极端微生物——生物活性物质的新源泉
极端微生物的研究及应用
极端微生物的研究及应用在自然界中，存在着一些绝大多数生物都无法生存的极端环境，诸如高温、低温、高酸、高碱、高盐、高毒、高渗、高压、干旱或高辐射强度等环境。
凡依赖于这些极端环境才能正常生长繁殖的微生物，称为嗜极菌或极端微生物。
由于它们在细胞内造、生理、生化、遗传和种系进化上的突出特性，不仅在基础理论研究上有着重要的意义，而且在实际应用上有着巨大的潜力。
1 嗜热微生物1.1 嗜热微生物的定义及分布嗜热微生物也被称为嗜热菌或者高温菌。
嗜热微生物主要分布于温泉、堆肥、煤堆、有机物堆、强烈太阳辐射加热的地面、地热区土壤以及陆地和海底火山口等高温环境。
1.2 嗜热微生物的分类嗜热微生物分为耐热菌、兼性嗜热菌、专性嗜热菌、极端嗜热菌、超嗜热菌，根据嗜热微生物对高温环境的耐受程度不同，学者们作如下的区分（表1）。
1.3 嗜热微生物的应用1.3.1 嗜热酶及超级嗜热酶嗜热酶（55～80 ℃）和超级嗜热酶（80～113 ℃）具有与普通化学催化剂不同的高催化效率、很强的底物专一性、在高温条件下稳定性良好等优点。
这些酶在食品工业、造纸工业、烟草业、石油开采、医药工业、环境保护、液体燃料的开采、能源利用等领域中具有广阔的应用前景。
1.3.2 抗生素嗜热微生物生活在高温环境中，能够产生多种特殊的代谢产物，其中有一部分是抗生素类，为目前抗生素的开发和生产提供了新的思路，有较大的应用前景。
1.3.3 嗜热微生物菌体及其它活性物质嗜热微生物菌体可直接用于工业生产，同时嗜热微生物在高温的条件下还会产生维生素等物质。
2 嗜冷微生物2.1 嗜冷微生物的定义嗜冷微生物是适应低温环境生活的一类极端微生物。
2.2 嗜冷微生物的分类嗜冷微生物分为专性嗜冷菌、兼性嗜冷菌、极端嗜冷菌、耐冷菌，根据嗜冷微生物对低温环境的耐受程度不同，学者们作如下的区分（表2）。
2.3 嗜冷微生物的应用2.3.1 环境保护方面通过嗜冷微生物产生的冷适应酶来实现低温下的污染物生物降解。
极端环境微生物——台喜生
极端环境微生物研究进展极端环境（extreme environment）泛指存在某些特殊物理和化学状态的自然环境，包括高温、低温、强酸、强碱、高盐、高压、高辐射和极端缺氧环境等，适合在极端环境中生活的微生物称为极端微生物（extremophiles）（Margesin and Schinner,2001; Rothschild and Mancinelli,2001; 陈骏等，2006；张敏和东秀珠，2006）。
具有独特的基因类型、特殊生态群落、特殊生理机理和特殊代谢产物。
一、海洋极端环境微生物1．海洋极端环境微生下微生物类型主要为细菌和古生菌，热泉微生物群落主要为异氧发酵菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌等；冷泉微生物群落主要为ANME-2族的厌氧甲烷氧化古生菌、硫酸盐还原细菌和ANME-1族厌氧甲烷氧化古菌，这些极端微生物利用CH4和H2S等气体进行能量固定，有较高的生物丰度和较低的分异度，具有垂向和水平分带性，并能营生一套独特的宏体生物（王家生等，2007）。
2．油气资源的形成和演化与时间、温度和有机质组成密切相关（Seewald,2003），油气的产生、运移、圈闭和后期改造过程也大多是在一些特殊环境中进行的，极端微生物活动可能参与了整个过程。
3．探索海洋极端环境下微生物活动，不仅在理论上可将其作为特定地质微生物标志（geomicrobiological signature），揭示现代和地史时期海洋环境变化和地质环境变迁（党宏月等，2006）、探索生物圈与地圈之间协同演化、阐明生物多样性形成机制和认识生命极限等（汪品先，2003；中国大洋钻探学术委员会，2003），而且在实践中指导海洋深水油气田的开发和地史早期潜在烃源岩的寻找。
4．自第一个海底冷泉1984年首次报道后（Paull et al.,1984），迄今全球已至少发现共24处海底冷泉。
冷泉流体一般含有大量甲烷气体，在海底表面通常表现为泥火山，喷口附近发育独特的营甲烷化能自养生物群落，下伏的沉积物中通常伴有天然气水合物，在更深部位则通常为油气藏。
嗜碱微生物
嗜极微生物之嗜碱微生物摘要：生长和繁殖是生物在任何环境中成功竞争的决定性因素。
人们已经发现许多极端环境，如地热环境、极地、酸性和碱性的泉，以及海洋深处的高压冷环境，都栖息着能够适应这些环境的特殊微生物。
本文中主要阐述的是嗜碱微生物，其中主要包括嗜碱微生物的生态分布、生理学、生物能力学、遗传学以及生物技术方面的应用。
