1、第三章微生物資源的多樣性和微生物新藥的發(fā)現(xiàn)，第一節(jié)稀有放線菌是生產(chǎn)微生物新藥的重要源泉第二節(jié)黏菌是從值得關(guān)注的微生物新資源第三節(jié)植物內(nèi)生菌中篩選微生物新藥第四節(jié)從海洋微生物中篩選微生物新藥的重要源泉，即所謂的稀有放線菌(rare actinomycetes ) 屬于鏈球菌屬以外的稀有放線菌是生產(chǎn)微生物新藥的重要源泉，到1974年來，來自放線菌的抗生素大部分來自鏈球菌屬(約2000種抗生素中的95% )。 然而，在隨后6年的報(bào)道中，由放線菌引起的只有25%。 稀有放線菌是發(fā)現(xiàn)新抗生素的優(yōu)良來源，生產(chǎn)各種抗生素的能力不亞于鏈球菌屬。 同樣，細(xì)菌和霉菌也是產(chǎn)生新的大姨媽活性物質(zhì)的源泉，特別是近年來從

2、霉菌的代謝產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)新的大姨媽活性物質(zhì)的數(shù)量不斷增加。 孢霉素產(chǎn)生獨(dú)特化學(xué)結(jié)構(gòu)的生物活性物質(zhì)，產(chǎn)生獨(dú)特化學(xué)結(jié)構(gòu)的生物活性物質(zhì)。 近年來，在孢霉素中發(fā)現(xiàn)了令人矚目結(jié)構(gòu)新穎的甲烯基二乙炔類抗腫瘤抗生素calicheamicin1(如結(jié)構(gòu)圖所示)，從孢霉素. echinosporaspcalichensis產(chǎn)生，在與腫瘤細(xì)胞球發(fā)生作用時(shí)， 分子中的甲烯基乙炔部分作為“分子核彈頭”作用的Calicheamicin1的化學(xué)結(jié)構(gòu)、孢霉素可產(chǎn)生獨(dú)特化學(xué)結(jié)構(gòu)的生物活性物質(zhì)，熱解炭黑孢霉素. carbonacea可產(chǎn)生強(qiáng)甲氧芐啶耐受力金黃色葡萄球菌(MRSA )的寡糖類抗生素ziracin (如圖3所示)。 對

3、甲氧芐啶和萬古霉素耐受力有很強(qiáng)的作用。 對甲氧芐啶敏感且具有藥物耐受力的肺炎鏈球菌00320125/，對青霉素的藥物耐受力菌01258/，對萬古霉素敏感且藥物耐受力菌0452/。 50是25/。 靜脈注射接觸劑量的1/的血藥濃度為10/。 進(jìn)入了臨床試驗(yàn)，但沒有被批準(zhǔn)。 除抗生素外，孢霉素還能產(chǎn)生許多非抗生素生物活性物質(zhì)。 Ziracin的化學(xué)結(jié)構(gòu)、游走放線菌(Actinoplane sp.)ATCC 3076產(chǎn)生的抗菌抗生素檸檬氨酸。 是黏菌等值得關(guān)注的微生物新資源，Epothilons是由黏菌纖維束菌(Sorangium cellosum )產(chǎn)生的新的細(xì)胞球毒化合物。 這是一種新型的16元

4、環(huán)聚酮宏命令內(nèi)酯，含有噻唑化學(xué)基和環(huán)上的環(huán)氧結(jié)構(gòu)(如結(jié)構(gòu)圖所示)。 該菌的產(chǎn)生和2種主要成分、4種副成分以及36種極微量成分。 Epothilons的化學(xué)結(jié)構(gòu)是從植物內(nèi)生菌中篩選微生物新藥，為了利用植物內(nèi)生菌資源豐富的寶庫，首先從植物中有效地分離內(nèi)生菌，然后用分離色譜分析法等生物分析方法從內(nèi)生菌培養(yǎng)物濾液中提取有興趣的生物活性物質(zhì)，如紫杉醇， 分離和鑒定cryptocin、oond的本文主要闡述了植物內(nèi)生菌分離的一般規(guī)律，其生物活性代謝產(chǎn)物的最新研究進(jìn)展，以期使讀者對植物內(nèi)生菌的重要性有更深的認(rèn)識。 天然藥物的篩選已成為目前研究的熱點(diǎn)，植物是天然藥物的主要來源之一。 由于生活在植物組織的植物內(nèi)

