来自海洋微生物的活性物质课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,来自海洋微生物的活性物质,小细胞，大工厂,来自海洋微生物的活性物质小细胞，大工厂,1,丁烯酸内酯,一、来自深海放线菌的,高效低毒抗污损化合物,O,O,丁烯酸内酯一、来自深海放线菌的OO,2,海洋污损生物：生长在海水中人工表面上的生物,微生物,（细菌、藻类、真菌）,藤壶,苔藓虫,航海,(150,亿美元,),养殖,(3,亿美元,),发电,(10,亿美元,),海洋污损生物：生长在海水中人工表面上的生物微生物藤壶苔藓虫航,3,防污漆,重金属,杀虫剂,有机锡,基质,毒性,！,需要新型环保的防污添加剂,防污漆重金属杀虫剂 有机锡基质 毒性 ！需要新型环保的防,4,深海一株放线菌中分离到一系列的丁烯酸内酯,O,O,O,O,OH,O,O,OH,OH,OH,O,O,O,O,O,OH,活性,:,+,活性,:-,-,-,活性,:,+,活性,:-,-,-,活性,:,+,深海一株放线菌中分离到一系列的丁烯酸内酯OOOOOHOOOH,5,构效关系,O,O,O,O,O,O,O,O,O,O,by a German group,官能团,O,O,丁烯酸内酯环,+,+,-,-,-,-,-,-,-,-,-,O,O,+,O,O,OH,-,-,-,侧链的脂溶性,构效关系OOOOOOOOOOby a German grou,6,污损生物,EC,50,LC,50,LC,50,/EC,50,藤壶,0.52,20,38.4,盘管虫,0.017,1.0,58.8,草苔虫,0.2,50,250,O,O,结构优化,保持官能团,增加脂溶性,浓度：微克,/,毫升,微克,/,毫升,污损生物EC50LC50LC50/EC50藤壶0.5220,7,丁烯酸内酯的野外实验,(3,个月,),实验组,(,20%,污损生物覆盖,),对照组,(,100%,污损生物覆盖,),Xu Ying,et al,2010 Bioresource Technology,O,O,+5%,化合物,+5%,化合物,丁烯酸内酯的野外实验(3个月)实验组(1000,米,),细菌中筛到一株具有很强抗癌活性的细菌,通过大规模的发酵和化学分离手段分到了,didemnin B,首次从细菌中分离到这类化合物,大型生物无法大量养殖,临床应用全部靠化学全合成（步骤多，价格昂贵，有毒的杂质多）,生物发酵（绿色，经济，生物改造得到新型的同系物）,深海细菌产didemnins从300多株红海深海(1000,19,细菌,Tistrella mobilis,的全基因组测序,基因组,:6.5Mbps,GC,含量,:67.8%,didemnin,合成基因簇,染色体,3.5Mbp,1.2Mbp,693kb,64kb,690kb,细菌Tistrella mobilis的全基因组测序基因组:,20,非核糖体肽合成酶,(NRPS),-,流水线工作模式,模块,1,模块,2,模块,3,A,基因负责选取特定的氨基酸,T,基因负责活化氨基酸,C,基因负责催化两个氨基酸之间的加成,其它修饰基因：还原,（,KR,），,氧化（,O,），甲基化（,MT,）,1,个基因簇,(3,个模块，包含,12,个基因,),非核糖体肽合成酶(NRPS)模块 1模块 2模块 3A基因,21,模块,1:,乳酸的添加,didB,模块1:乳酸的添加didB,22,模块,2:,辅氨酸的添加,didC,模块2:辅氨酸的添加didC,23,模块,3:,N,-,甲基,-D-,亮氨酸的添加,didD,模块 3:N-甲基-D-亮氨酸的添加didD,24,didD,模块,2:,苏氨酸的添加,didD模块2:苏氨酸的添加,25,模块,5&6:Isostatin,的添加,didD,didE,模块5&6:Isostatin的添加didDdidE,26,模块,7&8:Hip,的添加,didF,模块7&8:Hip的添加didF,27,didG,模块,7&8:Hip,的添加,didG模块7&8:Hip的添加,28,模块,9:,亮氨酸的添加,didH,模块 9:亮氨酸的添加didH,29,模块,10:,辅氨酸的添加,didI,模块 10:辅氨酸的添加didI,30,模块,11,:,酪氨酸,的添加,didJ,模块11:酪氨酸的添加didJ,31,找到了合成,didemnin B,的基因簇,!,didA,?,Didemnin B!,找到了合成didemnin B的基因簇!didA?Did,32,didA,的功能,?,A,1,Gln,C,1,T,A,2,Gln,C,2,T,谷氨酰胺的添加,C1,暗示脂肪酸链的添加,Didemnin B,并非基因簇的直接产物？