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摘 要:产物反馈抑制是影响菌体代谢产物产量的重要因素,人们通常采用在纤维堆囊菌培养基中添加埃博霉素粗提物来研究其对产物的反馈抑制作用,然而萃取剂的选择至关重要,因为埃博霉素粗提物的萃取剂本身也可能对埃博霉素的产生有一定的影响,本文研究了两种萃取剂乙醇和二甲基亚砜对纤维堆囊菌的毒性作用,它们不同程度地抑制了纤维堆囊代谢产物埃博霉素的合成,因此不能作为埃博霉素粗提物的萃取剂添加到培养基中。
关键词:乙醇 二甲基亚砜 纤维堆囊菌 埃博霉素
纤维堆囊菌[1] (Sorangium cellulosum)是粘细菌目,堆囊菌亚目,多囊菌科,堆囊菌属的一类可以滑动的单细胞革兰氏阴性杆菌。纤维堆囊菌可以产生家族系列化合物,如它产生的一类大环内酯类化合物埃博霉素、soraphens等[2]。埃博霉素(Epothilone)是一类16元环的有显著抗肿瘤活性的大环内酯化合物[3], 具有含噻唑环的侧链结构,是纤维堆囊菌的次级代谢产物。埃博霉素的极性介于水和甲醇之间,它的收集通常采用树脂吸附,之后再用有机溶剂甲醇浸提,从而获得相对较纯的埃博霉素产物。乙醇的价格相对甲醇低廉,极性仅次于甲醇,也是一种良好的萃取剂[4]。二甲基亚砜(DMSO)是既溶于水又溶于有机溶剂的极为重要的非质子极性溶剂,广泛用作溶剂和反应试剂,具有很高的选择抽提能力[5,6]。
埃博霉素可以溶于乙醇和DMSO,理論上二者可以用于埃博霉素的浸提,但是这两种物质的加入对纤维堆囊菌菌体及埃博霉素产物的影响尚未可知,本文研究了乙醇与DMSO对纤维堆囊菌的毒性,从而判断二者能否作为埃博霉素的萃取剂。
一、材料与方法
1.实验材料
纤维堆囊菌So2161,乙醇,二甲基亚砜(DMSO)
2.实验方法
取灭菌后的M26液体培养基[7],待温度降至40℃以下,分别向培养基中添加浓度为0.25%、0.5%、0.75% 的乙醇和DMSO,以不添加试剂的纯M26培养基作对照,每组做3个平行。
取培养至对数期的纤维堆囊菌So2161菌株用移液器吸取2ml菌液分别接种至上述培养基中,30℃摇床130 rpm培养3天至对数生长期后转入发酵培养基[7]中发酵7天后收集树脂,将烘干后的树脂收集于10 ml离心管中,分别用甲醇震荡萃取过夜,取200 μL萃取液10000 rpm离心10 min用于HPLC分析。
二、实验结果及讨论
乙醇和DMSO对埃博霉素B (EPO B)产量的影响如图1所示:
上图数据说明乙醇和DMSO对纤维堆囊菌代谢产物埃博霉素的产生有抑制作用,并且DMSO的毒性比乙醇更大,因此乙醇和DMSO都不适合作为埃博霉素的萃取剂添加到培养基中用于产物反馈抑制实验。
参考文献
[1]Li-Ping Zhu, Zhi-Feng Li, Yue-Zhong Li. Characteristics and activity analysis of epothilone operon promoters from Sorangium cellulosum strains in Escherichia coli [J]. Appl Microbiol Biotechnol, 2012, 97 (15):6857–6866.
[2]Kira J. Weissman, Rolf Müller. A brief tour of myxobacterial secondary metabolism [J]. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2009, 17(6): 2121?2136.
[3]Bollag D M, McQueney P a, Zhu J, et al. Epothilones, a new class of microtubule-stabilizing agents with a taxol-like mechanism of action.[J]. Cancer research, 1995, 55(11): 2325–33.
[4]Ashutosh Wadhwa, Rachel E Johnson, Colin G Mackintosh, et al. Use of ethanol extract of Mycobacterium bovis for detection of specific antibodies in sera of farmed red deer (Cervus elaphus) with bovine tuberculosis [J]. BMC Veterinary Research. 2013 9:256.
[5]Marina Klawitter, Lilian Quero, Juergen Klasen, Alexia N Gloess, Babette Klopprogge, Oliver Hausmann, Norbert Boos, Karin Wuertz. Curcuma DMSO extracts and curcumin exhibit an anti-inflammatory and anti-catabolic effect on human intervertebral disc cells, possibly by influencing TLR2 expression and JNK activity [J]. Journal of Inflammation, 2012, 9:29
[6]代静玉. 酸性二甲基亚砜和碱混液提取土壤胡敏酸效率及其特性的比较研究 [J]. 土壤学报, 2004,2.