5、生菌與植物有著密切的關(guān)系和云同步、多種多樣的次級代謝產(chǎn)物具有多種生物活性，從中發(fā)現(xiàn)新的有意義化合物的潛力相當(dāng)大，作為新的治療用藥和前驅(qū)藥的潛在來源受到廣泛重視。 一、歷史概況，1898年Vogl從黑麥草種子中首次分離出第一株內(nèi)生真菌。 然而，在隨后的70年中，直到內(nèi)生菌研究進(jìn)展緩慢的70年代，Bacon等人才發(fā)現(xiàn)高羊茅中的內(nèi)生真菌與毒素的產(chǎn)生相關(guān)，此后，植物內(nèi)生菌的研究受到國際上的廣泛重視。二、植物內(nèi)生菌，是目前常用的廣泛實(shí)用性概念：植物內(nèi)生菌是指在其生活史的某個(gè)階段或整個(gè)階段健康植物的各種組織和器官內(nèi)部生存的真菌和細(xì)菌，感染的宿主植物(至少暫時(shí))可以外出生病， 組織學(xué)方法或從嚴(yán)格表面消毒的植

6、物組織中分離或直接擴(kuò)增微生物DNA的方法，即我們可以將植物內(nèi)生菌理解為植物組織內(nèi)的正常菌群，它們不僅包括互惠互利和中性的內(nèi)共生微生物，還包括潛伏宿主體內(nèi)的致病微生物。 三、植物內(nèi)生菌的生物多樣性、宿主植物的種類多樣性內(nèi)生菌本身的種類多樣性內(nèi)生菌在植物組織上分布著多樣性，內(nèi)生菌普遍存在于目前研究的各種陸生和水生植物上。 目前，全球至少有80個(gè)屬290多種禾本科植物中發(fā)現(xiàn)了內(nèi)生真菌。 從20世紀(jì)70年代后期開始，內(nèi)生菌在針葉類等重要經(jīng)濟(jì)林樹木的各種冷杉、云杉、紅杉、紅豆杉、松柏等和闊葉樹、櫟樹、樺木、信息幀樹等植物樹皮、枝葉中相繼被發(fā)現(xiàn)，受到廣泛的研究。 在更多的灌木草本植物、栽培作物果樹以及藻類

7、苔蘚植物中也發(fā)現(xiàn)了內(nèi)生菌。 對一種植物來說，可以從中分離出來的內(nèi)生真菌和細(xì)菌通常有數(shù)種到數(shù)十種，甚至數(shù)百種。 在熱帶雨林植物中，內(nèi)生菌多樣性更為明顯。 例如，Anorld等人最近對巴拿馬中部熱帶雨林兩種植物葉中的內(nèi)生菌進(jìn)行分析結(jié)果表明，從83片健康葉中分離的內(nèi)生菌可達(dá)到418個(gè)形態(tài)學(xué)種，主要是真菌、子囊類：核菌綱盤菌綱腔菌綱廣泛分布的屬：半殼霉屬擬隱孢子蟲屬葉點(diǎn)霉屬， 常見的內(nèi)生菌大多數(shù)為土壤微生物類群：假孢霉素屬芽胞桿菌屬腸桿菌屬土壤桿菌屬，內(nèi)生真菌菌絲生長于植物組織細(xì)胞球間，分布于葉鞘、種子、花、莖、葉和根. 其中葉鞘和種子菌絲含量最多，葉和根含量極少。 四、植物內(nèi)生菌的作用促進(jìn)宿主植物的

8、生長，增強(qiáng)宿主植物的抗逆性產(chǎn)生具有大姨媽活性的代謝產(chǎn)物，內(nèi)生菌產(chǎn)生IAA等植物生長荷爾蒙激素內(nèi)生菌來增強(qiáng)宿主植物對氮、磷等營養(yǎng)素的吸收。 例如禾本科農(nóng)作物上的內(nèi)生菌具有較強(qiáng)的氮的固定能力。 感染了內(nèi)生真菌的牧草也提高了氮、磷的攝取能力。 感染內(nèi)生菌的宿主植物對環(huán)境具有較強(qiáng)的抗逆性，如抗干燥、抗病原細(xì)菌和真菌、抗線蟲、阻害昆蟲和草食動物的采食等。 有些內(nèi)生菌對宿主植物體內(nèi)的某些活性成分的形成有重要影響，產(chǎn)生與宿主植物相同或類似的大姨媽活性成分。 五、植物內(nèi)生菌產(chǎn)生的大姨媽活性物質(zhì)、抗生素類藥物質(zhì)、抗腫瘤活性物質(zhì)、植株調(diào)整物質(zhì)殺死昆蟲物質(zhì)的其他類型的活性產(chǎn)物，1 .抗生素類藥物質(zhì)隨著細(xì)菌耐藥性的出

