海洋微生物活性胞外聚合物的研究進展

蔣 越，彭宇鑫，姚子昂，吳海歌

（大連大學 生命科學與技術學院 遼寧省海洋藥物開發(fā)工程技術研究中心 大連海洋生物技術重點實驗室，遼寧 大連 116622）

微生物能夠產生具有新結構和多種生物活性的胞外聚合物（extracellular polymeric substances，EPS），并且長期以來一直是藥物先導化合物的重要來源。迄今為止，已經從微生物中發(fā)現了超過10 000種活性天然產物，其中100多種已被用于臨床微生物藥物。微生物胞外聚合物具有抗腫瘤、抗氧化、抑菌、免疫調節(jié)等多種生物活性，展現出巨大的藥物開發(fā)價值。由于海洋環(huán)境的特殊性，海洋微生物具有獨特的代謝方式，產生的代謝物化學結構的多樣性賦予其活性的多樣性，因此，從微生物中尋找藥物先導化合物是目前創(chuàng)新藥物研究最活躍領域之一。本文將海洋微生物分為海洋細菌、海洋真菌、海洋放線菌三大類群，對近年來國內外海洋微生物活性胞外聚合物的研究進行簡要綜述，為海洋微生物所產胞外聚合物的新型藥物開發(fā)提供科學依據。

1 海洋細菌活性次級代謝產物研究

1.1 抗腫瘤活性

產生EPS的細菌廣泛存在于海洋生態(tài)系統中，其可以從沉積物、水、動物等中分離出來。產生具有新型結構和創(chuàng)新性質的聚合物的細菌在非典型環(huán)境中已被分離得到，在這些活性中，細菌所產EPS顯示出抗腫瘤，抗氧化和抑菌等活性。而癌癥是全球十大死因之一，EPS作為治療癌癥的潛在藥物而受到越來越多的關注?，F有EPS抗腫瘤機制有抑制細胞膜生長，刺激轉染細胞中核轉錄因子（nuclear factor，NF）-kB途徑并降低產生促炎細胞因子，以及使EPS高硫酸化后引發(fā)細胞凋亡等。RAMAMOORTHYS 等[1]從海鞘中分離出高產胞外多糖的蘇云金芽孢桿菌（Bacillus thuringensis）RSK CAS4，并優(yōu)化其產量，研究發(fā)現菌株RSK CAS4產多糖主要由果糖和半乳糖兩種單糖組成。在HEp-2細胞，A549和Vero細胞系上，利用純化的菌株RSK CAS4產多糖評估其體外抗癌活性，發(fā)現其對抑制癌細胞的生長呈劑量依賴性，并且發(fā)現質量濃度達到1 000 μg/mL時對肝癌細胞具有最大抗癌效果。CAO R等[2]研究發(fā)現了一種新型海洋細菌多糖（命名為EPS11）的分子機制，它通過影響癌細胞粘附和失巢凋亡發(fā)揮其抗癌作用。首先，研究發(fā)現EPS11可顯著影響A549細胞的細胞增殖并阻斷細胞粘附，進一步研究發(fā)現在EPS11處理后，幾種細胞粘附相關蛋白的表達被下調并且癌細胞的絲狀結構被破壞。而且，EPS11對A549細胞絲狀結構的破壞呈劑量依賴性，其抑制傾向與細胞粘附實驗中觀察到的結果一致，證實了絲狀結構在調節(jié)細胞粘附中起重要作用。此外，研究還發(fā)現，EPS11可通過刺激βIII-微管蛋白相關的失巢凋亡誘導A549細胞凋亡，更重要的是EPS11明顯抑制體內A549衍生的移植腫瘤的生長。由于近期治療引起副作用和耐藥性的藥物的增加，以天然微生物分泌的胞外多糖作為癌癥治療的新來源而受到關注。ABDELNASSERSM等[3]研究發(fā)現，含硫和糖醛酸的多糖通過恢復細胞氧化還原調節(jié)表現出抗氧化活性，從而抑制細胞增殖和癌癥形成，由地中海分離的彎曲芽孢桿菌（Bacillus flexus）產生的含硫46%的多糖對人肝癌細胞HepG2有較強的細胞毒活性。WU Z等[4]研究了由乳酸乳球菌（Lactococcus lactissubsp.）產生的胞外多糖甘露聚糖，發(fā)現乳酸影響炎性細胞因子的產生，與對照細胞相比，該多糖（300 μg/mL）以濃度依賴性方式顯著增強MCF-7細胞中的腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和誘導型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）釋放。此外，發(fā)現細胞內鈣水平隨著該多糖的濃度而增加，在經過該多糖處理后，觀察到線粒體電位的顯著降低，核濃縮和細胞收縮。這些結果可能有助于進一步了解乳酸菌的抗腫瘤特性。

