基于OSMAC策略的海洋真菌多样性次级代谢产物及其抗肿瘤活性筛选

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海洋真菌次级代谢产物具有良好的骨架多样性和结构复杂性,是开发新型抗癌药物的重要来源。在传统的实验室条件下,微生物会因为基因沉默抑制次级代谢,OSMAC策略(单菌株多次级代谢产物策略)可以通过改变微生物的培养参数,尽可能发掘次级代谢能力。OSMAC策略在海洋真菌研究中的方法包括:改变培养基成分(培养基种类、卤盐、表观遗传修饰剂、其他添加物)、改变培养条件(温度和p H值、培养状态、共培养)和其他新方法(基因重组)。GNPS是一个数据驱动平台,可分析MS/MS数据集并将其构建分子网络。将OSMAC与GNPS相结合,可有效评估和可视化OSMAC策略对真菌次级代谢产物多样性和抗癌潜力的影响。从泉州海域采集样品进行菌株分离,通过形态学特征、基因组序列和系统发育树鉴定了30株海洋来源的真菌,共计16个属,并鉴定了一株新菌种Occultifur sp.M-WS23。选用8种OSMAC方法对30株菌株进行小型发酵,萃取得到84个次级代谢产物粗提物,9个粗提物(涉及7株菌)对2种及以上癌细胞的IC50值小于30μg/m L,具有较好的抗肿瘤活性。结合初筛的抗肿瘤活性,通过高效液相色谱法(HPLC)分析,OSMAC策略会刺激菌株生成新的化合物或显著增加某些化合物的产量;通过GNPS平台构建的分子网络也可以论证化合物的差异,根据其化学分子簇结合文献数据推测了这些化合物的可能结构。对新菌种Occultifur sp.M-WS23的次级代谢产物进行分离,根据质谱、一维和二维核磁等光谱数据鉴定了一个新化合物:2-异戊酰基尿苷,但对He La和MCF-7细胞无显著细胞毒性。本研究发现了7株具有显著抗肿瘤活性的菌株,鉴定了1个新菌种,并从中分离了1个新化合物。通过HPLC和GNPS验证了OSMAC策略对海洋真菌次级代谢产物多样性的影响。以上都为后期海洋真菌抗肿瘤活性的次级代谢产物的研究奠定了物质和理论基础。
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