9、現(xiàn)，云同步對更好的抗生素有了需求，艾滋病和臟器移植導(dǎo)致真菌感染者增加， 對高效抗真菌制劑的需求也在增加，加之目前治療原生動物寄生現(xiàn)象感染的藥物不足，尋找更有效的治療用藥解決這些個(gè)問題是當(dāng)務(wù)之急。 一直以來，抗生素的主要來源是土壤微生物。目前植物內(nèi)生菌多樣性很豐富，但尚未開發(fā)出來的微生物群被認(rèn)為是巨大的資源，孢霉素屬內(nèi)生菌Colletotrichum gloeosporicoides產(chǎn)生的Colletotric acid、抗微生物活性、內(nèi)生菌Colletotrichum sp產(chǎn)生， 6 -索普林多-3-機(jī)架式acid，3，5-di硬盤-6- ace toxy-er gosta-7，22-dien

10、e 對人畜、植物病原真菌和細(xì)菌有良好的抑制作用，內(nèi)生真菌Cryptosporiopsis cf. quercina產(chǎn)生的新型環(huán)肽抗生素cryptocandin，對頭癬菌和念珠菌等人病原真菌有很強(qiáng)的抑制作用， 其MIC相當(dāng)于臨床應(yīng)用的抗真菌藥amphotericin B，具有良好發(fā)展前景的內(nèi)生真菌Cryptosporiopsis cf. quercina產(chǎn)生的酰胺類生物堿cryptocin，對稻瘟病菌和其他多種植物病原真菌具有較強(qiáng)的抑菌作用抑制了內(nèi)生菌Cytonaema sp .產(chǎn)生的Cytonic Acid A (1)和cy人細(xì)胞球肥大細(xì)小病毒的組裝，長蟲是內(nèi)生真菌Fusarium sp. C

11、R377產(chǎn)生的新型內(nèi)酯(pentaketide )化合物，對念珠菌有強(qiáng)活性， 由內(nèi)生真菌Fungus CR115產(chǎn)生的二萜類化合物化合物Guanacastepene A內(nèi)生菌Geniculosporium sp .產(chǎn)生的Geniculol (1)和Cytochalsin F (2)、殺藻劑， 內(nèi)生真菌Pestalotiopsis jesteri生產(chǎn)的新的環(huán)己烯環(huán)氧化合物Jesterone內(nèi)生菌Pestalotiopsis microspora生產(chǎn)的Ambuic acid、抗真菌劑、 由內(nèi)生菌Phoma sp. NRRL 2 5697生產(chǎn)的5種新化合物pginadecakubsad(14)pgi

12、naoebbs擬點(diǎn)霉菌屬內(nèi)生菌Phomopsis sp .生產(chǎn)的Phomoxanthones A (1) B (2)是2個(gè)新的黃嘌呤二聚體具有顯著的抗瘧疾和抗結(jié)核活性，從分離硅烷桂小枝的內(nèi)生菌Muscodor釋放的揮發(fā)性物質(zhì)的歐洲紫杉醇(Taxus baccata )中分離的內(nèi)生真菌Acremonium sp .產(chǎn)生的白灰制抗生素a具有抗真菌活性。 從歐洲杜松(Juniperus communis )的內(nèi)生真菌Hormonema中分離得到一種新的三萜類化合物氰苷類，對念珠菌屬和曲霉屬的真菌具有較強(qiáng)的活性，2 .抗腫瘤活性物質(zhì)，1 )紫杉醇(Taxol )紫杉醇1993年美國學(xué)者Stierle等