关键词：嗜碱微生物碱性生长环境所谓极端环境是指只有一些有限的有机体能够生长的环境。
在这些严酷的环境中，有些有机体不仅可以存活，而且生长繁殖着。
在极端环境中栖息的微生物，被成为嗜极微生物，这个词是由MacElroy于1974年提出来的，现在已被广泛采用，作为一个有用的专用名称，来称谓各种极端环境中的微生物。
嗜极微生物主要包括：嗜盐微生物、嗜碱微生物、嗜酸微生物、嗜热微生物、嗜冷微生物和嗜热微生物等等。
嗜碱微生物是指那些最适生长在pH8.0以上，通常在pH9—10之间生长的微生物。
而能在高pH值条件下生长，但最适值并不在碱性pH值范围的微生物则称为嗜碱微生物。
在嗜碱微生物中，有些细菌在pH值中性或以下不能生长，称为专性嗜碱菌，而有些细菌在pH值中性或以下可以生长，称为兼性嗜碱菌。
嗜碱菌的价值已被广泛认识，首先是开发利用新的微生物资源；其次是微生物生理、遗传和分类乃至生命科学级相关学科许多领域的基础研究，如功能基因组学；再次是微生物进化，生命起源的研究提供新的材料。
一、嗜碱微生物的生态分布地球上碱性最强的自然环境是碳酸盐湖及碳酸盐荒漠，极端碱性的湖如肯尼亚的玛格达湖和埃及的wady natrun湖，都是地球上最稳定的碱性环境，那里的pH高达10.5—11.0。
我国的碱性环境则有青海湖等。
碳酸盐是这些环境碱性物质的主要来源。
还有人为产生的碱性环境如石灰水、碱性污水等。
嗜碱微生物有两个主要的生理类群：嗜盐嗜碱微生物和非嗜盐嗜碱微生物。
前者的生长需要碱性和高浓度盐。
柳耀建等（2000）从内蒙古监护中分离出一株嗜碱菌，七生长pH范围为8—13,为好氧型，杆状，能运动的革兰氏阴性菌，可产生碱性淀粉酶。
制药工艺学题库
简答题及论述题微生物发酵制药章节1微生物发酵过程分几个时期？各有什么特征？答：微生物发酵分三个时期，分别是菌体生长期，产物合成期和菌体自溶期。
菌体生长期的特点是在这一段时间内，菌体的数量快速增加维持到一定的数量保持不变。
产物合成期的特点是产物量逐渐增加，生产速率加快，直最大高峰合成能力维持在一定水平。
菌体自溶期的特点是菌体开始衰老，细胞开始自溶产物合成能力衰退，生产速率减慢。
2生产菌种选育方法有哪些？各有何优缺点？如何选择应用？生产菌种的选育方法主要有以下几种一，自然分离发现新菌种二，自然选育稳定生产菌种三，诱变育种改良菌种四，杂交育种创新菌种五基因工程技术改造菌种，六合成生物学定制菌种。
自然分离发现新菌种优点是价格便宜，易于处理，缺点是操作繁琐不易获得新菌种。
自然选育稳定生产菌种的特点是简单易行，可达到纯化菌种，防止退化生产水平和提高产量，但效率及增产幅度低。
诱变育种改良菌种的特点是速度快，收效大，方法相对简单，但缺乏定向性，要配合大规模的筛选工作。
杂交育种创新群种是具有定向性，但其技术难度高。
基因工程技术改造菌种生产能力大，产品质量高工艺控制方便，合成生物学定制育种特点是菌种生产能力高，药物的研发和高效生产量高。
3菌种保藏的原理是什么？有哪些主要方法？各有何优缺点?菌种的保存原理是其代谢处于不活跃状态，生长繁殖受抑制的休眠状态，保持原有特性，延长生命时限。
其主要保存方法有以下几种一，斜面低温保存二，液体石蜡密封保存三，砂土管保存，四冷冻干燥保存，五液氮保存。
其优缺点分别是斜面低温保存。
优点是操作简单，使用方便，缺点是保存时间短，不能经常移植。
液体石蜡密封保存优点是保存时间长。
砂土管保存优点是保存时间长。
缺点是本方法只适宜于形成孢子和芽孢的菌种，不适用只有菌丝的真菌和无芽孢的细菌保存。
冷冻干燥保存的优点是保持细胞完整性，保存时间长，但对动物细胞的保存效果不好。
液氮保存的特点是目前最可靠的一种长期保存方法，可用于细菌，酵母和体外培养动物细胞，也是长期保存主种子批的主要方法。
极端环境微生物的研究进展
极端环境微生物的研究进展文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208][摘要]极端微生物通常分为六个类群：嗜热微生物、嗜冷微生物、嗜酸微生物、嗜碱微生物、嗜盐微生物、嗜压微生物。
极端环境中的微生物为了适应生存，逐步形成了独特的结构和生理机能，以适应环境。
因此，研究适应机理并利用其特殊生理机能具有重要的理论和实际意义，极端微生物能产生多种极端酶和其他生物活性物质，极端微生物资源的开发利用有着广阔的前景。
