深海放线菌次级代谢产物研究取得新进展

南海海洋研究所,2012-06-15

深海一般指水深1000米以下的海洋，具有高压、低温（或高温）、黑暗、寡营养和高盐等特征，原本被认为是生命的荒漠。随着人类开发海洋技术的提高，越来越多的深海生命如深海微生物，逐渐为人类所认知。

近日，中科院海洋生物资源可持续利用重点实验室（依托于南海海洋研究所）的科研人员在深海微生物的研究方面获得新进展：从深海来源的放线菌中发现了一系列结构新颖的活性次级代谢产物，相关研究的最新成果在线发表于Organic Letters（http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ol301343n）。

张长生研究员课题组对田新朋博士提供的三株深海放线菌，包括两个新种Streptomyces indimycini SCSIO 03032 （待发表，分离自3412米深印度洋沉积环境），Pseudonocardia antitumoralis SCSIO 01299 （Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2012, doi: 10.1099/ijs.0.037135-0，分离自3258米深的南海沉积环境），以及Streptomyces sp. SCSIO 01127（分离自1350米深的南海北部沉积环境）开展了次级代谢产物的研究工作，共发现了9个结构新颖的活性化合物。

采用PCR扫描特定生物合成基因的策略，研究人员锁定菌株SCSIO 03032具有生产双吲哚生物碱的潜力，从而快速发现了4个结构独特的吲哚生物碱spiroindimicins A-D （1-4），具有罕见的[5,6]或者[5,5]螺环骨架，其中，含有[5,5]螺环的化合物spiroindimicins B-D (2-4) 表现出了较强的体外抗肿瘤活性；从菌株SCSIO 01299中分离得到一个新天然产物deoxynyboquinone (5)和三个新颖的双阿扎夸酮类化合物pseudonocardians A-C (6-8)（Li et al, Mar. Drugs, 2011, 9: 1428-1439），具有很强的抗菌活性（MIC 1–4 μg/ml）和体外抗肿瘤活性（IC50 0.01 - 0.21 μM）；从菌株SCSIO 01127中获得的大环内酯类新化合物lobophorins E (9) 和F (10) 比已知化合物lobophorin A在抗菌和抗肿瘤活性方面表现更为优越（Niu et al, J. Antibiot., 2011, 64: 711-716）。

这些成果引起国际同行的关注，美国Rutgers大学的Lutz和Falkowski教授在Science中的一篇视点文章里（A Dive to Challenger Deep, 2012, 336: 301-302），认为这些研究属于“目前为数不多的从深海可培养放线菌中筛选和发现新颖活性次级代谢产物的优秀报道”。研究成果表明，深海放线菌及其次级代谢产物潜力巨大，值得进一步关注和加强研究力度。

该研究得到了科技部973项目、863重点课题、基金委国家杰出青年基金和青年科学基金、中科院“百人计划”人才基金的资助。

论文链接：Spiroindimicins A–D: New Bisindole Alkaloids from a Deep-Sea-Derived Actinomycete