1.2 抗氧化活性

自由基顯然對生物有害。為減少自由基引起的損害，使用合成和天然抗氧化劑來實現抗氧化目的。然而，合成抗氧化劑被認為會導致肝臟損傷并且致癌。因此，開發(fā)天然無毒抗氧化劑以保護人體免受自由基侵害至關重要。將有活性的胞外聚合物通過柱層析，高效液相色譜等方法進行分離，找出具有抗氧化活性的EPS也將是非常有意義的。GUO S等[5]通過離子交換色譜和尺寸排阻色譜法從海洋細菌遲緩愛德華菌（Edwardsiella tarda）中分離出兩種水溶性胞外多糖，命名為ETW1和ETW2，以羥基和1,1-二苯基-2-苦基肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除活性和體外脂質過氧化抑制作用來評價兩種胞外多糖的抗氧化性能，結果表明ETW1和ETW2具有良好的抗氧化能力，以及羥基和DPPH自由基清除能力。LIANG T W等[6]研究從來自臺灣土壤的芽孢桿菌Bacenibacillus mucilaginosusTKU032中分離的胞外多糖，在最佳培養(yǎng)條件下獲得最大胞外多糖產量（14.8 g/L），通過凝膠過濾純化的胞外多糖級分的基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜（matrix-assisted laser desorption ionization time of flight mass apectrometry，MALDI-TOF MS）分析顯示出現了兩個峰，分子質量分別為1.05×104Da和1.35×104Da。用纖維素酶，果膠酶或α-淀粉酶分析TKU032的水解產物，表明TKU032 EPS的糖苷鍵很可能是α-1,4糖苷鍵，水解產物與淀粉相似。此外，純化的胞外多糖表現出很強的抗氧化能力。

1.3 免疫調節(jié)活性

海洋細菌所分泌的胞外聚合物因其有免疫調節(jié)活性而備受關注。通過水提醇沉等方法提取出胞外聚合物，并對其進行分離，分離所得到的不同組分可以激活巨噬細胞促進一氧化氮的分泌，并可以激活核轉錄因子-kB（nuclear factor，NF-kB）和絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信號通路，從而實現免疫的調節(jié)，以及提高正常和免疫低下小鼠的細胞免疫功能和體液免疫功能。JIANG L等[7]從南極細菌假單胞菌屬（Pseudoalteromonassp.）S-15-13中分離并純化出新的細菌胞外多糖，研究該多糖對小鼠細胞免疫應答的影響結果表明，該多糖可顯著促進淋巴細胞增殖，故該多糖可能成為一種強免疫調節(jié)劑。ARENA A 等[8]研究發(fā)現了一種新型的細胞外多糖，命名為EPS-1，具有抗病毒和免疫調節(jié)作用，由耐熱地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）產生，分離自Vulcano島（意大利）的淺海溫泉。EPS-1抑制了外周血單核細胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC）中單純皰疹病毒2型（herpes simplex virus-2，HSV-2）的復制，但在人羊膜細胞（human amniotic cells，HACs）中沒有該現象。由于幾種細胞因子調節(jié)對病毒的免疫應答，因此在不同實驗條件下在PBMC的上清液中測定Th1-和Th2-型細胞因子。EPS-1誘導白細胞介素-12（interleukin-12，IL-12），γ-干擾素（interferon-γ，IFN-γ），α-干擾素（interferon-α，IFN-α），腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和白細胞介素-18（interleukin-18，IL-18），但不誘導白細胞介素-4（interleukin-4，IL-4）。因此，EPS-1對PBMC的抗病毒作用似乎與細胞因子誘導的模式有關。SPANò A等[9]證明地衣芽孢桿菌（Bacillus licheni formis）B3-15產生的胞外多糖（EPS-B3-15）能夠阻礙外周血單核細胞（PBMC）中的HSV-2復制，這種抗病毒活性似乎與Th1-細胞因子的顯著刺激有關，研究分析了EPS-B3-15對感染或不感染HSV-2的PBMC產生Th2細胞因子的作用。EPS-B3-15證明了誘導特定細胞因子網絡的能力，從而在HSV-2感染期間對免疫細胞產生影響。

