第二章-药源微生物及微生物药物的筛选技术课件

微生物制药微生物制药Microbial Pharmaceutics 主讲教师：陈静博士主讲教师：陈静博士山东轻工业学院食品与生物工程学院山东轻工业学院食品与生物工程学院讲授内容讲授内容第一章第一章 药物微生物与微生物药物药物微生物与微生物药物第二章第二章 药源微生物及微生物药物的筛选技术药源微生物及微生物药物的筛选技术第三章第三章 微生物药物的发酵技术微生物药物的发酵技术第四章第四章 抗生素及耐药性抗生素及耐药性第五章第五章 抗生素生产实例抗生素生产实例第六章第六章 疫苗疫苗第七章第七章 基因工程药物基因工程药物第八章第八章 生物转化与甾体药物生物转化与甾体药物第二章第二章 药源微生物及微生物药物药源微生物及微生物药物的筛选技术的筛选技术第一节第一节 重要的药源微生物类群重要的药源微生物类群第二节第二节 药物微生物的筛选技术药物微生物的筛选技术第三节第三节 药物筛选的发酵转化工艺药物筛选的发酵转化工艺第四节第四节 化学筛选化学筛选第五节第五节 筛选模型筛选模型第一节第一节 重要的药源微生物类群重要的药源微生物类群一、放线菌一、放线菌1 1、分布、分布主要生境土壤主要生境土壤2 2、特点、特点G G+,好氧，链霉菌好氧，链霉菌3 3、应用、应用氨基糖苷类，聚酮类，多肽类，核苷类氨基糖苷类，聚酮类，多肽类，核苷类二、芽孢杆菌属二、芽孢杆菌属1 1、分布、分布主要生境土壤主要生境土壤2 2、特点、特点G G+,好氧或兼性厌氧，枯草芽孢杆菌好氧或兼性厌氧，枯草芽孢杆菌3 3、应用、应用t,t,杆菌肽杆菌肽,短杆菌肽短杆菌肽三、假单胞菌属三、假单胞菌属1 1、分布、分布多居于土壤多居于土壤,恶劣环境恶劣环境2 2、特点、特点G G-,好氧好氧3 3、应用、应用硝吡咯菌素硝吡咯菌素,莫匹罗星莫匹罗星四、粘细菌四、粘细菌1 1、分布、分布广泛广泛2 2、特点、特点复杂生活史复杂生活史,子实体子实体3 3、应用、应用 AmbruticinAmbruticin安布替星安布替星,MyxothiazolMyxothiazol粘噻唑粘噻唑,EpothiloneEpothilone A A和和B B 粘细菌次级代谢产物的特点粘细菌次级代谢产物的特点（1）种类多）种类多（2）结构新）结构新（3）衍生物多）衍生物多（4）化合物产生菌株的特异性不强）化合物产生菌株的特异性不强（5）作用对象特别）作用对象特别五、曲霉菌属和青霉菌属五、曲霉菌属和青霉菌属1 1、分布、分布多居于土壤多居于土壤,温暖环境温暖环境,植物植物,人或动物人或动物2 2、特点、特点丝状真菌丝状真菌,多种孢子多种孢子3 3、应用、应用青霉素青霉素,洛伐他汀洛伐他汀,灰黄霉素灰黄霉素六、海洋微生物六、海洋微生物1 1、分布、分布沉积物细菌沉积物细菌,深海细菌深海细菌,共栖细菌共栖细菌,共生细菌共生细菌2 2、应用、应用抗肿瘤、抗心血管病、免疫调节剂、抗生素抗肿瘤、抗心血管病、免疫调节剂、抗生素海洋微生物活性物质的研究进展（自学）海洋微生物活性物质的研究进展（自学）七、极端微生物七、极端微生物1 1、分布和分类、分布和分类 