极端环境(extreme environment)泛指存在某些特殊物理和化学状态的自然环境，包括高温、低温、强酸、强碱、高盐、高压、高辐射和极端缺氧环境等，适合在极端环境中生活的微生物称为极端微生物(extremophiles)( Margesin and Schinner，2001【1】；Rothschild and Mancinelli，2001【2】；陈骏等，2006【3】；张敏和东秀珠，2006【4】)．海洋极端环境一般是指与正常海洋环境绝然不同的物理化学环境，主要包括海底热泉、海底冷泉和泥火山环境，其次还包括高盐度(卤水)、强酸化、缺氧和滞流等海洋环境。
海洋极端微生物通常为化能自养生物(chemoautotroph)，在分类体系上属于细菌和古细菌类，生活在无光、无氧或少氧环境，能利用一些海底热催化反应过程中产生的还原性小分子(H2、H2S和CH4 等)合成能量进行有机碳固定和新陈代谢，具有独特的基因类型、特殊生态群落、特殊生理机理和特殊代谢产物，有些属于内共生生物(endosymbiont)。
一、极端微生物的种类及其生理特点1．1 极端嗜热菌（Thermophiles）一般最适生长温度在90℃以上的微生物，被称做极端嗜热菌【5,6】。
已发现的极端嗜热菌有20多个属，大多是古细菌，生活在深海火山喷口附近或其周围区域【7】。
如斯坦福大学科学家发现的古细菌，最适生长温度为100℃，8O℃以下即失活；德国的斯梯特(K Stette)研究组在意大利海底发现的一族古细菌，能生活在110℃以上高温中，最适生长温度为98℃，降至84℃即停止生长；美国的巴罗斯(J．Baroos)发现一些从火山喷口中分离出的细菌可以生活在250℃的环境中，嗜热菌的营养范围很广。
极端微生物——生物活性物质的新源泉
极端微生物——生物活性物质的新源泉李江;李光友【摘要】It is now recognised that extreme environments, once thought to be too hostile to permit survival of living organisms, are the natural habitat of certain microorganisms known as extremo-philes. The discovery and characterisation of a wide array of microorganisms that thrive under extreme values of temperature, acidity, alkalinity, salt concentration and pressure led not only to major improvements in the understanding of the environmental conditions limiting life, but also in the descriptions of early stages of cellular e-volutiont Meanwhile the search results of adaptation mechanism and metabolites of extremophiles have markedly facilitated and improved our theory and technology in the biogeochemistry and bio-technological applications.%曾经被认为是“不毛之地”的极端环境,实际上却孕育着大量鲜活的微生物,它们被称为“极端微生物”.极端微生物的发现,对于研究生命起源、系统进化等方面具有重要的启示作用；对于极端微生物的生存机制研究和代谢产物的应用研究,已经使某些新的生物技术手段成为可能,改变了整个生物技术领域的面貌.【期刊名称】《自然杂志》【年(卷),期】2011(033)005【总页数】6页(P275-280)【关键词】极端环境;极端微生物;适应机制;活性物质;生物技术【作者】李江;李光友【作者单位】国家海洋局海洋生物活性物质重点实验室,山东青岛266061;国家海洋局海洋生物活性物质重点实验室,山东青岛266061【正文语种】中文曾经被认为是“不毛之地”的极端环境，实际上却孕育着大量鲜活的微生物，它们被称为“极端微生物”。
极端微生物在工业方面的运用