1.4 抗生物膜活性

生物膜是一種細菌群落，其粘附于生物和非生物表面并嵌入于主要由多糖、蛋白質、核酸組成的聚合物的基質中。現在人們意識到，許多病原體的爆發(fā)于生物膜有關，細菌生物膜占體內微生物感染的80%以上。在生物膜內，其通常可以很好的保護細菌免受消毒劑，抗生素和宿主免疫系統的影響。與浮游生物相比，生物膜內的細菌對常規(guī)抗生素處理和宿主免疫反應的抗性高達1 000倍，導致生物膜極難根除。因此，需要尋找抑制生物膜形成或分散預先形成的生物膜的新化合物迫在眉睫。WU S M等[10]研究發(fā)現，海洋細菌施氏假單胞菌（Pseudomonas stutzeri）273產生的胞外多糖（EPS273）不僅有效地抑制生物膜形成，而且還分散預先形成的銅綠假單胞菌PAO1生物膜。進一步的研究表明EPS273降低了如綠膿菌素、胞外蛋白酶和鼠李糖脂等毒性因子的產生，并且銅綠假單胞菌（Pseudomoas aeruginosa）PAO1對人肺細胞A549和斑馬魚胚胎的毒性也明顯被EPS273減弱。此外，EPS273還大大減少了過氧化氫（H2O2）和環(huán)境脫氧核糖核酸（environmental deoxyribonucleic acid，eDNA）的產生，這是生物膜形成的重要因素。SPANò A等[11]研究了從意大利Eolian島的淺層熱液噴口分離的嗜熱地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）T14產生的新型富含果糖和巖藻糖的胞外多糖（EPS1-T14），評估其對多抗性臨床菌株，大腸埃希氏菌（Escherichia coli），肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae），銅綠假單胞菌（P.aeruginosa）和金黃色葡萄球菌（Staphlococcus aureus）對生物膜形成的影響。通過微量滴定板測定評估EPS1-T14的抗生物膜活性。EPS1-T14減少了非生物表面的生物膜形成，而不會影響細菌的活力。結果表明新，型EPS1-T14是一種水溶性非細胞毒性外聚合物，能夠防止生物膜形成。DUSANE D H等[12]從綠貽貝表面分離的地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）D1，菌株產物顯示出對致病性白色念珠菌（Candida albicans），銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）和生物污染短小芽孢桿菌（Biofouling pumilus）的抗菌活性。用胰蛋白酶和蛋白酶K處理后，抗菌活性喪失。蛋白質對白色念珠菌的最小抑制濃度（minimum inhibitory concentration，MIC）值為1.6 μg/mL。針對銅綠假單胞菌和短小芽孢桿菌，MIC為3.12 μg/mL。蛋白質抑制微生物生長，減少生物膜形成和分散聚苯乙烯微量滴定板和玻璃表面上的代表性培養(yǎng)物的預先形成的生物膜。此外BRIAN-JAISSON F等[13]研究了從海洋細菌假單胞菌Pseudoalteromonas ulvaeTC14的生物膜和浮游培養(yǎng)物中收獲的可溶性細胞外聚合物（soluble extracellular polymeric substances，Sol-EPS）、松散結合細胞外聚合物（loosely bound extracellular polymeric substances，LB-EPS）和緊密結合的細胞外聚合物（tightly bound-extracellular polymeric substances，TB-EPS）。使用評估活性?；谒苄院退岫鹊牟町愒O計EPS的逐步分離。從TB-EPS中分離出酸性部分，其以濃度依賴性方式強烈抑制海洋細菌菌株的生物膜形成。該部分的主要成分被表征為兩種葡聚糖樣多糖。還從TB-EPS中回收活性聚（谷氨酰-谷氨酸）部分。這些關鍵EPS組分在Sol-EPS，LB-EPS和TB-EPS中的分布是不同的，并且在生物膜與浮游培養(yǎng)物中定量不同。這些餾分的抗生物膜潛力強調了胞外多糖在環(huán)境中的防污作用。