嗜热菌嗜热菌,嗜冷菌嗜冷菌,嗜碱菌嗜碱菌,嗜盐菌嗜盐菌,嗜酸菌嗜酸菌,嗜压菌嗜压菌2 2、应用、应用从从1 1株嗜热菌株嗜热菌Pseudomonas Pseudomonas akbaliaakbalia得到了抗得到了抗真菌化合物真菌化合物pyochelinpyochelin抗肿瘤药物抗肿瘤药物,抗抑郁药物等抗抑郁药物等极端环境微生物源活性物质的研究进展（自极端环境微生物源活性物质的研究进展（自学）学）第二节第二节 药物微生物的筛选技术药物微生物的筛选技术新新微微生生物物药药物物筛筛选选流流程程样品的采集样品的采集微生物的分离微生物的分离微生物鉴定微生物鉴定发酵发酵生物活性鉴定生物活性鉴定化合物的分离纯化化合物的分离纯化结构测定结构测定新物质新物质临床前药理临床前药理临床试验临床试验开发研究开发研究新新药开开发？1 1、环境中有机质的含量及种类、环境中有机质的含量及种类2 2、采集季节、采集季节3 3、含水量、含水量4 4、酸碱度、酸碱度一、样品的采集一、样品的采集1 1、预处理、预处理2 2、分离、分离（1 1）富集培养基进行富集培养）富集培养基进行富集培养（2 2）平板划线）平板划线 （3 3）斜面保藏）斜面保藏二、微生物的分离二、微生物的分离 三、发酵三、发酵第三节详细讲解第三节详细讲解四、活性测定四、活性测定抗菌药物抗菌药物：非致病菌为对象，采用琼脂扩散：非致病菌为对象，采用琼脂扩散法测定活性，筛选生物活性物质。法测定活性，筛选生物活性物质。也可以使用耐药和超敏菌种。也可以使用耐药和超敏菌种。抗癌药物抗癌药物：细胞实验：细胞实验五、化合物的分离纯化五、化合物的分离纯化第三章详细讲解第三章详细讲解六、产物结构鉴定六、产物结构鉴定 用用HPLC、LCMS、NMR等，分析鉴定活等，分析鉴定活性物质。性物质。其他现代的筛选技术如靶向筛选、高通量筛其他现代的筛选技术如靶向筛选、高通量筛选、高内涵筛选等可以结合使用。选、高内涵筛选等可以结合使用。七、微生物鉴定七、微生物鉴定1 1、形态学、形态学2 2、生理生化、生理生化3 3、分子生物学方法、分子生物学方法第三节第三节 药物筛选的发酵转化工艺药物筛选的发酵转化工艺一、影响次级代谢产物合成的因素一、影响次级代谢产物合成的因素1 1、营养因素、营养因素营养因素对于微生物的生长是营养因素对于微生物的生长是必不可少必不可少的，但有些的，但有些营养因子对于次级代谢产物的合成具有营养因子对于次级代谢产物的合成具有负面影响负面影响。通常，有通常，有抑制作用的营养物质抑制作用的营养物质是葡萄糖或其他易吸是葡萄糖或其他易吸收的碳源，氨水或其他易吸收的氮源，以及无机磷收的碳源，氨水或其他易吸收的氮源，以及无机磷酸盐或其他可产生磷酸盐的成分。酸盐或其他可产生磷酸盐的成分。举例：举例：工业上含氯四环素的生产工业上含氯四环素的生产2、金属离子、金属离子 许多金属离子能够刺激次级代谢产物的许多金属离子能够刺激次级代谢产物的产生，可能发生在产生，可能发生在转甲基转甲基（Co 2+），），降解过程降解过程（Cu2+，Mg 2+），以及其他），以及其他反应步骤中。反应步骤中。