一株糖霉菌属放线菌抑菌活性成分及作用机理研究

Pathogenic Escherichia coli may lead to partial or systemic infectious diseases, it can bring serious damage and cause huge economic losses to animal husbandry. The E.coli have serious drug resistance due to the abuse of antibiotics thus cause drug residual in animal products. The development of novel, non-toxic biological drug with improved antimicrobial activities is necessary. An antimicrobial strain TRM45387, was a novel species of Glycomyces genus, isolated from soil samples in Xinjiang Lop Nur, is determined as research objectives by our project team. The fermented products obtained from liquid fermentation, and then, the active compounds of against E. coli will be isolated and purified by using modern separation techniques; then the structures of active compounds are identified with modern spectroscopy and spectrum technology including UV, MS, IR, NMR. The antibacterial activity will be determined by vitro experiments; The transmission electron microscope is used to the observation of ultrastructure of cell wall and cell membrane. The determination of membrane permeability and protein expression and DNA biosynthesis by conductivity method, light spectrophotometric method and dyeing method when active compounds acting on E. coli; The mechanism of action of active compounds against E. coli will been studied. The results of this project will provide theory basis and technical support for development and utilization of actinomycetes in extreme conditions, lay a good foundation for the development of new microbial drugs to treat colibacillosis.

致病性大肠杆菌会引起动物局部或全身感染性疾病，给畜牧业带来严重的危害，造成巨大的经济损失。长期大量使用抗生素造成大肠杆菌严重的耐药性和药物残留，因此，开发新型、无毒、高效生物药物是一良好的选择。本课题以新疆罗布泊地区分离得到的具有拮抗大肠杆菌的放线菌糖霉菌属新种TRM45387为研究对象，通过液体发酵获得发酵产物，利用现代分离技术分离具有抑制大肠杆菌的活性成分；采用现代波谱和光谱技术（HPLC、UV、MS、IR、NMR）鉴定活性成分的结构；离体实验确定活性物质对大肠杆菌的抗菌活性；透射电镜和扫描电镜观察其对细胞壁、细胞膜超微结构的影响；电导率法、分光光度法、染色法测定其对大肠杆菌细胞壁、细胞膜的通透性，蛋白质表达，DNA合成等的影响；探讨抗菌活性物质可能的作用机理。本项目研究结果可为极端环境拮抗放线菌的开发与利用提供理论依据和技术支撑，为开发出治疗大肠杆菌病新微生物药物奠定良好的基础。

极端盐碱环境放线菌由于具有特殊生理结构及代谢机制而成为一类极具研究价值的微生物，对其活性次生代谢产物的挖掘及抑菌机理研究具有重要意义。 本课题以新疆罗布泊极端环境中7株嗜（耐）盐活性放线菌为研究对象，采用传统结合现代分离技术分离其次生代谢产物，通过现代波谱和光谱技术（HPLC、UV、MS、IR、NMR）鉴定化合物的结构；离体实验确定部分物质的抗菌活性；通过显微镜观察法、电导率法、分光光度法及染色法探讨了TRM45306代谢粗产物抑制大肠杆菌的机理。.结果从7株放线菌次生代谢产物中分离出16个单体化合物，鉴定为3,4-二氢-6,8-二羟基-3-甲基异香豆素（45037-1）、2-甲基-1,4-苯二醇（45037-2）、邻苯二甲酸（2-乙基己基）二酯（45037-3）、1,6-二羟基吩嗪（45037-4）、16α-甲基-11β, 17α, 21-三羟基-9α-氟孕甾-1, 4-二烯-3, 20-二酮21-醋酸酯（45306-1）、谷甾醇-3-O-葡萄糖苷（45306-2/45556-3）、Nb-乙酰色胺（45306-3/45380-1）、N-丙酰色胺（45306-4）、4´, 7-二羟基异黄酮（45556-1）、4′, 5, 7-三羟基异黄酮（45556-2/45214-1）、大豆皂醇B（45214-2）、1-庚基-2-甲基-3-羟基咔唑（45040-1）、8-庚基-4, 5, 6-三羟基酞酸（45040-2）、氨基吩恶嗪-3-酮（61001-1）、邻苯二甲酸二丁脂（61001-2）、对苯二甲酸二丁脂（61001-3）。16个化合物均为首次从相应菌株代谢产物中分离出的已知物质，部分化合物结构新颖，具有一定应用价值和前景。抑菌活性实验显示部分化合物对金黄色葡萄球菌具有良好抑菌活性。对TRM45306的抑制大肠杆菌的抑菌机理研究结果显示，TRM45306粗提物对大肠杆菌的最低抑菌浓度是0.183mg/ml，可使大肠杆菌的菌体长度变小，改变了大肠杆菌细胞壁、细胞膜通透性，进而抑菌物质穿越细胞膜和细胞壁进入菌体后，抑制了有关蛋白的合成和表达，影响了蛋白质的生理功能，从而达到抑制和杀灭大肠杆菌的目的。.此研究结果对新疆盐碱环境嗜耐盐放线菌资源的开发、应用研究及抑菌机理奠定良好的基础，对保护和利用新疆特殊盐环境的微生物资源具有重要意义。