有关极端微生物在工业方面的运用的综述[摘要]：有些微生物却能在特殊的环境中生存, 例如高温、低温、高盐、高碱、高酸、高压、高辐射等环境, 这类微生物称为极端微生物(extremophiles), 这些微生物不仅代表着生命对于环境的极限适应能力, 而且是生物遗传和功能多样性最为丰富的宝藏.[关键词] 极端微生物;极端酶;工业运用前言作为地球的边缘生命现象, 极端微生物颇为耐人寻味.极端环境中的微生物为了适应生存, 逐步形成了独特的结构、生理机能和遗传因子, 以适应环境.尤其是极端微生物产生的极端酶在极端的条件下具有高的活性和稳定性, 而传统酶工业中的酶在高温、强碱、强酸等极端环境下易出现失活状态, 这使酶工程的应用范围有一定的局限性, 极端酶正好弥补了这方面的缺陷.这使得极端微生物酶的研究将会成为酶学研究和微生物资源开发利用的新方向.本文对极端微生物的主要类群及工业应用和研究方法进行了简要概述和分析.正文1.极端微生物的主要类群1.1嗜热微生物最适生长温度高于45℃～ 50℃的微生物称为嗜热微生物, 最适生长温度在 80℃以上的微生物称为超嗜热微生物.这样的高温只能在某些特定的自然环境发现, 例如温泉、堆肥、火山地区以及海底火山、强烈太阳辐射加热的地面以及热水器等等.1965年, 美国科学家Thomas D.Brock在美国黄石国家公园的热泉中, 首次分离到一株极端嗜热细菌———水生栖热菌(Thermusaquaticus), 它们可以在高于80℃的热泉水中生长.20 多年后, 该菌的Taq-DNA 聚合酶成为世界上最抢手的生化工具酶.1.2嗜冷微生物专性嗜冷微生物适应在0℃或更低温度下能生长, 其最适生长温度低于15℃, 最高生长温度小于20℃.它们主要分布在地球的南北极地区、冰窖、终年积雪的高山、深海和冻土地区.在这些低温的环境中已经发现了多种类型的微生物, 例如细菌、古菌、真菌和微型藻类.兼性嗜冷菌生长的温度范围较宽, 最高温度达到 30℃时还能生活.嗜冷微生物是导致低温保藏食品腐败的根源.1.3嗜酸微生物主要分布在一些特定的环境中, 在这些环境中存在某种由硫或其化和物形成的酸性条件, 如酸性矿水、酸性热泉等地区, 嗜酸菌能在pH 为 2以下的环境中生长, 如自养型氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans)和氧化亚铁硫杆菌(T.ferrooxidans)氧化硫为硫酸, 从中获取能量,同时使环境pH 值下降到 1～ 1.5, 这两种细菌都是极端嗜酸菌.此外, 在酸性环境中, 还生活着许多嗜酸的真核微生物, 如椭圆酵母、红酵母等.1.4嗜碱微生物嗜碱微生物通常生活在碱性环境中, 例如碱湖、盐碱湖、盐碱地、碱性泉甚至海洋等.专性嗜碱细菌的最适生长pH>10, pH<8.5～9.0 时不能生长;兼性嗜碱细菌的最适生长 pH≥10,但在中性pH 条件下亦能生长.嗜碱菌体内也是中性的, 胞内酶既不嗜碱也不耐碱, 但它们的体外酶具耐碱和嗜碱性.已分离到的嗜碱细菌中, 大多数为好氧菌, 分类上多属于芽孢杆菌属(Bacillus), 在普通土壤中很容易发现它们.它们具有把自身周围环境变成碱性的能力.由于大部分碱湖伴有高盐浓度, 所以许多嗜碱菌同时也是嗜盐菌.1.5嗜盐微生物高盐环境通常是指含有高于海水盐浓度的特殊环境.嗜盐菌通常分布在晒盐场、盐湖、腌制品中以及世界上著名的死海中, 能够在盐浓度为 15%～ 20%的环境中生长, 有的甚至能在32%的盐水中生长.极端嗜盐菌有盐杆菌(Halobacterium)和盐球菌(Halococcus), 属于古菌.2.极端微生物酶的开发与利用2.1嗜热及耐热菌来源的高温酶的开发耐热酶的获得可能直接与产业应用相连接，嗜热及耐热菌中存在着各种各样的耐热蛋白质，是耐热酶开发的最佳途径。
极端环境微生物的适应机制及利用
极端环境微生物的适应机制及利用摘要：极端环境微生物是指生活于极端环境中的微生物，它们定义了生命的边界。
对极端环境微生物适应机制的研究以及新的极端酶的发现，使得解决工业生产的苛刻条件与蛋白酶易变性的矛盾成为可能。
本文分别对嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜盐菌、嗜压菌6 种极端微生物的适应机制和应用进行了总结。
关键词：极端微生物，适应机制，应用随着人类对生存家园地球乃至整个宇宙的探索开发，人们对原本被视为生命禁区内的生命（极端环境微生物）产生了极大的好奇心。
极端环境微生物( extremophiles)是指在一般生物无法生存的高温、低温、高酸、高碱、高盐、高压、高辐射、太空等异常环境中生存的微生物群体的统称[1]，例如嗜热菌( Thermophiles )、嗜冷菌( Psychrophiles ) 、嗜碱菌( Alkali- philes)、嗜酸菌( Acidophiles) 、嗜盐菌( Halophiles)、嗜压菌( Piezophiles) 等。