1.5 其他活性

生物表面活性劑是由微生物細胞合成的表面活性和結構不同的基團分子。使用的大多數表面活性劑是化學合成的。由于微生物乳化劑在環(huán)境保護，低毒性，高生物降解性和高發(fā)泡能錄方面的潛在應用，微生物乳化劑的研究有所增加。乳化劑可將不溶性底物轉化為可溶性底物，微生物可利用它們進行代謝。具有這種表面性質的生物表面活性劑是提高采收率的良好案例。

懸浮固體，膠體和細胞碎片是廢水的主要成分，可以通過絮凝有效去除。合成聚合物如丙烯酰胺及其衍生物的混合物被廣泛用作絮凝劑，但它們的毒性和隨后的危害使它們不適合絮凝。在這種情況下，由微生物產生的細胞外聚合物作為生物絮凝劑因其無毒和生物降解性而被廣泛關注。

微生物來源的胞外多糖由于其可持續(xù)性和環(huán)保性，是作為化學絮凝劑最有前景的替代品。PEELE K A等[14]研究了蠟狀芽孢桿菌（Bacillus cereus）SK產生的EPS及其絮凝活性，蠟狀芽孢桿菌SK培養(yǎng)48 h后，產生EPS 0.919 g/L。分離得到的EPS被鑒定為糖蛋白，并且通過傅里葉變換紅外光譜分析的化學表征表明存在羥基，氨基和羧基。用12 mg/L的EPS處理得到高嶺土得到絮凝活性為83.4%。在30%vol的EPS條件下，得到31.226 mL/g的污泥體積指數（sludge volume index，SVI）和34.446 mL/g的藻類絮凝。蠟狀芽孢桿菌（Bacillus cereus）SK產生EPS無毒，即使其質量濃度為800mg/mL也不會對斑馬魚（Daniorerio）產生任何不良影響。

2 海洋真菌活性次級代謝產物研究

2.1 抗氧化活性

活性氧（reactive oxygen，ROS）通過正常代謝過程或外源因子和藥劑產生。此外，確定這些ROS和自由基引發(fā)的反應以誘導多種病理效應。在病理條件下，ROS的積累似乎是不可避免的。因此，氧化損傷的大分子會伴隨并最終導致組織和器官的損傷?？寡趸瘎┛赏ㄟ^增加細胞的天然防御和直接清除自由基物種來間接減輕組織的氧化損傷。然而，大多數使用的有抗氧化劑是合成的，這可能造成肝損傷和致癌原因之一。因此，開發(fā)和有效利用天然抗氧化劑至關重要。BUSI S等[15]通過乙醇沉淀，離子交換和凝膠過濾色譜的組合，從深海真菌-曲霉菌N2BC的培養(yǎng)基中獲得胞外多糖N1。通過清除試驗包括超氧化物，1,1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）自由基，羥基自由基和還原能力評價N1具有較高的體外抗氧化活性。YAN M X等[16]對來源于南極海洋絲狀真菌Lecanicillium kalimantanenseHDN13-339產生的胞外多糖的結構和抗氧化活性進行研究，利用乙醇沉淀法、強陰離子交換色譜柱和凝膠滲透色譜柱對菌株所產胞外多糖進行分離純化；通過測定DPPH自由基、超氧陰離子自由基、羥基自由基、2,2-聯氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽（2,2-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate，ABTS）自由基清除活性及Fe2+螯合能力研究胞外多糖的抗氧化活性。結果表明，從該菌發(fā)酵產物中分離得到多糖HDN-51、HDN-51具有良好的抗氧化活性，特別是對羥基自由基具有良好的清除能力。JING C等[17]從海參腸中分離出三株產胞外多糖的酵母菌株HS-J6，HS-J8和HS-J9。通過體積分數為95%乙醇沉淀，Sevage法脫蛋白提取三種水溶性多糖，分別為EPS6，EPS8和EPS9，對細胞外多糖的抗氧化作用進行了試驗，結果表明，EPS6和EPS8的還原能力顯著高于EPS9。但EPS9對超氧陰離子自由基具有較高的清除作用，清除率最高。EPS6的OH自由基清除活性最高，清除率約為91.5%。CHEN Y等[18]從海洋海綿內源真菌鏈格孢屬（Alternariasp.）的發(fā)酵液中使用體積分數為95%乙醇沉淀，陰離子交換和尺寸排阻色譜獲得的胞外多糖AS2-1。AS2-1由甘露糖，葡萄糖和半乳糖組成。通過體外清除1,1-二苯基-2-苦基肼基和羥基自由基來評價AS2-1具有高抗氧化活性。CHEN Y L等[19]研究了紅樹植物相關真菌尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum）在馬鈴薯葡萄糖-瓊脂培養(yǎng)基中生長時產生細胞外多糖Fw-1，通過體積分數為95%乙醇沉淀，離子交換和凝膠過濾色譜的組合從發(fā)酵液中分離出Fw-1。通過體外對羥基、超氧化物和DPPH自由基的清除能力評價了Fw-1的抗氧化活性，結果表明Fw-1具有良好的抗氧化活性，尤其是清除羥基自由基能力。XIAN H L等[20]利用乙醇沉淀法、強陰離子交換色譜柱和凝膠滲透色譜柱對菌株所產胞外多糖進行分離純化，從南極海洋絲狀真菌Lecanicillium kalimantanenseHDN13-339發(fā)酵產物中分離得到多糖HDN-51，通過PMP柱前衍生高效液相色譜法、紅外光譜、氣質聯用色譜和核磁共振波譜對多糖的結構進行表征；通過測定DPPH、超氧陰離子、羥基、ABTS自由基清除活性及Fe2+螯合能力研究胞外多糖的抗氧化活性。得到其分子質量為16.3 kDa，主要由甘露糖和半乳糖構成，HDN-51具有良好的抗氧化活性，特別是羥基自由基清除能力。