表表2-1 2-1 金属离子对微生物生物活性次级代谢产物合金属离子对微生物生物活性次级代谢产物合成的影响成的影响次次级代代谢产物物产生菌生菌金属离子金属离子作用作用棒曲霉素棒曲霉素荨麻青霉麻青霉Mn2+刺激刺激产生生相模霉素相模霉素相模原小相模原小单孢菌菌Co2+刺激刺激N-甲基化甲基化A因子因子灰色灰色链霉菌霉菌Co2+刺激刺激产生生双丙胺磷双丙胺磷吸水吸水链霉菌霉菌Co2+刺激刺激P-甲基化甲基化林可霉素林可霉素林肯林肯链霉菌霉菌Mg3(PO4)2减少减少NH4+的含量的含量白地霉抗菌素白地霉抗菌素灰色灰色链霉菌霉菌Zn2+，Fe2+，Mg2+减少减少PO43-的含量的含量诺尔尔斯菌素斯菌素诺尔尔斯斯链霉菌霉菌Zn2+刺激刺激产生生庆大霉素大霉素紫紫红小小单孢菌菌Ca2+刺激刺激N-甲基化甲基化-内内酰胺胺带小棒小棒链霉菌霉菌Fe2+降低降低PO43-的抑制的抑制作用作用3、前体物质、前体物质 虽然机制还不是很清楚，但研究发现，虽然机制还不是很清楚，但研究发现，加入加入氨基酸、短链脂肪酸、或者醇类氨基酸、短链脂肪酸、或者醇类，通常可以刺激次级代谢产物的产生。通常可以刺激次级代谢产物的产生。这种增强作用可能是添加物形成了这种增强作用可能是添加物形成了目目标化合物的合成前体标化合物的合成前体。4、胞内诱导物、胞内诱导物 微生物次级代谢产物的生物合成常常受胞内微生物次级代谢产物的生物合成常常受胞内低分子量的诱导物质的调节。低分子量的诱导物质的调节。表表2-2 2-2 诱导微生物活性次级代谢产物合成的胞内因子诱导微生物活性次级代谢产物合成的胞内因子胞内胞内诱导物物产生菌生菌诱导产生的次生的次级代代谢产物物A因子因子灰色灰色链霉菌霉菌链霉素霉素B因子因子地中海地中海诺卡菌卡菌利福霉素利福霉素I因子因子灰色灰色链霉菌霉菌柔毛霉素柔毛霉素诱导物物质弗吉尼弗吉尼亚链霉菌霉菌维及霉素及霉素5、pH在生长允许的范围内，在生长允许的范围内，pH对微生物次级代对微生物次级代谢产物产生的影响很大。谢产物产生的影响很大。一些研究发现，微一些研究发现，微生物生长的最适生物生长的最适pH并不是次级代谢产物合并不是次级代谢产物合成的最适成的最适pH。通常通过向培养基中添加通常通过向培养基中添加无机酸、无机酸、CaCO3、磷酸盐、氨水或磷酸盐、氨水或Na2CO3来调节来调节pH。举例：举例：在杆菌肽的合成过程中，添加短连脂肪酸会在杆菌肽的合成过程中，添加短连脂肪酸会引起菌体和次级代谢产物产量同时下降。引起菌体和次级代谢产物产量同时下降。6、温度、温度据报道，一株嗜冷链霉菌在据报道，一株嗜冷链霉菌在15时可产生时可产生一种抗细菌的代谢产物一种抗细菌的代谢产物A-60，但在，但在28由由于产生了一种可使于产生了一种可使A-60失活的酶而不能产失活的酶而不能产生该产物。生该产物。7、通气和搅拌、通气和搅拌氧气是好氧微生物生长所必需的，可以通氧气是好氧微生物生长所必需的，可以通过过摇床摇动、通气、或搅拌摇床摇动、通气、或搅拌使氧气溶解在使氧气溶解在液体培养基中。对个别微生物来说，液体培养基中。