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本课题从当前国内外的研究热点生物表面活性剂出发,应用酸沉醇提、薄层层析、HPLC等分离手段从Bacillus natto TK-1发酵培养基中纯化出一种surfactin,并对其抑菌、抗肿瘤等生物活性及机理进行深入探讨。通过牛津杯法和液体倍比稀释法考察surfactin的抑菌活性,发现surfactin具有较为广谱的抗菌活性,其中以Botrytis cinerea敏感性最强,MIC值为62.5μg/mL。通过观察菌体内总糖和蛋白质的消耗情况,发现surfactin能抑制菌体内营养物质的消耗。膜通透性测定及原子力显微镜观察表明,surfactin能破坏细菌细胞膜的完整性。稳定性结果表明,surfactin抑菌活性具有较强的稳定性,耐热、耐紫外线,在pH3-12之间稳定。MTT实验结果表明,surfactin能抑制乳腺癌MCF-7细胞的增殖,其中细胞被处理48h时的IC50为27.3μg/mL。AO/EB双染和流式细胞术结果表明,surfactin能诱导细胞凋亡和阻断细胞在G2/M期。通过考察周期调控蛋白的变化情况,发现surfactin能上调p53、p21的表达和下调CyclinB1、p34cdc2和p-p34cdc2的表达。免疫荧光和免疫印迹结果表明,surfactin显著抑制了细胞内vimentin的表达,诱导了a-tubulin的解聚和重排,使细胞的骨架系统发生了剧烈的变化。凋亡信号通路研究发现,surfactin能增加细胞内活性氧的水平,使JNK磷酸化激活,诱导线粒体通路和caspase级联反应的发生。本文运用微生物学的方法得出,surfactin的抑菌机制主要是破坏细菌细胞膜的完整性。运用细胞生物学等方法得出,surfactin可通过ROS/JNK介导的线粒体通路诱导细胞凋亡,即surfactin通过增加细胞内活性氧的水平,使JNK磷酸化激活,而后Bcl-2/Bax的蛋白表达比率明显降低,线粒体膜电位降低,促进了细胞色素c的释放,进而激活caspase-9,引发caspase的级联反应,导致下游caspase-3,-6的激活和核基质的崩塌,导致细胞凋亡。