2.2 抗腫瘤活性

LI H等[21]從海洋真菌Hansfordia sinuosae中分離出中性水溶性多糖（neutral water soluble polysaccharide，HPA）。單糖組成分析表明，HPA主要由甘露糖和少量半乳糖和葡萄糖組成。通過高效凝膠滲透色譜（high performance gel permeation chromatography，HPGPC）分析HPA的分子質量約為22.5kDa。通過體外評價HPA的抗腫瘤作用結果表明，HPA對人宮頸癌HeLa細胞和人乳腺癌MCF-7細胞有顯著的抑制作用。當細胞以400 μg/mL HPA孵育48 h后，HeLa和MCF-7細胞的抑制率分別為79.5%和73.8%；HPA可以增加細胞內ROS水平，誘導細胞凋亡，降低線粒體膜電位，提高HeLa和MCF-7細胞caspase-3的表達。CHEN H等[22]合成了一系列脫氧生育素的新衍生物。針對MDA-MB-435，HepG2和HCT-116癌細胞系測試了所有新化合物的體外細胞毒性。大多數化合物表現出明顯的細胞毒性，半抑制濃度（half maximal inhibitory concentration，IC50）值范圍為0.62～10 μmol/L?；衔?9、21對MDA-MB-435顯示出與陽性對照相當的細胞毒性。初步篩選結果表明脫氧生育素衍生物可能是新的有效抗癌候選藥物的寶貴來源。

2.3 抑菌活性

銀納米粒子（Ag nanoparticle，AgNP）因其在食品，化妝品，服裝和制藥行業(yè)廣泛應用的巨大潛力而引起極大的興趣。許多物理和化學方法已被開發(fā)用于生產AgNP。有研究從乳酸菌中提取EPS合成AgNP，其顯示出顯著的抗微生物活性。EPS1是一種由藥用真菌產生的水溶性外多糖。CHENX等[23]用AgNO3和EPS1在水中制備銀納米粒子（AgNP）。在100 ℃條件下用10 mmol/LAgNO3，1.0 mg/mL EPS1形成均勻的AgNP，其顯示出顯著的抗菌活性和相對低的細胞毒性。

3 海洋放線菌活性次級代謝產物研究

3.1 抗氧化活性

閆孟霞等[24]從鏈霉菌Streptomyces pratensisOUCMDZ-3159發(fā)酵液中得到了1種多糖組分ZS-11，分子質量為25.0 kDa，多糖ZS-11在測定的4種活性指標中表現出良好的抗氧化活性，其中清除DPPH自由基的能力最強。肖波等[25]從紅樹林放線菌Streptomycessp.CHQ-61發(fā)酵產物中分離得到了一種分子質量為8.9 kDa，丙酮酸含量為4.0%的多糖命名為XH-1，該多糖主要由半乳糖和氨基葡萄糖組成，對其進行抗氧化實驗表明，該多糖具有一定的體外自由基清除活性，其清除DPPH、超氧陰離子和羥基自由基的半最大效應濃度（half maximal effective concentration，EC50）分別為0.5mg/mL、0.8mg/mL和3.0mg/mL。