对个别微生物来说，不同不同的溶解氧的溶解氧对生物活性产物的产生有很大的对生物活性产物的产生有很大的影响。影响。举例：举例：一株链霉菌一株链霉菌500r/min转速时，枝肌醇霉素和转速时，枝肌醇霉素和氯癌霉素同时合成，而在氯癌霉素同时合成，而在 250r/min时，这时，这两种物质都不能合成，但合成链丝霉素。两种物质都不能合成，但合成链丝霉素。8、渗透压、渗透压对于对于海洋微生物和陆地微生物海洋微生物和陆地微生物来说，可以耐受的来说，可以耐受的NaCl浓度是不同的。嗜盐菌生长浓度是不同的。嗜盐菌生长3%-5%的的NaCl浓度，而陆地微生物低于浓度，而陆地微生物低于2%。在常规的发酵中，真菌和链霉菌的在常规的发酵中，真菌和链霉菌的菌丝体会互相菌丝体会互相缠绕形成各种大小的菌团缠绕形成各种大小的菌团。因此常加入。因此常加入沸石、硅沸石、硅藻土、高岭土和其他天然矿物质颗粒藻土、高岭土和其他天然矿物质颗粒。环糊精添加环糊精添加 例如例如加入加入0.2%-1.0%的的-环糊精可以提高兰卡杀环糊精可以提高兰卡杀菌素的产量大约菌素的产量大约10倍。倍。二、发酵条件的选择二、发酵条件的选择1 1、发酵培养基营养物质的选择、发酵培养基营养物质的选择发酵培养基包括碳源、氮源、无机金属离子和缓冲发酵培养基包括碳源、氮源、无机金属离子和缓冲剂等。剂等。复杂的培养基更适于次级代谢产物的合成，复杂的培养基更适于次级代谢产物的合成，因为它们不但可以获得更高的产量，并且也更经济。因为它们不但可以获得更高的产量，并且也更经济。化学成分很清楚的合成培养基在微生物次级代谢产化学成分很清楚的合成培养基在微生物次级代谢产物的发酵中很少使用。物的发酵中很少使用。表表2-3 2-3 次级代谢产物生产的典型培养基的组成成分次级代谢产物生产的典型培养基的组成成分除虫菌素除虫菌素 杀艰菌素杀艰菌素K-252红曲菌素红曲菌素工业葡萄工业葡萄糖糖4.5%胨化乳胨化乳2.4%自溶酵母自溶酵母0.25%聚乙二醇聚乙二醇2000 2.5mg/mLpH7.0糊精糊精4%可溶性蒸可溶性蒸馏物馏物0.7%酵母浸出酵母浸出液液0.5%CoCl6H2O 0.01%pH7.3葡萄糖葡萄糖0.5%可溶性淀可溶性淀粉粉3%大豆粗粉大豆粗粉3%酵母浸出酵母浸出液液0.5%玉米浸出玉米浸出液液0.5%CaCO3 0.3%pH7.2甘油甘油7%葡萄糖葡萄糖3%肉浸出液肉浸出液3%蛋白胨蛋白胨0.8%NaNO3 0.2%MgSO47H2O 0.01%pH5.02、含高浓度磷酸盐的培养基、含高浓度磷酸盐的培养基尽管尽管低浓度的磷酸盐培养基低浓度的磷酸盐培养基有利于次级发酵有利于次级发酵代谢产物的合成这一观点被广泛接受，但是代谢产物的合成这一观点被广泛接受，但是含有含有1%-2%无机磷酸盐的无机磷酸盐的高浓度磷酸盐高浓度磷酸盐培养培养基也被成功地用于发酵基也被成功地用于发酵生产硝吡咯菌素生产硝吡咯菌素。2%的无机磷酸盐使得硝吡咯菌素的合成变得的无机磷酸盐使得硝吡咯菌素的合成变得更具更具重现性重现性和更高的和更高的产量产量。