13、首次從短葉紫杉(Taxus brevifolia )的樹皮中分離出內(nèi)生真菌新品種Taxomyces andreanae，培養(yǎng)液種可產(chǎn)生紫杉醇和其他紫杉類化合物。 迄今為止在短葉紫杉、喜馬拉雅紅豆杉、歐洲紅豆杉、南方紅豆杉、云南紅豆杉、落羽杉、樋樹中分離出大量產(chǎn)生紫杉醇的內(nèi)生真菌和放線菌。 其中內(nèi)生真菌微孢霉素的紫杉醇產(chǎn)量已顯示出商業(yè)潛力。 有能生產(chǎn)紫杉醇類植物內(nèi)生菌及其植物宿主，這些個(gè)的發(fā)現(xiàn)突破了人類植物資源周期長、不能再生等限制，為利用植物內(nèi)生菌工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)重要植物藥物提供了新思路。 2)ras法是基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換酶抑制物質(zhì)，抑制法是基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換酶(FPTase )和ras法是基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換酶的化合物多具有抗

14、腫瘤活性。 A. Lingham RB等人發(fā)現(xiàn)毛殼屬內(nèi)生真菌Chaetomella acutisea產(chǎn)生的長鏈脂肪酸Chaetomellic acid A和b以及從有天鵝絨葉的內(nèi)生真菌中發(fā)現(xiàn)的天然產(chǎn)物oreganic acid，能夠選擇性地抑制FPTaseB. Ishii T等人報(bào)道，從Phoma sp .分離得到的生物堿TAN1813能抑制大鼠腦ras法尼基轉(zhuǎn)移酶，對各種人腫瘤細(xì)胞球的增殖也有抑制作用，引起NIH3T3/kras細(xì)胞球形態(tài)的變化。 另外，內(nèi)生菌Coniothyrium sp .生產(chǎn)的醌系化合物，對基于ras法的化學(xué)基轉(zhuǎn)移酶也具有高抑制活性。 3 )植物類黃酮類物質(zhì)、植物中的一

15、些類黃酮類物質(zhì)，如時(shí)鐘、異陸戰(zhàn)隊(duì)員等，具有綜合的抗癌活性，在從加拿大的Cirsium arvense分離的內(nèi)生真菌Mycelia sterila的發(fā)酵液提取物中發(fā)現(xiàn)了新的異陸戰(zhàn)隊(duì)員。 從中國南海紅樹嫩葉中分離得到的內(nèi)生真菌No.2533，其發(fā)酵液提取物分離出兩種新的異陸戰(zhàn)隊(duì)員類化合物enalin A和b，具有抗癌活性。 (4)生物堿類從傳統(tǒng)的藥用植物雷公藤來源的內(nèi)生真菌Rhinocladiella sp .中發(fā)現(xiàn)了3種新的生物堿，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這些個(gè)對多種人腫瘤細(xì)胞球具有較強(qiáng)的抑制作用， 從Ficus microcarpa L樹皮中分離的一株未鑒定內(nèi)生菌發(fā)酵液中分離的該化合物干擾了培養(yǎng)的哺乳類

16、細(xì)胞球的微絲狀體，對Lo Vo和KB細(xì)胞球有輕微毒性，是一種新型的微絲狀體干擾劑，5 )另外，Brady SE等人用BIA法檢測了一株內(nèi)生真菌嗎黃y等人也利用MTT法從3種藥用植物中篩選出了具有抗癌活性的植物內(nèi)生真菌。 這些個(gè)結(jié)果表明植物內(nèi)生真菌是新抗癌藥物和前驅(qū)物的重要來源. 據(jù)報(bào)道，內(nèi)生真菌能夠產(chǎn)生促進(jìn)植物生長的荷爾蒙激素物質(zhì)。 例如，Mcinroy等人從玉米和棉花中分離出促進(jìn)植物生長的內(nèi)生細(xì)菌。 從柑橘屬果樹中分離得到的Penicillium. Italicum也可以產(chǎn)生赤霉素(GA )。 對從藥用植物中分離的5種內(nèi)生菌進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)各發(fā)酵液中含有至少1種植物荷爾蒙、GA、IAA、ABS(Abscisic acid )、Z(Zeatin )、ZR(Zeatin riboside )的禾本科植物內(nèi)生真菌，對有機(jī)胺類(吡咯烷類(loline )吲哚二萜類化合物誘導(dǎo)體類(lolitrem B )麥角堿類(ergovaline )可產(chǎn)生10種生物堿，這些個(gè)生物堿可從帶抗致病菌、抗線蟲的內(nèi)生菌感染的草熟草中分離一些對蚊蟲幼蟲有毒的類黃酮類化合物。