由极端环境微生物适应极端环境所形成的特殊生理特性以及代谢产物，在基础研究、环境保护、食品化工及医学等多个领域中都有巨大应用潜力。
本文分别对嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜盐菌、嗜压菌6 种极端微生物的适应机制和应用进行了简要概述。
1.嗜热微生物一般把最适生长温度高于45℃的微生物称为嗜热微生物。
另外，还可根据它们的最适生长温度将其划分为嗜热微生物（45℃-60℃）、极端嗜热微生物（60℃-80℃）和超嗜热微生物（>80℃）。
目前发现的嗜热菌大都来自热泉、海底热液口、堆肥、火山等极端环境中，它们中大多数属于古细菌。
目前发现的生命最高生存温度为121-122℃[2]。
1.1适应机理嗜热微生物是如何适应高温而得以存活的呢？其适应机理主要包括以下几个方面：①蛋白质的热稳定性性提高。
超嗜热微生物的蛋白质的氨基酸组成与常温微生物并没有不同之处，超嗜热微生物蛋白质倾向于抵抗蛋白质的去折叠（unfolding) : 嗜热蛋白质具有拥有高度疏水的核心结构的趋势；蛋白质表面具有较多的电荷分布；蛋白质表面具有更多的离子键相互作用。
极端微生物不可估量的资源
引言：随着科技的不断进步和研究的不断深入，我们对微生物世界的认识愈发全面。
在这个庞大而神秘的微观领域里，存在着大量的极端微生物，它们生活在极端环境中，拥有独特的生物特性和生存机制。
此前的《极端微生物不可估量的资源（一）》中，我们详细介绍了一些极端微生物的研究发现和应用前景。
在本文中，我们将继续深入探讨极端微生物的资源价值，探寻其更多可能性。
概述：正文：1.极端微生物在生物工程领域的应用1.1极端微生物的酶类资源1.2极端微生物的代谢途径1.3极端微生物的基因编辑技术1.4极端微生物的生物催化剂2.极端微生物在环境修复中的潜力2.1极端微生物的抗污染能力2.2极端微生物的土壤修复2.3极端微生物在水体净化中的应用2.4极端微生物在废弃物处理中的潜力3.极端微生物在药物开发中的作用3.1极端微生物的生物活性物质3.2极端微生物的抗菌特性3.3极端微生物的抗氧化能力3.4极端微生物在抗肿瘤药物领域的应用4.极端微生物在能源领域的发展4.1极端微生物的生物燃料产生4.2极端微生物的生物电池应用4.3极端微生物在生物气体生产中的潜力4.4极端微生物在太阳能利用中的应用5.极端微生物在食品工业的应用5.1极端微生物的酶类在食品加工中的应用5.2极端微生物的保鲜与保存5.3极端微生物在食品微生物学中的研究5.4极端微生物在食品添加剂的开发中的应用总结：极端微生物作为一种特殊的微生物群体，其资源价值不可估量。
从生物工程领域的应用、环境修复、药物开发、能源领域的发展到食品工业的应用，极端微生物都展现出丰富的潜力和广阔的前景。
通过大量的研究和应用探索，可以更好地利用乃至开发极端微生物的独特特性，为我们的生活和科学研究带来更多的可能性和机遇。
随着对极端微生物的深入研究，我们相信在不久的将来，它们将为人类带来更多的惊喜和突破。
极端微生物与生物制造
科辱|SCIENCE 极端微生物巨生物制造•c-1◎翁彩红韩业君极端微生物是生长在极端环境中的微生物类群.经过长期的适应与进化，形成了特殊的生物多样性、遗传背景和代谢途径，能产生各类具有特殊功能的酶和活性物质，已经在生物燃料、医药、精细化工、食品、环境保护等领域中得到广泛应用本文从极端微生物与生物合成和极端微生物的多样性与应用等方面.阐述极端微生物的研究价值和应用潜力以及与生物制造的关系.井对极端微生物资源的开发利用进行了展望「极端微生物是独特的生物合成资源47端微生物是一类能够在极端环境，如高不局r温、寒冷、强酸、强碱、高压、高盐、高辐射等，正常生存繁殖的微生物群体，于1974年由马克艾罗伊(R. D.MacElroy)等人⑴最早提出。
在过去几十年里，极端微生物主要被发现存活于环境极其苛刻、通常无法维持生命的地区，如温泉、火山口、深海、南极和地热区等。
极端微生物在分类学上分布广泛，是功能多样化的群体，包括嗜热、嗜冷、嗜酸、嗜碱、嗜盐、嗜压、嗜金属、抗辐射和耐干旱等微生物，每类微生物都逐步形成了自己独特的结构和生理机能，以适应外界极端生存环境。