3、含高浓度其他盐的培养基、含高浓度其他盐的培养基鉴于无机磷酸盐对微生物次级代谢产物的生物合成鉴于无机磷酸盐对微生物次级代谢产物的生物合成的普遍抑制作用已被充分证明，所以高浓度磷酸盐的普遍抑制作用已被充分证明，所以高浓度磷酸盐培养基被认为是一种培养基被认为是一种极端的发酵条件极端的发酵条件。同样，高浓。同样，高浓度的其他盐也可能形成这种有利于次级代谢产物合度的其他盐也可能形成这种有利于次级代谢产物合成的极端发酵条件。成的极端发酵条件。例如：例如：如如A-60只在硫酸镁浓度高于只在硫酸镁浓度高于2%的条件下才的条件下才产生。产生。但是有关高浓度盐强烈刺激微生物次级代谢产物合但是有关高浓度盐强烈刺激微生物次级代谢产物合成的成的机制现在还不清楚机制现在还不清楚。4、pH碱性的培养基碱性的培养基有些微生物可以在有些微生物可以在pH碱性条件下生长，并碱性条件下生长，并产生碱性胞外酶。许多放线菌和真菌属于产生碱性胞外酶。许多放线菌和真菌属于这类这类嗜碱微生物嗜碱微生物，在碱性条件下这类菌可，在碱性条件下这类菌可产生产生新的次级代谢产物新的次级代谢产物。如新型如新型抗细菌和抗真菌肽抗细菌和抗真菌肽No.1907的发现，的发现，是从生长在是从生长在pH11培养液中发现的。培养液中发现的。5、拟混合培养、拟混合培养通过通过两种微生物的混合培养两种微生物的混合培养来获得新的化合物，来获得新的化合物，可能是一株菌产生了一种生物学上可能是一株菌产生了一种生物学上没有活性的代没有活性的代谢物谢物，这种代谢物可以被，这种代谢物可以被第二株菌变成有活性的第二株菌变成有活性的化合物。化合物。然而这种方法的然而这种方法的大规模筛选可能存在困难大规模筛选可能存在困难，如微，如微生物个体生长速率等。生物个体生长速率等。有一个混合发酵实验：有一个混合发酵实验：一个镰刀菌菌株在培养基一个镰刀菌菌株在培养基中生长中生长4天后，将上清夜过滤除菌，加入天后，将上清夜过滤除菌，加入2%的葡的葡萄糖，然后接入各种微生物培养后发现在有的培萄糖，然后接入各种微生物培养后发现在有的培养中出现了养中出现了抗细菌活性抗细菌活性，但在镰刀菌培养液中没，但在镰刀菌培养液中没有抗菌活性。有抗菌活性。6、前体指导的生物合成、前体指导的生物合成次级代谢过程中的酶常常表现出次级代谢过程中的酶常常表现出较低的底物专一性较低的底物专一性，合成的合成的次级代谢产物通常是一大类结构相似的代谢次级代谢产物通常是一大类结构相似的代谢物物。因此，添加一定的外源前体可以获得所需产物。因此，添加一定的外源前体可以获得所需产物的的特定组分特定组分。这一现象最早在产黄青霉菌合成青霉素的发酵中观这一现象最早在产黄青霉菌合成青霉素的发酵中观察到的。青霉菌的培养物中含有青霉素察到的。青霉菌的培养物中含有青霉素G、青霉素、青霉素X、青霉素、青霉素K和青霉素和青霉素F，而当向培养基中，而当向培养基中添加玉米添加玉米浆时浆时，只有青霉素，只有青霉素G获得了较高的产量。获得了较高的产量。第四节第四节 化学筛选化学筛选一、传统生物活性筛选系统面临的困难一、传统生物活性筛选系统面临的困难1 1、一种可信的筛选方法的确定需要大量的研究工、一种可信的筛选方法的确定需要大量的研究工作和很长的时间。作和很长的时间。