海洋微生物的药用价值研究

海洋微生物的药用价值研究

【摘要】：海洋药物研究经历近半个世纪的探索和发展，已经获得了许多宝贵的经验积累和丰富的研究资料，特别是近年来生物技术的迅猛发展，为海洋药物开发提供了新的研究方法、研究思路和发展方向。现代的化学研究方法与多种生物技术越来越紧密地结合，已成为当今海洋药物研究发展的主流，并且是今后数十年海洋药物研究的主要趋势。

【关键词】：海洋微生物；海洋药物；资源

海洋中丰富生物资源是一个蕴藏众多高效药理活性物质的巨大宝库。开发海洋药物，很大程度上依赖于整个热带浅水海域动物和植物资源的生物多样性。通过在这些海域采集海洋生物并对之进行药物活性筛选，从而开发研究出新药。海洋微生物与陆地微生物有着很大不同。海洋中营养成分的缺乏，迫使许多海洋微生物与富含营养成分的海洋动植物共生，以获得生存必需的营养。这种现象在海洋微生物中很普遍并具有很高的特异结合选择性。微生物物种之间争夺宿主的竞争也很激烈，导致很多微生物通过代谢产生一些小分子有机化合物，以争夺营养和自我防御。而且由于生存环境的不同，海洋微生物代谢产物具有结构新颖独特、生物活性多样的显著特点。虽然由海洋微生物发酵培养液中获得海洋药物的成功例子目前为数不多，但其巨大潜力不可忽视。

1 海洋中的微生物

海洋中的微生物多数是分解者，但有一部分是生产者，因而具有双重的重要性。实际上，微生物参与海洋物质分解和转化的全过程。海洋中分解有机物质的代表性菌群是：分解有机含氮化合物者有分解明胶、鱼蛋白、蛋白胨、多肽、氨基酸、含硫蛋白质以及尿素等的微生物；利用碳水化合物类者有主要利用各种糖类、淀粉、纤维素、琼脂、褐藻酸、几丁质以及木质素等的微生物。此外，还有降解烃类化合物以及利用芬香化合物如酚等的微生物。海洋微生物分解有机物质的终极产物如氨、硝酸盐、磷酸盐以及二氧化碳等都直接或间接地为海洋植物提供主要营养。

2 海洋是新种属的微生物的生存繁衍地

物的种类和数量都随着环境的不同明显地变化。在近海区，海洋微生物与陆栖微生物相似，也是以链霉菌占优势；到深海区，已逐步过渡到以小单孢菌和诺卡氏放线菌占优势；而到水深6000m以上的深海区，则只有嗜压的假单孢菌才能生长。长期生长繁衍于海洋的链霉菌、小单孢菌和诺卡氏放线菌，即使有一部分从经典的分类意义上与一些陆栖微生物菌属十分相似，但由于适应了海洋环境，既显示出一系列待殊的生理性状(如耐盐和液化琼脂等)，也具备有不同的遗传背景，将构成新的亚种。

3 海洋是独特生态系统工程的微生物的生存繁衍地

海洋是地球上早期生命的诞生地，环境十分独特，包罗了高压、低营养、低湿、无光照，以及局部高温、高盐……等等所谓生命极限的环境。近几年已从海洋分离到许许多多被称为嗜好压微生物、嗜碱微生物等能生存繁衍于独持生态系统的新的微嗜热生物、嗜盐微生物、嗜碱微生物等能生存繁衍于独持生态系统的新微生物。这些微生物都具有在特定的极端环境条件下生存繁衍的能力和与之相适应的生理机能，与常见的微生物很不一样。这类微生物的分离研究刚刚起步，但此等特殊生态系统中的生物不能不引起药物开发研究者的重视。比如嗜碱的海洋链霉菌2B，它有强的耐盐能力，特别在能在pHl0的培养基里生长并产生抗菌物质。所产生的抗菌物质包括2个部分，一部分是脂溶性的抗革蓝阳性细菌的物质；另一部分是水溶性的广谱的抗生素。后者经分离、纯化和鉴定，是一种新型的氨基糖苷类抗生素，称为丁醚替菌素。它对许多能产生钝化酶的细菌，仍具有强的抑制作用。

4 海洋微生物是新型生物活性物质和先导化合物的来源

海洋中繁衍着形形色色的微生物，而且其中许多种有特殊的防病治病功能。如海虾卵的表面附生着一种特殊的细菌，能释放出一种抗生素，以杀死侵袭虾卵的病菌，如果没有它，虾卵在数小时内就会失去活力。海洋丝状的光合细菌都能分泌抗真菌的抗生素。海洋中细菌分泌出的抗生素还具有目前病菌对之尚无抗药性的优点。

海洋生物似乎能提供无尽的新化合物。尤其是近年来，从海洋生物中发现新化合物的速度和数量均超出了人们的想像，且不断有全新结构的海洋化合物被报道。新型生物活性物质或先导化合物的发现是新药研究的起点。过去已从传统药物、植物药、海洋生物、陆栖微生物代谢产物中去发现新型生物活性物质，并证明行之有效。但由于种种原因，特别是研究方法创新的落后和筛选模型的陈旧，发现新型生物活性物质或先导化合物的几率大幅度地下降，从而使新药的开发研究更加艰难。研究方法的创新和新的筛选模型的建立既需要雄厚的基础研究，也需要大量的投资和长期的努力。其本身就是一项艰巨的研究任务。因此将目光转向扩大筛选的对象，向海洋微生物索取新型的生物活性物质，是势在必行的最佳选择。

5 结语

海洋里生存繁衍着许许多多新种属的微生物和特殊生态系统的微生物，这些海洋微生物有产生多种多样新颖生物活性物质的巨大潜力。特别是这些生物活性物质能通过发酵胞外生产，与现代的微生物技术相结合，较易实现工业化的生产。随着分子生物学技术尤其是基因工程的发展，不久将有可能将海洋生物分子的生物合成基因由一种海洋生物转至另一种海洋生物，以获得足够量的化合物。如果这一技术成为现实，将可利用基因工程技术，通过对基因修饰后的微生物的发酵培养，来生产所需的重要生物活性海洋分子。届时，化学家的工作也将转向对微生物、转基因发酵物中化学成分的提取分离及结构鉴定方面。只有这样才能够不

断从海洋生物中发现新化合物，同时又避免过分采集海洋生物对海洋生态环境造成的破坏。海洋生物资源在药用价值方面的存在着巨大潜力和广阔的应用前景。

参考文献：

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[5] 朱宝泉，生物制药技术，化学工业出版社，2004.6

[6] 谭征，探索海洋的历程，湖北教育出版社，2000