3.2 抗腫瘤活性

LMALLAH M I Y等[26]在尋找克服腫瘤壞死因子相關的凋亡誘導配體（tumor ncerosis factor-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL）抗性的生物活性天然產物時，從埃及紅海沿岸收集的不同沉積物和海水樣品中分離出47種放線菌菌株，發(fā)現了4種顯示TRAIL致敏活性的粗提物（EGY1，EGY3，EGY24和EGY34）。在抗性乳腺癌細胞系MDA-MB-231中，除EGY34外，這些粗提物均未顯示對正常小鼠胚胎成纖維細胞（Mouse embryonic fibroblasts，MEF）的細胞毒性作用。通過蛋白質印跡分析MDA-MB-231細胞對TRAIL誘導的細胞凋亡的敏感性的信號傳導途徑，揭示所有粗提取物促進TRAIL刺激后引發(fā)劑胱天蛋白酶-8/-10活化，但此外，EGY3和單獨的EGY34誘導強烈的內質網（endoplasmic reticulum，ER）應激激活，在細胞溶質提取物中出現免疫球蛋白結合蛋白（immunoglobulin binding protein，BiP），研究結果為發(fā)現和開發(fā)用于癌癥治療的海洋衍生藥物奠定了基礎。

ABDELFATTAHM S等[27]對埃及沙姆沙伊赫紅海沿岸不同放線菌進行分離并評價其細胞毒活性。研究從埃及紅海沿岸采集的不同沉積物和海水樣品中分離出40株放線菌。通過形態(tài)學和顯微鏡檢查識別放線菌。使用亞甲藍測定評估粗提物對乳腺癌細胞系MDA-MB-231誘導的細胞活力和細胞毒性。通過測序和擴增16S rRNA基因鑒定可能具有細胞毒活性的菌株。采用Kirby-Bauer圓盤擴散法對粗提物進行抗菌活性。結果5種乙酸乙酯提取物對乳腺癌細胞株MDA-MB-231均有細胞毒性。發(fā)現EGY2和EGY39的乙酸乙酯提取物具有最高的細胞毒活性，證明其具有良好的抗腫瘤活性。分離株EGY3被鑒定為新的鏈霉菌屬物種，而放線菌EGY22被發(fā)現是Nocardiopsissp.屬的成員。

NIE Y L等[28]在對東海采集的土壤樣品中分離出一種海洋放線菌FIM05328，培養(yǎng)時發(fā)現了一種新的26元多烯大環(huán)內酰胺代謝物FW05328-1①，以及已知的具有吡啶酮環(huán)化合物的多烯②。通過1D，2D核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）和高分辨率飛行時間-質譜（high resolution-time of flight-mass spectrum，HR-TOF-MS）數據的詳細分析以及文獻數據分析確定化合物①和②的結構。①和②對KYSE30，KYSE180和EC109人腫瘤細胞系表現出優(yōu)異的抗增殖活性，但未顯示對細菌或真菌的抗菌活性。

YE X等[29]從培養(yǎng)的海洋放線菌Pseudonocardiasp.的發(fā)酵液中分離出5種曲霉素大環(huán)內酯類（（1）～（5））。HS7是從海參Holothuria moebii的泄殖腔孔獲得的，這些分離株的結構表征為（11S，15R）-11-羥基姜黃素（1），（11R，15R）-11-羥基姜黃素（2），曲霉素-7-OaD-吡喃葡萄糖苷（3），反式脫氫尿嘧啶（4）和curvularin（5）基于它們的NMR和高分辨率-電噴霧電離-質譜（high resolution-electrospray ionizationmass spectrometry，HR-ESI-MS）數據以及化學降解。化合物（3）是具有稀有α-D-吡喃葡萄糖取代基的新大環(huán)內酯?；衔铮?）～（4），5a和5c（5的?；a物）抑制所有六種測試的癌細胞系的增殖，（4）是最活躍的化合物，IC50值范圍為0.59～3.39 mmol/L。11羥基姜黃素1和2也顯示出抑制大腸桿菌生長的抗菌活性。