2 2、一些因素的影响使得无数的次级代谢产物漏筛。、一些因素的影响使得无数的次级代谢产物漏筛。3 3、体外筛选的新化合物，在体内测定时生物活性、体外筛选的新化合物，在体内测定时生物活性会出现很大差别。会出现很大差别。二、化学筛选的原则二、化学筛选的原则1 1、首先是使用几个特殊的实验对代谢产物进行分、首先是使用几个特殊的实验对代谢产物进行分离和检测，包括颜色反应鉴定代表性官能团。离和检测，包括颜色反应鉴定代表性官能团。2 2、对已分离的代谢产物的生物活性进行估计。、对已分离的代谢产物的生物活性进行估计。三、举例三、举例生物碱（含氮化合物）是一类重要的药物，从微生物碱（含氮化合物）是一类重要的药物，从微生物中分离生物碱得到了广泛的关注。生物中分离生物碱得到了广泛的关注。1976年，年，Rosenberg描述了用颜色反应从低等真菌中寻找生描述了用颜色反应从低等真菌中寻找生物碱的方法。例如瓦格纳试剂、迈尔生物碱试剂物碱的方法。例如瓦格纳试剂、迈尔生物碱试剂和硅钨酸试剂等，发现在各种典型培养的培养物和硅钨酸试剂等，发现在各种典型培养的培养物中包括曲霉、镰胞菌、青霉等，可以高频率中包括曲霉、镰胞菌、青霉等，可以高频率（12%-40%）检测到生物碱的存在。）检测到生物碱的存在。第五节第五节 筛选模型筛选模型一、常规或经典的药物细胞筛选模型一、常规或经典的药物细胞筛选模型药物作用范物作用范围细胞模型胞模型革革兰氏阳性球菌氏阳性球菌革革兰氏阳性杆菌氏阳性杆菌革革兰氏阴性杆菌氏阴性杆菌结核杆菌核杆菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌枯草芽枯草芽孢杆菌杆菌大大肠杆菌、杆菌、绿脓杆菌、气杆菌杆菌、气杆菌分支杆菌分支杆菌抗真菌抗真菌白色念珠菌、白色念珠菌、发藓菌、菌、丝状真菌、状真菌、新型新型隐球菌、烟曲霉球菌、烟曲霉抗抗肿瘤瘤各种各种肿瘤瘤细胞胞非非肿瘤瘤细胞系胞系统、精原、精原细胞核、胞核、酵母呼吸缺陷型酵母呼吸缺陷型抗病毒抗病毒噬菌体、噬菌体、细胞胞组织培养培养抗抗细菌菌1 1、超敏感细胞筛选模型、超敏感细胞筛选模型 微生物次级代谢产物产生条件苛刻，大量的微生物代微生物次级代谢产物产生条件苛刻，大量的微生物代谢产物的产量是微量的，尤其是新分离的野生菌株。谢产物的产量是微量的，尤其是新分离的野生菌株。因此，初筛的模型应该有很强的敏感性。超敏感菌株因此，初筛的模型应该有很强的敏感性。超敏感菌株的使用使得有关的筛选更加高效。的使用使得有关的筛选更加高效。但应该说明的是超敏感菌株仅对单种类型的作用机制但应该说明的是超敏感菌株仅对单种类型的作用机制超敏感。因此，需要构建各种各样的超敏感筛选模型。超敏感。因此，需要构建各种各样的超敏感筛选模型。二、特殊的细胞筛选模型二、特殊的细胞筛选模型2 2、-内酰胺类化合物细胞筛选模型内酰胺类化合物细胞筛选模型 该模型使用了两套细菌细胞体系该模型使用了两套细菌细胞体系:一种细胞是没有一种细胞是没有-内酰胺酶酶活的，内酰胺酶酶活的，另一种是能够产生另一种是能够产生-内酰胺酶酶活的。内酰胺酶酶活的。