海洋抗菌活性物质

福建海洋研究所的方金瑞教授等首次报道由海洋耐盐、嗜碱放线菌 产生的抗菌物质，包括两个部分，其中一部分经鉴定后，是种新型的 氨基糖苷类抗生素，称为丁酰苷菌素。过去报道是由环状芽孢杆菌产 生，由海洋微生物产生还是首次的报道。对许多细菌具有强抑制作用， 主要这对氨基糖苷类抗生素的化学改造开辟了新的途径，成为我国首 次发现的海洋新抗菌药。 林亲雄等对海洋放线菌M326次生生物代谢产物进行了初步研究,发 现次生生物代谢产物对G+菌有较强的抑菌活性,对G−菌、耐药菌均有不 同程度的抑菌活性,且抗菌物质的极性较强。
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。
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。

1889年De Giaxa首次报道了海水中存在有潜在的抑制炭疽、霍乱病 原菌的细菌。过了近60年后，Rosenfeld 和 Zobell描述了一些海洋细 菌可产生抗生素. 后来Krassil ni kova和Buck的工作进一步确证了海 洋细菌的抗菌作用，其中Buck的研究表海洋细菌对酵母有抑制作用. Burkholder 等从海洋含溴假单胞菌(Pseudomonas bromoutilis)中 分离到抗生素硝吡咯菌素pyrolnitrin(1), 掀开了海洋微生物活性物质 研究的序幕, 随后有多种海洋微生物所产生的抗生素被发现。 Isnansetyo和Kamei从海洋细菌Pseudoalteromonasphenolica sp. nov. 中得到1个新的抗生素 MC21-A(2), 该化合物对耐青霉素的葡萄球 菌有杀菌作用, 其作用效果与万古霉素相当, 但是作用机制与万古霉素 不同,MC21-A主要是通过透化细菌细胞膜来发挥作用的。 Choi等从韩国济州岛潮间带的海泥中分离到一株海洋细菌Hahella chejuensis, 运用多种色谱分析的方法从乙酸乙酯提取物中得到2个新 的17环的大环五烯化合物chejuenolides A 和 B(3, 4)。研究表明, 这 2种大环五烯化合物具有抗枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠 菌的抗菌活性, 同时他们对蛋白质酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)表现出较弱 的抑制作用, 在浓度为150 μg· mL−1时的抑制活性在65%-75%。PTP1B 的 抑制剂被认为是治疗Ⅱ型糖尿病及其相关的代谢综合症的一种很有潜力 的化合物。
二、海洋细菌

海洋中常见的细菌主要属于以下几个系统类群：变形细 菌类群、革兰氏阳性细菌类群(包括高G+C和低G+C)、噬纤 维菌属黄杆菌类群、浮霉状菌/衣原体类群、疣微菌类群及 一些人工尚未培养成功的系统类群等。其他一些细菌类群 也存在于海洋生态环境中，但研究报道较少。 许多海洋细菌可产生抗生素，包括链霉菌属、交替单胞 菌属、假单胞菌属、黄杆菌属、微球菌属、着色菌属、钦 氏菌属及许多未定菌。已报道海洋细菌产生的抗生素有溴 化吡咯、3-氨基-3-脱氧-D-葡萄糖、靛红、对羟苯基乙醇、 醌等，其中有些种类在陆生菌中未见过。
1975年，Okami研究小组首次从海泥样品中分离到一株可以产生抗肿 瘤活性物质的放线菌———成紫硬块钦氏菌（Chainia purpurogena）SS228。 1979年，Okami研究小组又从海泥中分离到一株链霉菌属 S.tenjimariensis，其产生的氨基糖苷类抗生素istamycins（天神酶素） ，对革兰氏阳性菌和阴性菌都有很强抑制作用. Federica Sponga等对约40000株来自全球不同海域的海洋微生物的研 究结果表明：对于能产生活性物质的放线菌,31%属于链霉菌,69%属于稀有 放线菌(主要是小单胞菌属)。 Robert等从夏威夷可爱岛浅水区沉积物样品中分离到一株放线菌 Nocardiopsis dassonvillei BH-609,该菌可以产生两种新的吲哚核苷 kahakamidesA和B,这2个化合物属于neosidomycin（赛吲哚霉素）类抗生 素。该化合物对革兰氏阳性菌枯草芽孢杆菌有较强的抑菌活性。 Bister等从海洋放线菌Verrucosispora的发酵液中得到1个新的多环 聚酮类抗生素Abyssomicin C,该化合物有很强的抗革兰氏阳性菌的活性。 Abyssomicin C 是对氨基苯甲酸生物合成的抑制剂,是比已知的人工 合成的磺胺类药物在合成通路上较早的抑制叶酸的合成。Abyssomicin C 被认为是很有潜力的抗耐药性病原体的抗生素。
20世纪40年代起，国外学者就开展有关微藻抗菌活性的研究工作， Prattr 等是最早从微藻中分离抗生素的研究者，1944 年他们从小球藻 Chlorella中分离到小球藻素(chlorellin)脂肪酸混合物，该混合物具 有抗细菌和自身毒性的功能。 1962年Starr等发现夏威夷蓝藻Lyngbya majuscula的甲醇提取物具 有抗菌活性。 此后Susann研究不同的蓝藻，发现其能产生多种抗菌物质，可作为 抗生素的重要来源。。 1988年Murakami从甲藻Alexandrium hiranoi中分离得到goniodomin A，具有较强的抗真菌活性。 Kellam等在1988年对132种海水微藻和400种淡水微藻的有机溶剂提 取物进行抗菌活性筛选，结果发现其中18种海水微藻及6种淡水微藻具 有抗菌活性，表明海水微藻更具开发潜力; 1989年,Kellam等又从132种海洋微藻种发现27种具有抗菌活性，且海 洋微藻的有机相提取物对细菌有较强抑制效果，而水相提取物几乎都没 有抗菌活性。 1999年,Naviner 等发现硅藻中的中肋骨条藻Skeletonema costatum 的水相提取液能抑制大肠杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌及一些海洋 细菌的生长。 2006年,Herrero等从杜氏盐藻中发现了15种不同的挥发性化合物( 主 要是棕榈酸、α－亚麻酸、油酸等)具有抗菌活性。
海洋抗菌活性物质 的研究进展
20 世纪医药界的巨大成就之一是抗生素的发现，自1929年 Fleming发现青霉素以来，各种不同化学结构类型和不同生物活性的 抗生素相继问世，为人类健康做出了巨大贡献。 然而随着抗生素的广泛应用甚至滥用，在临床上引起两个问题: 一、细菌耐药性逐渐增加，甚至出现了一些超级细菌，致使一些 抗生素的疗效降低乃至无效。