极端微生物作为一类顽强的生物体，能产生具有优良的热稳定性的化合物，如极端酶和生物大分子，在生物技术方面具有潜在的应用价值，如耐热DNA 聚合酶应用于聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR),高温糖昔水解酶应用于生物燃料生产，活性物质类胡萝卜素应用于食品和化妆品，以及抗翁彩红，博士研究生：中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室，北京100190；中国科学院大学，北京100049。
韩业君，研究员：中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室，北京100190o yjhan@Weng Caihong,Doctoral Candidate:State Key Laboratory of Biochemical Engineering,Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences,Beijing100190;University of Chinese academy of sciences,Beijing100049.Han Yejun,Professor:State Key Laboratory of Biochemical Engineering,Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences,Beijing100190.生素、抗真菌药物的生产等0。
生物活性物质的发现和开发
生物活性物质的发现和开发在科学研究和医药领域中，生物活性物质被广泛应用于新药品的开发和治疗疾病。
生物活性物质指的是能产生生物学效应的化学物质，例如蛋白质、多肽、糖、生物碱等。
这些物质常常存在于自然界中的植物、微生物和动物组织中，是新药品的重要来源。
本文将探讨生物活性物质的发现和开发的重要性及其实践应用。
一、生物活性物质的发现自然界中的生物活性物质是医药领域的重要研究对象。
在新药品的开发过程中，从自然界中发现并提取出具有生物活性的物质，是一种主要的策略。
例如，青霉素可以从霉菌中提取得到，而多西环素则可以从土壤中的放线菌中得到。
不同类型的生物活性物质，其发现与提取的方法也不同。
1. 植物中的生物活性物质植物是自然界中最常见、最广泛的生物之一，以植物作为新药开发的来源也是常见的方法。
例如，目前就有超过25%的处方药品源于植物。
在植物中，生物活性物质通常分布在各个部位中，包括根、茎、叶和果实等。
根据需要获取的物质种类不同，提取方法也有所不同。
例如，可以通过水、酒精、醋酸酯、醚等方法，对植物进行提取。
一些生物活性物质例如丹参素可以从丹参中提取得到，紫锥菊素也可以从紫锥花中提取得到。
2. 微生物中的生物活性物质微生物是一类单细胞生物，在自然界中分布广泛。
由于其生长周期短，菌落容易观察，且易于处理，因此常常用于生物活性物质的发现和开发。
例如，链霉菌可用于生产链霉素，而葡萄球菌可用于生产青霉素。
微生物中的生物活性物质通常是通过发酵过程获得的。
在微生物菌株中培养过程中，产生的代谢产物可以作为新药开发的候选物质。
国际上一些典型的新药，如庆大霉素和克林霉素，其基础就是来自于微生物的代谢物。
3. 动物成分中的生物活性物质动物组织本身就是生物活性物质的重要来源。
例如，蛇毒中有很多具有生物学效应的成分，医学研究中广泛应用。
在动物组织中，生物活性物质主要通过分离提纯的手段进行提取。
例如，可以通过硫酸还原酶、酸性水解酶等手段，对动物组织中的生物活性物质进行提取。
常用培养基
2.
菌落长出后将平板上的单菌落挑出，划线分离，置于28°C培养箱中培养。待长出菌落后，挑取单菌落接种于斜面上，置于28°C培养箱中培养。待生长好放入4°C冰箱保藏。
2.
对17个样品进行微生物分离，纯化，总共分到90株酸性环境微生物，包括真菌75株，放线菌15株。其中，从锰矿中分得29株菌，从锰矿土壤和紫陶土中分得61株菌（见图1，表1）。可见在矿区酸性环境下，比较高等的真菌生长更好。在锰矿土壤和紫陶土中可分到大量菌株，而在锰矿中分到的菌种有限。提示土壤中营养成分可能更加丰富，利于微生物生长。17个样品中，建水锰矿土壤、黄土、白土（砂）、五色混和泥、红色样1#、红色样2#,建水锰矿 放电锰（MnO2）3#中分离得到的菌株较多。
2.2
取固相萃取后浸膏，以氯仿：甲醇 1：1溶解，高效薄层板点板排重。分别
以两个系统：9:1 CHCl3-MeOH以及6:2:1 AcOEt-MeOH-H2O展开，紫外荧光灯254nm下观察，5%磷钼酸及5%香草醛-浓硫酸显色。
2.2.