如果被筛选的代谢物仅对没有酶活的菌株表现抑制如果被筛选的代谢物仅对没有酶活的菌株表现抑制活性，则可以初步断定该化合物是属于活性，则可以初步断定该化合物是属于-内酰胺内酰胺类的。类的。3 3、-内酰胺酶抑制剂细胞筛选模型内酰胺酶抑制剂细胞筛选模型 以能够产生以能够产生-内酰胺酶酶活的菌株作为筛选模型。内酰胺酶酶活的菌株作为筛选模型。不添加不添加-内酰胺类化合物的培养基内酰胺类化合物的培养基添加添加-内酰胺类化合物的培养基内酰胺类化合物的培养基 如果被筛选的代谢物在不添加如果被筛选的代谢物在不添加-内酰胺类化合物的内酰胺类化合物的培养基中不表现出抑制活性，而在添加了培养基中不表现出抑制活性，而在添加了-内酰胺内酰胺类化合物的培养基中表现出抑制活性，则可以初步断类化合物的培养基中表现出抑制活性，则可以初步断定该化合物对于定该化合物对于-内酰胺酶有抑制活性。内酰胺酶有抑制活性。4 4、作用于细胞壁合成的药物筛选模型、作用于细胞壁合成的药物筛选模型 该筛选模型也是使用两套细菌细胞对照体系。该筛选模型也是使用两套细菌细胞对照体系。一种细胞是支原体，一种细胞是支原体，另一种细胞是细菌，如大肠杆菌。另一种细胞是细菌，如大肠杆菌。由于支原体的细胞没有细胞壁，如果筛选的化合物由于支原体的细胞没有细胞壁，如果筛选的化合物对支原体没有抑制而能够抑制细菌，可表明该化对支原体没有抑制而能够抑制细菌，可表明该化合物的作用靶位可能是针对细胞壁合成的。合物的作用靶位可能是针对细胞壁合成的。5 5、细胞膜抑制剂的筛选模型、细胞膜抑制剂的筛选模型 细胞膜抑制剂主要是抑制细胞膜的合成，改细胞膜抑制剂主要是抑制细胞膜的合成，改变或破坏细胞膜的通透性。变或破坏细胞膜的通透性。对于细胞膜合成抑制剂的筛选模型主要是通对于细胞膜合成抑制剂的筛选模型主要是通过过抑制细胞膜合成的主要组分脂肪酸的合成抑制细胞膜合成的主要组分脂肪酸的合成来实来实现的。现的。如果药物能够抑制细胞的生长繁殖，但添加如果药物能够抑制细胞的生长繁殖，但添加脂肪酸可以消除药物的抑制，那么药物的作用靶脂肪酸可以消除药物的抑制，那么药物的作用靶位可能是针对脂肪酸合成的。位可能是针对脂肪酸合成的。6 6、抗代谢物筛选模型、抗代谢物筛选模型 抗代谢类药物通常是各种初级代谢小分子物质抗代谢类药物通常是各种初级代谢小分子物质的类似物的类似物，如氨基酸类物质、核苷类物质。，如氨基酸类物质、核苷类物质。细菌一般都具有各种氨基酸或核苷酸的合成能细菌一般都具有各种氨基酸或核苷酸的合成能力，如果有关的合成酶活性被抑制，则需要通过添力，如果有关的合成酶活性被抑制，则需要通过添加相关的生长必需物质才能存活。加相关的生长必需物质才能存活。在筛选的时候，如果在完全培养基上生长，而在筛选的时候，如果在完全培养基上生长，而在基本培养基上不生长，则可以初步判断该化合物在基本培养基上不生长，则可以初步判断该化合物是某些生长必需物质的类似物。是某些生长必需物质的类似物。三、体外分子筛选模型三、体外分子筛选模型1 1、抗生素钝化酶靶分子模型、抗生素钝化酶靶分子模型每一种新的微生物药物应用后不久，就会遇上致病菌每一种新的微生物药物应用后不久，就会遇上致病菌的耐药性问题。