPLC-ESI-MS/MS analysis data revealed that the active components in the crude lipopetide extact were C14 to C17 Mycosubtilin homologus. From all re-sults, it can be concluded that Mycosubtilin is produced and is responsible for the antibacterial activity of
枯草芽孢杆菌诱变株产抗菌脂肽的特性
枯草芽孢杆菌诱变株产抗菌脂肽的特性
曾国洪;丛丽娜;毕楠
【摘要】对枯草芽孢杆菌H S-A 38原始菌株进行紫外诱变、紫外化学复合诱变及等离子体诱变,筛选得到高产抗菌脂肽诱变菌株mutHS-246和mutHS-301.对原始菌及诱变菌株发酵上清液进行酸沉淀和甲醇萃取,得到抗菌脂肽.结果发现,诱变株mutHS-246和mutHS-301的抗菌脂肽产量比原始菌株分别提高了26.0%和31.3%.在25~80℃抗菌活性几乎保持不变,并可耐受强酸强碱,具有良好的热稳定性和pH稳定性.经胰蛋白酶和胃蛋白酶作用后,对金黄色葡萄球菌和灿烂弧菌的抑菌活性降低不明显,说明该产物对动物肠胃的蛋白酶不敏感,有利于进一步开发该抗菌脂肽作为饲料添加剂.
【期刊名称】《大连工业大学学报》
【年(卷),期】2019(038)004
【总页数】4页(P235-238)
【关键词】枯草芽孢杆菌;抗菌脂肽;诱变;稳定性
【作者】曾国洪;丛丽娜;毕楠
【作者单位】大连工业大学生物工程学院 ,辽宁大连 116034;大连工业大学生物工程学院 ,辽宁大连 116034;大连工业大学生物工程学院 ,辽宁大连 116034【正文语种】中文
【中图分类】TS254.1;Q939.9
0 引言
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)在自然界中广泛存在,无毒无害不污染环境,能产生多种抗菌素和酶,具有广谱抗菌活性和极强的抗逆能力[1]。抗菌肽也称肽类抗
生素或天然抗生素,是一类小分子短肽[2]。目前已知的枯草芽孢杆菌大多产生环
脂肽类的抗菌物质,包括表面活性素[3]、伊枯草素[4]、芬枯草素[5]和溶杆菌素[6],其中Bacillomycin D对黄曲霉有很强的抑制作用,被称为枯草芽孢杆菌抑制黄曲霉素的最强抗生素[7]。
拮抗细菌产生的活性物质及拮抗机理研究进展
拮抗细菌产生的活性物质及拮抗机理研究进展
于淑池a,徐亚茹b
(a.湖州师范学院 浙江湖州 313000
b.承德职业学院 河北承德 067000)
摘 要:本论文概括了拮抗微生物产生的两大类抗菌物质,对拮抗细菌产生拮抗作用的方式以及作用机理进行了全面概括和总结。
关键词:拮抗细菌;抗菌物质;拮抗蛋白;抗生作用;溶菌作用
中图分类号:R967 文献标识码:A 文章编号:1673-2758(2006)01-0067-03 Abstract:In this essay,t wo kinds of antibacter ial mater ials that pro duce ant ago nistic micr obes a re summed up.T heir antibacter ial w ay and functio ning mechanism ar e analy zed.
Key words:antag onistic micro be;bact erio lysis;antibact eria l mat eria l;ant ibacterial pr otein
拮抗微生物在代谢活动中通过分泌抗菌物质直接对病原物产生抑制是自然界普遍存在的现象,也是众多拮抗
微生物应用的物质基础。作为微生物代谢产物的抗菌素,对于抑制病原菌的侵染和病害的发展有着重要作用[1]。
1 拮抗细菌拮抗作用的物质基础
拮抗微生物产生的抗菌物质主要有两类:一是小分子的抗生素;二是大分子的拮抗蛋白或细胞壁降解酶类。
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6脂肽抗生素的研究概况
脂肽(Lipopeptide)又名脂酰肽(Acylpeptide),是一类重要的抗菌肽,主要来源于一些由细菌、酵母菌、真菌分泌的代谢产物,其种类繁多、结构复杂,是一类由脂肪链和肽链组成的具有两亲结构的微生物次级代谢产物(Kosaric,1987)。脂肽一般来源于植物、动物和微生物,但大多数脂肽来源于微生物,而其中又以来源于细菌的脂肽居多。在细菌中,脂肽一般是革兰氏阳性芽孢杆菌产生的代谢产物。1968年,Arima等首次从枯草芽孢杆菌株发现脂肽类表面活性剂,呈晶状,商品名为表面活性素(surfactin)(Arima,1968)。目前发现的抗菌脂肽主要有表面活性素(surfactin)、芬荠素(Fengycin)、伊枯草菌素(iturin)、和杆菌霉素(Bacillomycin),抗霉枯草菌素(mycosubtilin)、制磷脂菌素(plipstatin)等。脂肽分子由亲水的肽键和亲油的脂肪烃链两部分组成,脂肽分子中多个氨基酸组成的肽链形成亲水基,脂肪烃链形成亲油基。由于其特殊的化学组成和两亲型分子结构,脂肽除了具有抗菌活性之外还具有生物表面活性剂的特性(Stein,2005)。脂肽在环境治理,医药、微生物采油等领域有重要的应用前景(Jitemdra,1997;Banat,2003)。