取对数生长期的小鼠白血病P388细胞，用新鲜的DMEM培养基配制成密度为每毫升2×104个细胞的细胞悬液，按每孔200微升接种于96孔板中。预培养24 h后，每孔加入2微升样品，置于37℃、5%CO2培养箱中培养24h。取药物作用下培养后的细胞，首先在光学显微镜下观察药物处理引起的形态学变化，判断有无细胞周期抑制，细胞凋亡或细胞坏死的形态学特征。每孔细胞中加入80%三氯醋酸50微升，置于4oC固定1.5小时，用水冲洗5次并空气干燥。每孔加入0.4% SRB的醋酸溶液150微升并在室温静置30分钟。用1%醋酸水清洗4次，除去未结合的游离SRB染料。每孔加入150微升Tris非缓冲液(10 mmol/L, pH 10.5)溶解蛋白结合染料并利用MD公司产SPECTRA MAX Plus型酶标仪测定每孔在515nm处的光密度（OD）值。在同一块96孔板中每个样品均设置三孔，另设三孔空白对照（如果药物有颜色要做相应药物浓度无细胞调零）。取三孔平均OD值按IR%=(OD空白对照-OD样品)/ OD空白对照X100%式计算该浓度下的细胞增殖抑制率(IR%)。
微生物存在于极端环境下生存原因
微生物存在于极端环境下生存原因微生物是地球上最早的生物形态之一，它们具有惊人的适应能力，可以在各种各样的极端环境中生存下来。
极端环境主要包括极寒、高温、高压、高辐射、极酸、极碱等极端条件。
微生物之所以能够在这些极端环境中存活下来，主要是由于其独特的适应机制和生存策略。
首先，微生物在极端环境下生存的一个主要原因是它们具备了耐受性很强的细胞壁和细胞膜。
微生物的细胞壁和细胞膜具有较高的稳定性和耐受性，可以抵御极端温度、压力和强酸强碱等条件的影响。
例如，硫酸盐还原菌可以在酸性环境中存活，其外层有耐酸性的纤毛结构，保护内部细胞免受酸性环境的侵害。
其次，微生物在极端环境下生存的另一个重要原因是它们具备了耐受性很强的酶系统。
酶是微生物生存所必需的生物催化剂，可以促进各种生化反应的进行。
微生物可以通过适应性进化，产生适应于极端环境的酶。
例如，高温环境中的热嗜好菌可以分泌热稳定的蛋白酶，使其在高温环境中仍能保持活性。
此外，酶系统还可以帮助微生物抵抗各种有害物质的侵害，增强其生存能力。
第三，微生物在极端环境下存活的重要原因是它们具备了较强的自我修复和自我保护能力。
微生物的基因组相对较小，但它们具有较高的突变率和基因重组能力，可以在极端环境中快速进化，产生适应性变异。
此外，微生物还可以通过形成生物膜或胞外多糖等结构来保护自身免受外界环境的伤害。
此外，微生物还可以通过共生或互惠共生的方式在极端环境中生存下来。
共生是指两个或多个不同种类的生物在一起生活，并对彼此产生积极的影响。
例如，地下深层生物群落中的甲烷厌氧微生物与甲烷氧化菌通过共生机制相互促进，使它们能够在缺氧和高温的环境中存活下来。
此外，微生物还可以通过进化转化来适应极端环境。
进化转化是指微生物通过水平基因转移和垂直基因转移等机制，获取其他微生物已经适应极端环境的基因，并将其整合到自己的基因组中，从而增强自身的适应能力。
综上所述，微生物在极端环境下生存的原因主要包括其耐受性很强的细胞壁和细胞膜、耐受性很强的酶系统、自我修复和自我保护能力、共生机制以及进化转化等。
生物活性物质的研究
生物活性物质的研究生物活性物质是指具有一定生物活性和药理作用的物质，在医药领域有着广泛的应用。
这些物质可以来源于天然植物、动物或微生物等，也可以通过化学合成等手段得到。
生物活性物质的研究对于发现新药、提高药物疗效以及深入理解生命活动等方面都具有重要意义。
一、天然植物中的生物活性物质研究天然植物是寻找生物活性物质的重要来源之一。
许多植物都含有丰富的次生代谢产物，这些产物具有广泛的生物活性，如抗菌、抗炎以及抗肿瘤等。
研究人员通过分离、纯化和鉴定这些活性物质，可以揭示植物的抗病机制，并为药物开发提供借鉴。
二、动物体内的生物活性物质研究动物体内也存在着许多具有生物活性的物质。
例如，蛇毒中的蛇毒蛋白可以用于制备抗血栓的药物；蜘蛛的毒液中含有一种能够抑制癌细胞生长的物质。
通过研究这些动物源性的生物活性物质，可以发现新的治疗手段，并为药物研发提供新的思路。
三、微生物合成的生物活性物质微生物是生物活性物质研究的又一重要来源。
例如，青霉菌属微生物合成的青霉素是一种世界上应用最广泛的抗生素之一。
通过对微生物的筛选和遗传改造等手段，可以进一步优化微生物合成生物活性物质的能力，提高其产量和稳定性。
四、化学合成的生物活性物质除了天然植物、动物和微生物，许多生物活性物质也可以通过化学合成的方法得到。
化学合成可以大幅度扩展潜在药物的结构空间，从而寻找到更多具有特定生物活性的化合物。
这种方法不仅能够合成天然存在的化合物，还可以设计和开发全新的化学实体，为药物研发提供更多的选择。
总结：生物活性物质的研究对于医药领域的发展具有重要意义。
无论是从天然植物、动物，还是通过微生物合成或化学合成，寻找、研究和开发生物活性物质都可以为药物研发和治疗提供新的思路和可能性。