曾春民等从大亚湾分离到细菌Pseudomonas,能产生化合物 灵菌红素(Prodigiosin), 该色素可作为天然色素或抗菌 素来开发。

郑志成等从厦门地区红树根际海泥中分离到1株链霉菌, 该菌产生的抗生素对革兰氏阴性菌和真菌具有抑制作用。
三、海洋真菌
海洋真菌的定义在不同的文献中 有所不同,目前被广泛接受的是 Kohlmerer 提出的。他把海洋真菌 分为,专性海洋真菌和兼性海洋真菌 ,专性海洋真菌是只能在大洋和河口 地区生长和形成孢子的真菌,兼性海 洋真菌是指那些来自淡水和陆地环 境,又能在海洋环境中生长和形成孢 子的真菌。 依据近些年来的文献报道,从海洋 资源中分离到的不同属的真菌数量, 绘制了海洋真菌分布图。从图中,不 难看出来自海绵的真菌显示出了高 度的种属多样性,其次来自海洋漂浮 的木材上的海洋真菌，也显示出了 很高的种属多样性。
四、海洋微藻

海洋微藻是海洋生态系统中的主要初级生产者,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。
二、一些原本不致病的细菌成为条件致病菌，因而需要不断筛选 新结构和新作用机制的抗菌物质。
目前，广泛应用于临床的各种抗生素大部分来自于陆栖放线菌和 真菌，长期的开发已使陆栖微生物资源日趋枯竭。占地球表面积71% 的海洋，以其独特的高压、高盐、低营养、低光照等自然条件而具有 生产特殊结构和功能活性物质的能力，越来越受到研究者的关注。 国外学者在20世纪40年代就开始了对海洋抗菌活性物质的研究， 50年前从海洋生物中发现并成功研制了 第一个海洋新抗生素-头孢菌素 ， 开创了开发新海洋抗生素的先河。近年来，国内学者也相继从海洋藻 类和微生物中发现并分离一些新颖结构和具有抗菌活性的化合物。
抗菌活性物质主要包括抗细菌、抗真菌、抗病毒物质三 类，其中主要以抗细菌活性物质为主。已报道的海洋抗菌活 性物质主要来源于海洋放线菌、海洋细菌、海洋真菌及海洋 微藻等。 一、海洋放线菌 二、海洋细菌 三、海洋真菌 四、海洋微藻
一、海洋放线菌
放线菌是一类高(G+C)%的革兰阳性细菌,与人类关系 密切。自1875年Cohn从人泪腺感染病灶中分离到一株链 丝菌(streptothrix)以来，放线菌由于其拥有独特的合 成多种结构复杂的次生代谢产物的能力引起了人们的广 泛关注。 海洋放线菌主要包括链霉菌(Streptomycetes)、小 单孢菌属(Micromonospora)、红球菌(Rhodococcus)、 诺卡氏菌(Nocardia)以及游动放线菌(Actinoplanetes) 等稀有属种。 目前的天然抗生素大约有2/3来自放线菌,近年来不 断有新的海洋放线菌菌种及其产生的新抗生素的报道。
பைடு நூலகம்
1945年,Giuseppe Brotzu着手调查Sardinia湾排污口处的海水样 品,从中分离到一株真菌即顶头孢霉,其发酵液具有很好的抗菌活性, 这直接导致cep halosporin C（头孢霉素C）的发现。 在接下来的几十年里,放线菌一直成为药物研究关注的主要对象。 但在1976年cyclosporin A 从Toly pocladium inflatum（一种霉菌） 中被分离,以及1983年cyclo sporin A（环孢霉素A）被批准可以作为 免疫抑制应用与临床,重新激起了人们研究真菌的兴趣。 尽管cep halosporin C是最早从海洋真菌中分离到的抗生素,然而 直到上世纪90年代,有关海洋真菌方面的化学报告很少。近几年来,有 关这方面的报道,成指数增长。到目前为止,研究学者们从中发现了 272种新的自然产物,包括一些具有新颖的碳骨架。因而,有足够的证 据证明,海洋真菌在发掘医药先导化合物方面有很大的潜能。