6.1 脂肽抗生素的种类及结构特性
芽孢杆菌产生的抗菌脂脂肽的分子结构由脂肪酸链和肽链两部分组成,分子中的多个氨基酸组成的肽链形成亲水基,β-羟基或者氨基脂肪酸的烃链形成亲油基,即是具两亲性的生物表面活性剂。其中亲水的氨基酸通过肽键相互连接,再与脂肪烃链上的羧基和β-羟基或者氨基结合形成环状,因此,抗菌脂肽一般是以内脂或者酰胺键结合而成的环脂肽(刘向阳,2005;吕应年,2005;Wang,2004)。芽孢杆菌脂肽抗生素主要包括表面活性素(Surfactin),伊枯草菌素(Iturin),芬荠素(Fengycin)三大类。
6.1.1 表面活性素(Surfactin)
Surfactin类群的脂肪酸的碳链长度在13~16个,具有LLDLLDL的手性七肽通过一内酯键与脂肪酸链碳原子的β-羟基基相连,其在水溶液中分子成“马鞍状”构像,该家族成员包括枯草芽孢杆菌产生的表面活性素(Surfactin),地衣芽孢杆菌产生的地衣芽孢杆菌素(Llichenyishin),短小芽孢杆菌的表面活性剂(Pumilacidin)、埃斯波素(Esperin),其中Liehenyishin、Pumilacidin、Esperin主要应用于工业和环境治理(Meiji et al.,1969.;Yakimo et al.,1995;Naruse et al.,1990)。而Surfactin是一种脂肽类抗菌物质,它是由β-羟基脂肪酸和7个氨基酸残基的小肽组成,肽链的第7位氨基酸上的羧基和
脂肪酸的β-羟基缩合形成环状结构(如图1-1)。Surfactin主要存在两种类型,即7位上的氨基酸是Leu和Val。肽链中典型的氨基酸组成顺序为(L-)Glu-(L-)Leu-(D-)Leu-(L-)Val-(L-)Asp-(D-)Leu-(L-)Leu(Kowall et al.,1998;杨世忠等,2004)。但是由于其2位(Leu/Ile/Val)、4位(Val/Leu/Ile/Ala)、
7位(Leu/Val/Ile)氨基酸的不同及脂肪酸链长短(C
13~C
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)的不同其类似物也
较多(刘向阳等,2005)。1991年Baumgart用二维H-NMR证明Bacillus subtilis ATCC21332和Bacillus subtilis OKB105培养液中提取的Surfactin具有三种结构类似物(Baumgart et al.,1991),分别命名为Surfactin A、Surfactin B、Surfactin C、其中surfaetin A是主要成分,它的环状肽链上第七个氨基酸为Leu,Surfactin B的七位氨基酸为Val,Surfactin C的七位氨基酸为Ile。1992年Oka等采用优化后的高效液相色谱(HPLC),首次对枯草芽孢杆菌产生的六种表面活性素分离成功,并发现了两种具有不同脂肪酸取代物的新表面活性素。1995年俄罗斯科学家研究从发酵液中得到5个Surfactin的结构类似物,通过质谱技术、化学修饰和二维核磁共振技术确定了它们的结构。随后的研究更精确地测定了十余种Surfactin的同系物(Kowall et al.,1998),如表1-1 (Vater et al.,2002)。Surfactin表现出抗病毒、抗肿瘤和支原体以及一定程度的抗细菌活性,它本身并不具备抗真菌活性,但可增强其它脂肽特别是伊枯草菌素的抗真菌活性(Kim et al.,2004)。
图1-1 Surfactin的结构示意图
Fig.1-1 Structure of surfactin
表l-1 surfactin同系物的种类
Table1-1 Sorts of surfactin isoforms
6.1.2 芬荠素(Fengycin)
Fengycins类群包括芬荠素(Fengycin)和制磷脂素(plipastatinAl、A2、B1、B2)脂肪酸链碳链长度一般在14~18个,8个氨基酸成环,线状部分包括2个氨基酸和脂肪酸链(Nongnuch et al.,1986)。肽链中氨基酸组成顺序为(L-) Glu- (D-) Orn- (L-) Tyr- (D-)Thr-(L-)Glu-(D-)Ala (Val)-(L-)pro-(L-)Gln-(D-)Tyr-(L-)Ile,肽链的第10位Ile上的羧基和第3位的Tyr上羟基缩合形成环状结构(Vanittanakom et al.,1986;Ongena,2005;Sehneider,1999),如图1-2。Fengycin能够抑制丝状真菌生长,对酵母和细菌无作用(Vanittanakom et al.,1986)。它和Surfactin一样有许多同系物,往往同时共存于发酵液中。它们被分成Fengycin A和Fengycin B两种类型,当肽链的6位上是Ala时,属于fengyein A;而当肽链的6位上是Val时,属于FengyeinB(Wang J,2004;Steller S,1999;Deleu,2005)。2008年Das