基于特殊生境的放线菌基础研究-10文献综述

 2022-12-27 09:53:11

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

选题依据:特殊生境作为生态圈中一部分尚未被人类完全探索的领域,其中的微生物作为生态循环重要的一环,往往拥有相对已知种类不同的代谢合成途径。而承担人类大部分抗生素来源的放线菌也是在特殊生境内广泛存在的微生物之一,生活在特殊生境的放线菌,相比普通生境中的菌种,更有可能是未命名新种,也更有可能具备合成新型的有抗菌活性的化合物的能力。从生活在特殊生境的放线菌中,在发现新种的前提下对新菌种进行发酵培养,以提取具有抗菌活性、酶抑制剂活性等生物活性的天然合成产物,用于临床新药的研究,能规避常规生境菌种筛选时重复度高,新颖性差,发现新抗生素的可能性低的问题。

研究内容与方法

菌种保藏,微生物发酵培养,发酵液萃取浓缩,化合物含量检测,化合物纯品制备,抗菌活性测定,化合物结构分析。

液氮超低温冷冻保藏法,乙酸乙酯萃取,旋蒸仪旋干,高效液相色谱法检测/制备,纸片法,16sRNA测序比对法,氢谱分析法。

预期效果:得到具有抗菌活性,尤其是抗耐药菌活性的新型天然产物。

国内外研究现状述评:

从青霉素的发现到多种类抗生素大量生产,人类对抗生素的滥用史与抗生素的研究史齐头并进。抗生素普遍应用的50余年间[1],广泛的抗生素滥用不仅影响人体内生菌群的构成,也促成了对致病菌长时间、高频率的人工筛选,Staphylococcus aureus、Klebsiella pneumoniae、Acinetobacter baumanii等细菌种群中均产生了耐药性菌体,这种耐药性在同一细菌内,呈现出对不同结构类别的抗生素都有“多重耐药机制”——如抗生素修饰酶、抗生素作用靶位的修饰、细胞通透性的改变以及外排泵的产生[3]。细菌通过分裂和个体间基因交流扩大抗性基因的覆盖范围,基于其相对敏感菌的显著优势,耐药菌很可能会取代原有的敏感菌种群。因此,在各种致病菌普遍耐受多种常用抗生素之前,找到对耐药菌有效的活性化合物成为迫切需求。

各种放线菌是临床上常用的的抗生素如大环内酯类和氨基糖苷类等的重要来源[5],在抗生素产业高速发展的几十年里,普通环境中放线菌资源开发逐渐显现出筛选出的放线菌重复度高,新颖性差,发现新抗生素的可能性低[5]这几项劣势。而在极低温、干旱、高温、盐碱等缺乏研究的特殊生境中,依旧存在大量有开发潜力的微生物[5]。在普遍相对贫瘠的特殊生境中,红树林虽有高湿度、缺氧、高盐度的特点,却具有丰富的物种多样性,微生物资源也相当丰富[2]。生存在这种特殊生境中的放线菌,在适应环境的过程中必然地产生了独特的生理机制和代谢途径,在生物合成方面有巨大的潜力,早在1989年就已经有关于红树林根部土壤中放线菌的分离与抗菌和酶抑制活性的评价[2],从红树林区土壤分离出的Streptomyces Cheonanensis, Pseudonocardia

endophytica 等新种放线菌,已经成功从中提取出了新的活性物质[7][8]。

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