,didA,didA,didA的功能?A1C1TA2C2T谷氨酰胺的添加didA,33,生物信息学推测,生物信息学推测,34,didemnin X and Y?,x=3 didemnin X,x=4 didemnin Y,Fatty acid=Hydec,Hydec,Rinehart et al.1990 US Patent 4948791,didemnin X and Y?x=3 didemnin,35,Didemnin X and Y!,Didemnin X,Didemnin Y,“Nordidemnin X”,“Nordidemnin Y”,Didemnin X and Y!Didemnin XDid,36,The strategy of thin layer agar MALDI imaging spectrometry,Dorrestein,Nature Chemical Biology,2009,and,Nature Reviews Microbiology,2011,质谱成像技术,The strategy of thin layer aga,37,Didemnin B,M+H+,Didemnin X,M+Na+,Didemnin Y,M+Na+,Cultivation,Time,Colony,6h,3d,4d,5d,6d,12h,24h,48h,“Nordidemnin B”,M+H+,“Nordidemnin X”,M+H+,Didemnin BDidemnin XDidemnin Y,38,Didemnin X/Y,Didemnin B,细胞运输,&,酶水解,?,x=3 didemnin X,x=4 didemnin Y,Didemnin X/YDidemnin B细胞运输&酶水,39,三、环境友好的溶藻化合物：化合物,R10-C6,三、环境友好的溶藻化合物：化合物R10-C6,40,赤潮和水华,赤潮和水华,41,Species,Activity,MIC,(,g/ml),哈卡藻,+,1.25,亚历山大塔玛藻,+,10,原甲藻,+,5,卡盾藻,+,10,赤潮异湾藻,+,5,铜绿微囊藻,+,10,注：,R10-C6,浓度为,10,g/ml,时,+,0-1d 100%,溶藻,;+,1-2d 100%,溶藻,;,+,2-4d 100%,溶藻,;MIC:100%,溶藻或抑藻时,R10-C6,最小浓度,溶藻化合物,R10-C6,5,化合物,R10-C6,对哈卡藻（,Akashiwo sanguinea,）和原甲藻（,Prorocentrum micans,）溶藻效果最好，其在,24h,内将藻全部致死,。,新化合物，发酵产量高,SpeciesActivityMIC哈卡藻+1.25亚历,化合物,R10-C6,对哈卡藻溶藻活性的抑藻活性,6,显微镜下观察到化合物,R10-C6,使哈卡藻细胞于,24h,内发生裂解；,10X,40X,10X,40X,化合物R10-C6对哈卡藻溶藻活性的抑藻活性6显微镜下观察到,化合物,R10-C6,对铜绿微囊藻显示出与,CuSO4,相当的抑藻活性，在第,10,天抑藻效率达到,96.5%,，超过了,CuSO4,的,96.0%,.,化合物,R10-C6,对铜绿微囊藻的抑藻活性,对照,R10-C6,CuSO,4,化合物 R10-C6 对铜绿微囊藻显示出与 CuSO4 相当,44,Phylum,Species,EC,50,(,g/ml),Chordata,2dpf,斑马鱼胚胎,125,A,rthropoda,卤虫,125,Arthropoda,大型溞,50,Protozoa,大草履虫,125,Cnidaria,绿水螅,125,化合物,R10-C6,的毒性,7,结果显示化合物,R10-C6,具有低毒性,PhylumSpeciesEC50Chordata2dpf,下一步：化合物,R10-C6,的机理和毒性试验,7,下一步：化合物R10-C6的机理和毒性试验7,