未来，我们可以进一步深入研究这些活性物质的机制，不断挖掘它们在医药领域的潜力。
通过合理设计实验和不断创新，相信生物活性物质的研究将为我们带来更多的医学突破。
极端微生物：将生物学带入新领域
极端微生物：将生物学带入新领域海底热液喷口、盐湖、酸碱泉、深海……在这些本不应该存在生命的环境中，科学家们找到了微生物，并将它们统称为“极端微生物”。
美国科学家认为，对极端微生物的研究或许是寻找外星人的关键——宇宙中的生命形式可能是多样化的，或许就可能在耐酸、较高温度环境中生存。
美国航空航天局艾姆斯研究中心的科学家正在试图通过基因工程可“创造”出适应极端环境的微生物。
我国科学家也在研究极端微生物，他们认为，极端微生物的生命策略和适应环境的多样性或许早已解决了科学家今天仍在寻找答案的那些问题。
地球生命形式的独特风景线极端微生物是指能够在如高温、低温、高酸、高碱、高盐、高毒、高渗、高压、干旱或高辐射强度等极端环境中正常生长繁殖的微生物，而这些极端环境对普通生物(包括人类)而言是不可耐受的，一度被认为是生命禁区。
但其实，从生命现象发生以来，极端微生物在地球生物圈中业已存在，只是由于生产和科学技术的局限，直到19世纪末人们才逐渐在生活和生产实践中认识到这一大类特殊生命群体。
从接近沸点的温泉和海底火山口、寒冷的南北极区、盐湖和酸碱泉到高寒及高压的深海环境等，无处不活跃着极端微生物的身影。
极端微生物根据生存环境不同可分为嗜热、嗜冷、嗜酸、嗜碱、嗜盐、嗜压以及抗辐射、耐干燥、抗高浓度金属离子和极端厌氧的微生物等类群，它们构成了地球生命形式的独特风景线，它们在细胞构造、生命活动和种系进化上的突出特性，以及存在的原理与意义，为更好地认知生命现象、发展生物技术提供了宝贵的知识源泉。
像其他微生物一样，极端微生物也具有丰富的多样性。
目前科学界已发现的、支持极端微生物生长的最高温度极限为121℃，最高pH 达11，最低pH值接近0，最高盐浓度达到饱和的5.2摩尔，耐辐射剂量20kGy(是人致死剂量的2000倍)以上，压强达130MPa(相当于13000米水深)以上等。
探索生命极限的线索极端微生物不仅代表了生命适应环境的多样性及其可能的范围，对探究生命的起源、生命的进化或地外生命都具有非凡意义。
发掘微生物代谢的生物活性物质
发掘微生物代谢的生物活性物质微生物代谢产生的生物活性物质是一种能够对人类健康和生命产生积极作用的化学物质，它们能够被广泛应用于医学、农业、环保等领域。
随着对微生物代谢的深入研究，越来越多的生物活性物质被发现并应用，这些物质的发掘对于推动生物科技的发展和创新有着重要的意义。
一、微生物代谢的生物活性物质微生物代谢的生物活性物质包括抗生素、生物色素、植物生长调节剂、酶类等。
其中，抗生素是应用最广泛的类别之一，因其对人类健康产生重要的医疗作用而备受关注。
抗生素能够抑制细菌的生长和繁殖，因此被广泛用于治疗感染疾病。
在近代医学中，抗生素的发现和应用被誉为人类医学史上的一个里程碑，它解决了以往无法治愈的疾病，挽救了大量生命。
随着对微生物代谢的研究不断深入，越来越多的生物活性物质被获取和应用，如红曲素、嗜酸乳杆菌菌体蛋白等。
它们在医药和食品等领域中的应用具有广泛前景。
二、微生物代谢的生物活性物质的发掘微生物代谢的生物活性物质的发掘是一个系统而复杂的过程。
它的初步工作是对微生物进行筛选，找到代表的微生物株并保持其纯度。
随后，需要对微生物进行培养和分离，分离出其代谢产物，并对代谢产物进行初步的结构分析。
生物活性物质的发掘需要大量试验和实验数据的积累，并进行系统的分析和比对。
在原始代谢产物的基础上，需要进行化学反应来合成和优化其结构和功能。
这个过程需要精细的实验技术和分析手段来保证结果的准确性和可靠性。
三、微生物代谢的生物活性物质的应用微生物代谢的生物活性物质在医学、农业、环保、食品等领域中应用广泛。
在医学方面，抗生素、生物色素等物质的应用已经成为临床壮大方向，它们的作用在抗菌、抗病毒、抗癌等方面有着广泛的应用。
在农业方面，植物生长调节剂能通过调整植物内部代谢途径，使其生长更加健康和强壮，增强其产量和质量。
在环保和食品方面，微生物分解和环境修复作用已经成为一种新型环保技术，而微生物代谢产生的工业用酶类也有广泛的应用。
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极端微生物——生物活性物质的新源泉
作者：李江， 李光友， LI Jiang， LI Guang-you
作者单位：国家海洋局海洋生物活性物质重点实验室,山东青岛,266061
刊名：
自然杂志
英文刊名：Chinese Journal of Nature
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本文链接：/Periodical_zrzz201105006.aspx。