海洋环境科学

海洋微生物药物开发的研究进展 

来源:海洋环境科学 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2020-11-06

0 引言

随着现在陆地自然资源的大力开发,人们将视线转移到海洋。近几年,丰富的海洋微生物资源引起了各发达国家(如美国和日本)以及发展中国家(如中国)的关注。海洋中微生物繁殖快、数量众多、种类也极其多样。在1mL的海水里大约有100万个微生物,其中包括一些微型藻类(蓝藻)、放线菌、细菌、真菌和病毒等,在制药领域具有巨大的潜力。

1 海洋微生物活性物质

生物活性物质,指来自生物体内的对生命现象具有影响的微量物质。而海洋微生物活性物质则是指海洋中各个海洋微生物所含有的活性物质。这种微生物活性物质往往能够用于研究新的药物而在医药方面起着至关重要的作用。

1.1 海洋微生物活性物质的特点和分类

在海洋中,数量众多的海洋微生物依靠和海中动物和植物的共生来获取营养,但由于激烈的竞争性,海洋微生物会代谢一些不同的有机分子来获取极其有限的资源,而这些小分子有机物正是合成新药或者膳食补充剂的基础。海洋微生物代谢的有机化合物分子主要可以分为抗菌、抗病毒、抗肿瘤、酶抑制、维生素和极端酶。其中海洋微生物能够抗肿瘤的活性物质药物成为研究重点。海洋微生物活性物质的抗生素运用也在最近几年快速发展起来。例如共生在一种海绵内的藻青菌 Oscillatoria spongeliae,代谢时能产生名叫多溴化联苯乙醚的抗生素。除此之外,海洋微生物产生的有机分子还具有繁殖快、种类多的特点,相比以前从海洋生物中提取,它摆脱了对数量的限制。现阶段对于海洋微生物有机化合物的研究还处于相对初步阶段,接近90%以上的临床药物从微生物提取,但如今仅有少量的海洋微生物作为天然药物用于临床,该现状反映了人们对海洋微生物资源的认识和开发的不足。

海洋微生物通过代谢产生众多有机的且可以用于研究医药药物的活性物质,是现在科学家利用海洋微生物的主要原因之一。这些活性物质大致可分为脂类(如脂肪酸)、糖类、多肽蛋白质及酶、特殊氨基酸等。在我国,海洋微生物资源主要来源于氨基酸、多肽蛋白质、糖类、酶、萜类等,尤其是近几年,我国藻酸双酯钠(PPS)、肝糖酯等已经被批准上市。

1.2 海洋微生物活性物质的研究进展

表1 国内外正在研究的基于海洋微生物的重要海洋药物生物来源 化合物 化合物种类 功能及应用前景链霉菌亚种 氨基糖苷8510-1 糖苷 强抑制绿脓杆菌和革兰氏阴性菌的抗生素黄杆菌属Uliginosum 杂多糖 Marinactan 多糖增强免疫系统,抑制动物移植肿瘤,可作为化疗药物的佐剂用于肿瘤治疗微囊藻届蓝藻aeruginosins98-A,B和 micropeptinsA,B酶抑制剂 多肽 产出抑胰抑糖蛋白的酶抑制剂多烯离子载体物质,Aplasmomycin 提取物 抗生素 抑制革兰氏阳性细菌,对疟疾原体有减少作用Alteromanas haloplanktis 的海洋细菌抗生素纯化20 ℃发酵产生的一种离子载体类的代谢产物代谢物 抑制肿瘤细胞海洋放线菌 Stretomyces sp.(BL-49-58-005)对白血病K-562细胞、前 列腺癌细胞、胰肿瘤细胞等均有抑制作用海洋链霉菌MDG-04-17-069 3种生物碱类化合物 碱类化合物合物Tartrolon D 脂类 对多种人 体癌细胞有体外抑制作用大环内酯类化海洋细菌ANAM-39 活性物质粗提物 活性物质对蜡样芽孢杆菌、绿脓杆菌、无乳链球菌、大肠杆菌、志贺痢疾杆菌等均有抑菌作用软珊瑚的真菌Alternaria sp. 化合物 次级代谢产物Ecoli 和 Vibrio parahaemolyticus 均表现出强的抑制活性一株海洋放线菌BM-17,经鉴定该菌种属于诺卡氏菌属(Nocardia dassonvillei和六个已知化合物次级代谢产物具有较高的抗白色念珠菌(Candida albicans)活性,也具有较高的肿瘤细胞(HepG2,A549,HCT-116 和COC1)海洋链霉菌 生物碱含硫和含氮的一类生物碱能够体外抗 L 1210 淋巴瘤和 IMC 癌细胞海洋真菌 抗生素 头孢霉素cephalo sporins 抗感染Pelagiobacter variabilis吩嗪抗生 Pelagiomicins A,B 和 C抗生素 体内外有较强的抗肿瘤活性褐藻 藻酸双酯钠(PSS) 酸钠分子 治疗高脂血症

海洋微生物活性物质卓越的生理活性这一特点,是发掘海洋微生物制品的基础,在医药方面(如抗肿瘤抗癌抗病毒等)的运用尤其显著。作为发展中国家,我国尚不能有效地对有用的活性物质进行提纯,在最大化高通量法、提取结构复杂的医药用海洋微生物活性物质方面,距离发达国家仍有巨大的差距。但是很多高校和科研机构(如浙江大学等)已经开始对海洋资源微生物资源的开发加大了重视。表1总结了国内外正在研究的基于海洋微生物的重要海洋药物,主要体现在以下几类药物。

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