[7]李世旭. 纤维堆囊菌中埃博霉素生物合成关键酶的初步研究[D]. 齐鲁工业大学,2013.
关键词:乙醇 二甲基亚砜 纤维堆囊菌 埃博霉素
纤维堆囊菌[1] (Sorangium cellulosum)是粘细菌目,堆囊菌亚目,多囊菌科,堆囊菌属的一类可以滑动的单细胞革兰氏阴性杆菌。纤维堆囊菌可以产生家族系列化合物,如它产生的一类大环内酯类化合物埃博霉素、soraphens等[2]。埃博霉素(Epothilone)是一类16元环的有显著抗肿瘤活性的大环内酯化合物[3], 具有含噻唑环的侧链结构,是纤维堆囊菌的次级代谢产物。埃博霉素的极性介于水和甲醇之间,它的收集通常采用树脂吸附,之后再用有机溶剂甲醇浸提,从而获得相对较纯的埃博霉素产物。乙醇的价格相对甲醇低廉,极性仅次于甲醇,也是一种良好的萃取剂[4]。二甲基亚砜(DMSO)是既溶于水又溶于有机溶剂的极为重要的非质子极性溶剂,广泛用作溶剂和反应试剂,具有很高的选择抽提能力[5,6]。
埃博霉素可以溶于乙醇和DMSO,理論上二者可以用于埃博霉素的浸提,但是这两种物质的加入对纤维堆囊菌菌体及埃博霉素产物的影响尚未可知,本文研究了乙醇与DMSO对纤维堆囊菌的毒性,从而判断二者能否作为埃博霉素的萃取剂。
一、材料与方法
1.实验材料
纤维堆囊菌So2161,乙醇,二甲基亚砜(DMSO)
2.实验方法
取灭菌后的M26液体培养基[7],待温度降至40℃以下,分别向培养基中添加浓度为0.25%、0.5%、0.75% 的乙醇和DMSO,以不添加试剂的纯M26培养基作对照,每组做3个平行。
取培养至对数期的纤维堆囊菌So2161菌株用移液器吸取2ml菌液分别接种至上述培养基中,30℃摇床130 rpm培养3天至对数生长期后转入发酵培养基[7]中发酵7天后收集树脂,将烘干后的树脂收集于10 ml离心管中,分别用甲醇震荡萃取过夜,取200 μL萃取液10000 rpm离心10 min用于HPLC分析。
二、实验结果及讨论
乙醇和DMSO对埃博霉素B (EPO B)产量的影响如图1所示:
上图数据说明乙醇和DMSO对纤维堆囊菌代谢产物埃博霉素的产生有抑制作用,并且DMSO的毒性比乙醇更大,因此乙醇和DMSO都不适合作为埃博霉素的萃取剂添加到培养基中用于产物反馈抑制实验。
参考文献
[1]Li-Ping Zhu, Zhi-Feng Li, Yue-Zhong Li. Characteristics and activity analysis of epothilone operon promoters from Sorangium cellulosum strains in Escherichia coli [J]. Appl Microbiol Biotechnol, 2012, 97 (15):6857–6866.
[2]Kira J. Weissman, Rolf Müller. A brief tour of myxobacterial secondary metabolism [J]. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2009, 17(6): 2121?2136.
[3]Bollag D M, McQueney P a, Zhu J, et al. Epothilones, a new class of microtubule-stabilizing agents with a taxol-like mechanism of action.[J]. Cancer research, 1995, 55(11): 2325–33.
[4]Ashutosh Wadhwa, Rachel E Johnson, Colin G Mackintosh, et al. Use of ethanol extract of Mycobacterium bovis for detection of specific antibodies in sera of farmed red deer (Cervus elaphus) with bovine tuberculosis [J]. BMC Veterinary Research. 2013 9:256.
[5]Marina Klawitter, Lilian Quero, Juergen Klasen, Alexia N Gloess, Babette Klopprogge, Oliver Hausmann, Norbert Boos, Karin Wuertz. Curcuma DMSO extracts and curcumin exhibit an anti-inflammatory and anti-catabolic effect on human intervertebral disc cells, possibly by influencing TLR2 expression and JNK activity [J]. Journal of Inflammation, 2012, 9:29
[6]代静玉. 酸性二甲基亚砜和碱混液提取土壤胡敏酸效率及其特性的比较研究 [J]. 土壤学报, 2004,2.
[7]李世旭. 纤维堆囊菌中埃博霉素生物合成关键酶的初步研究[D]. 齐鲁工业大学,2013.