灵菌红素的分离纯化及其活性的初步研究

灵菌红素的分离纯化及其活性的初步研究

论文摘要

灵菌红素(Prodigiosins)是由放线菌、细菌产生的一类次级代谢产物,其结构特征是含有甲基吡咯环骨架结构的一类天然红色素。研究表明,灵菌红素具有抗细菌、抗真菌、抗疟疾、抗原生动物、免疫抑制等生物活性。近年来,研究者还发现灵菌红素在治疗癌症方面也具有一定的药用潜力。因此,目前有关灵菌红素的研究已受到国内外学者的广泛关注。本试验研究采用响应面法对菌株HUB-I-107生物合成灵菌红素的代谢途径的前体物(氨基酸)进行优化。菌株HUB-I-107生物合成的试验结果表明,向发酵培养基中添加甘氨酸(Gly)、天冬氨酸(Asp)、脯氨酸(Pro)浓度分别为1.534629 g/L、1.469015 g/L、6.284922 g/L,灵菌红素产量由优化前的 295 mg/L提高到了 878mg/L,产量提高了三倍。另外,本试验采用大孔树脂吸附与有机溶剂萃取相结合,并结合硅胶柱和C18反向柱分离纯化方法进行细分,利用TLC进行跟踪检测,分离得到了单体化合物灵菌红素,并采用UV、质谱、HNMR对分离得到的灵菌红素的结构进行了测定。此外本试验通过牛津杯法、MTT法研究了灵菌红素的抑菌和抑制肿瘤细胞增殖作用,试验结果表明:灵菌红素对革兰氏阳性、阴性菌都有抑制作用,但对枯草芽孢杆菌抑制作用最强,且灵菌红素对乳腺癌细胞(MDA-MB-231)有增抑制值作用,IC50值为0.72 μg/mL。灵菌红素对肿瘤细胞的抑制作用呈时间-剂量依赖性。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第1章 前言
  • 1.1 灵菌红素概述
  • 1.2 灵菌红素生物合成基因和代谢途径的研究
  • 1.3 灵菌红素的分离纯化及检测方法
  • 1.4 灵菌红素的抗菌、抗疟疾、抗原生动物的活性
  • 1.5 灵菌红素的抗肿瘤活性与细胞凋亡
  • 1.5.1 作为pH调节器
  • 1.5.2 作为DNA裂解因子
  • 1.5.3 细胞周期的特异性抑制剂
  • 1.5.4 作为丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)调节器
  • 1.6 抑制癌细胞浸润转移活性
  • 1.7 灵菌红素的免疫抑制活性
  • 1.8 灵菌红素的抑藻活性
  • 1.9 本试验研究的目的意义及主要内容
  • 1.9.1 本试验研究的目的意义
  • 1.9.2 本试验研究的主要内容
  • 第2章 响应面法优化前体物(氨基酸)
  • 2.1 试验材料
  • 2.1.1 菌株
  • 2.1.2 培养基
  • 2.1.3 主要药品和试剂
  • 2.1.4 主要仪器和设备
  • 2.2 试验方法
  • 2.2.1 HUB-I-107的发酵及灵菌红素含量测定
  • 2.2.2 响应面法优化对微生物发酵合成灵菌红素影响的前体物
  • 2.3 结果与分析
  • 2.3.1 灵菌红素吸光度与灵菌红素浓度的关系曲线
  • 2.3.2 响应面法优化前体物(氨基酸)在发酵培养基中的添加量
  • 第3章 灵菌红素的分离纯化
  • 3.1 试验材料
  • 3.1.1 菌株
  • 3.1.2 培养基
  • 3.1.3 试剂
  • 3.1.4 仪器设备
  • 3.2 试验方法
  • 3.2.1 菌株发酵培养
  • 3.2.2 灵菌红素在发酵液中的比例测定
  • 3.2.3 不同溶剂的提取率
  • 3.2.4 分离过程的选择和粗浸膏的制备
  • 3.2.5 上清液的大孔树脂吸附分离过程
  • 3.2.6 硅胶柱色谱分离
  • 18键合硅胶介质)分离'>3.2.7 反相色谱(C18键合硅胶介质)分离
  • 3.2.8 灵菌红素的检测
  • 3.2.9 灵菌红素的结构鉴定
  • 3.2.10 统计差异性分析
  • 3.3 结果与分析
  • 3.3.1 发酵液中灵菌红素的含量测定
  • 3.3.2 不同溶剂的提取率
  • 3.3.3 不同树脂对灵菌红素的吸附率及静态吸附动力学曲线
  • 3.3.4 温度对X-5树脂吸附的影响
  • 3.3.5 洗脱剂浓度对解析的影响
  • 3.3.6 X-5树脂吸附分离过程
  • 3.3.7 浸膏的制备
  • 18分离结果'>3.3.8 硅胶柱色谱及C18分离结果
  • 3.3.9 灵菌红素的检测及结构鉴定
  • 第4章 灵菌红素的抗菌性及抗肿瘤试验
  • 4.1 试验材料
  • 4.1.1 抗菌活性供试菌株
  • 4.1.2 细胞株
  • 4.1.3 主要药品及试剂
  • 4.1.4 主要仪器
  • 4.1.5 溶液及培养基配制
  • 4.2 试验方法
  • 4.2.1 牛津杯法
  • 4.2.2 细胞复苏
  • 4.2.3 细胞传代培养
  • 4.2.6 灵菌红素对MDA-MB-231细胞生长抑制(MTT)
  • 4.3 结果与分析
  • 4.3.1 灵菌红素的抗菌活性
  • 4.3.2 灵菌红素对乳腺癌细胞MDA-MB-231的抑制
  • 第5章 讨论
  • 5.1 前体物(氨基酸)对HUB-I-107合成灵菌红素的影响
  • 5.2 灵菌红素的分离纯化及结构鉴定
  • 5.3 灵菌红素抗菌及抗肿瘤活性研究
  • 5.3.1 灵菌红素的抗菌活性
  • 5.3.2 灵菌红素的抗肿瘤活性
  • 5.3.3 MTT法检测灵菌红素对MDA-MB-231细胞的生长抑制作用
  • 第6章 结论
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间发表的论文
  • 相关论文文献

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