的耐药性问题。在耐药性机理中，在耐药性机理中，致病菌产生使抗生素失活的钝化酶致病菌产生使抗生素失活的钝化酶是重要的原因之一。是重要的原因之一。因此，可以用产生抗生素钝化酶的微生物的无细胞体因此，可以用产生抗生素钝化酶的微生物的无细胞体系或提纯的钝化酶，进行钝化酶抑制剂的靶向性筛选。系或提纯的钝化酶，进行钝化酶抑制剂的靶向性筛选。抗生素抗生素耐耐药菌菌钝化化酶酶青霉素青霉素葡萄球菌葡萄球菌革革兰氏阴性菌氏阴性菌-内内酰胺胺酶酶头孢菌素菌素革革兰氏阴性菌氏阴性菌头孢菌素内菌素内酰胺胺酶酶链霉素霉素革革兰氏阴性杆菌氏阴性杆菌链霉素磷酸霉素磷酸转移移酶酶、链霉素霉素酰苷苷转移移酶酶卡那霉素卡那霉素革革兰氏阴性氏阴性细菌菌绿脓杆菌杆菌卡那霉素磷酸卡那霉素磷酸转移移酶酶、卡那霉素乙卡那霉素乙酰转移移酶酶、卡那霉素卡那霉素酰苷苷转移移酶酶庆大霉素大霉素大大肠杆菌杆菌绿脓杆菌杆菌庆大霉素乙大霉素乙酰转移移酶酶庆大霉素大霉素酰苷苷转移移酶酶表表2-5 2-5 耐药菌中各种抗生素的钝化酶耐药菌中各种抗生素的钝化酶2 2、受体靶分子模型、受体靶分子模型 药物分子在细胞内的作用靶位通常是一些大分子药物分子在细胞内的作用靶位通常是一些大分子的物质，其中的物质，其中受体蛋白是一类重要的靶分子受体蛋白是一类重要的靶分子，尤，尤其在免疫调节剂和抗病毒药物的筛选中具有重要其在免疫调节剂和抗病毒药物的筛选中具有重要的意义。的意义。受体靶分子模型是将相应的蛋白质分离纯化，然受体靶分子模型是将相应的蛋白质分离纯化，然后后测定药物与受体蛋白的结合能力测定药物与受体蛋白的结合能力，从而筛选受，从而筛选受体靶向性的药物。体靶向性的药物。3 3、正常酶靶分子模型、正常酶靶分子模型 在现代药物筛选中，大量的筛选工作是针对在现代药物筛选中，大量的筛选工作是针对非感非感染性的生理性病症染性的生理性病症，如肥胖症、高血糖、高血脂，如肥胖症、高血糖、高血脂和老年性痴呆等。和老年性痴呆等。对于这些病症的体外筛选模型，可以对于这些病症的体外筛选模型，可以分离纯化这分离纯化这些病症中的关键酶作药物分子筛选的靶些病症中的关键酶作药物分子筛选的靶。如在高。如在高血糖症中起作用的淀粉酶可以用作靶蛋白进行筛血糖症中起作用的淀粉酶可以用作靶蛋白进行筛选。选。4 4、cccDNAcccDNA（共价闭合环状（共价闭合环状DNADNA）靶分子模型）靶分子模型 核酸也可以作为药物筛选的关键靶核酸也可以作为药物筛选的关键靶。利用利用cccDNAcccDNA为模板可以有效地筛选能够与为模板可以有效地筛选能够与cccDNAcccDNA相结合的分子，进而找到治疗药物。相结合的分子，进而找到治疗药物。内容回顾内容回顾思考题思考题1、重要的药源微生物有哪些类群、重要的药源微生物有哪些类群？2、药物微生物筛选采集样品时应注意哪些问、药物微生物筛选采集样品时应注意哪些问题？题？3、影响次级代谢产物合成的因素有哪些？、影响次级代谢产物合成的因素有哪些？4、比较特殊的体内细胞筛选模型有哪些？、比较特殊的体内细胞筛选模型有哪些？5、体外分子筛选模型有哪些？、体外分子筛选模型有哪些？