YE X等[30]從海洋放線菌Streptomycessp.的培養(yǎng)物中分離出兩種環(huán)縮酚肽和一種已知的環(huán)肽縮肽纈氨霉素，其中命名為P11A和P11B的兩種鏈霉菌肽均能抑制不同神經膠質瘤細胞系的增殖，IC50值范圍為0.1～1.4 μmol/L。研究發(fā)現，鏈霉菌肽P11A在G0/G1期阻斷細胞周期并誘導神經膠質瘤細胞凋亡，鏈霉菌肽P11A下調腫瘤代謝酶己糖激酶2（hexokinase-2，HK2）、6磷酸果糖激酶/果糖-2,6-二磷酸酶同工酶3（6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-biphosphatase 3，PFKFB3）、丙酮酸激酶M2（pyruvate kinase M2，PKM2）、谷氨酰胺酶（gzlutaminase，GLS）和脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，FASN）基因的表達。該研究的數據表明，靶向多種腫瘤代謝調節(jié)因子可能是鏈球菌肽P11A的一種抗膠質瘤機制。

3.3 其他活性

衣原體是人群中廣泛分布的病原體，可導致嚴重的生殖和其他健康問題。LI J L等[31]從海洋衍生微生物中尋找新的抗衣原體代謝物時，在海綿衍生的放線菌放射性桿菌放射性烯醇中分離出一種新的和兩種已知的二聚體吲哚衍生物，所有3種代謝物均以濃度依賴性方式抑制衣原體生長。其中，化合物1表現出最有效的抗氧化活性，IC50值為46.6～96.4 μmol/L。該化合物可能通過干擾網狀體復制而靶向衣原體發(fā)育周期的中期，但不直接滅活感染性基本體。

納米技術是一門科學，涉及納米級（1～100 nm）材料的合成及其應用。金屬納米顆粒具有各種類別，包括金，銀合金，鋅等。由于其理化性質，銀納米粒子在金屬納米材料中備受關注。由于其廣泛應用，如抗微生物和治療劑，雙分子檢測，生物標記，催化和微電子，非線性光學和電池的插層材料，它們的需求量很大。金屬納米離子的生物合成已經通過不同的微生物很好的實現。放線菌被認為是醫(yī)療和工業(yè)利益的新產品（如抗菌劑）的重要資源，也是細胞外和細胞內金屬納米顆粒生產的有效候選物。放線菌合成納米顆粒有著良好的穩(wěn)定性和多分散性。對不同的病原體具有重要的抗生物性。

ABD-ELNABY H M等[32]從埃及紅海蘇伊士灣沉積物中分離出的放線菌在細胞外合成銀納米粒子（AgNP），篩選AgNP的生物合成顯示，在測試的41種放線菌中，只有兩種表現出合成具有抗菌活性的AgNP的能力。選擇最有效的分離物，并基于形態(tài)學和生理學特性以及16S rRNA序列鑒定為秸稈快腐菌（Streptomyces rochei）MHM13（登錄號KR108310）。生物合成的AgNP顯著抑制醫(yī)學上重要的致病細菌（弧菌（Vibrio fluvialis），銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa），鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium），大腸桿菌（Escherichia coli），枯草芽孢桿菌（Bacillussubtillis），金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus），蠟狀芽孢桿菌（Bacillus cereus））的生長。獲得的AgNP為球形，粒徑為22～85 nm。Plackett-Burman設計用于優(yōu)化婁徹氏鏈霉菌（Streptomyces rochei）生產AgNP的培養(yǎng)條件。評估了AgNP與6種不同抗生素的協同作用。微生物合成的銀納米顆粒充當抗生物污損劑。此外，銀納米顆粒對5種不同的腫瘤細胞系表現出顯著程度的抗癌活性。

4 展望

神秘的海洋中孕育著非常多的與人類息息相關的微生物種群，并且人類的目光隨著科技的進步，逐漸的從陸地微生物研究看向了海洋微生物研究，高溫下生存微生物以及特殊環(huán)境下耐受的微生物已逐漸的被人類所關注。那些生活在高溫、高壓及超鹽環(huán)境中的海洋微生物具有特殊的生存機制，且隨著人類對其胞外聚合物研究的深入，在未來人類不僅可為研究特異的胞外聚合物提供理論依據，還可以解釋生命現象的本質。這些海洋微生物產生的多種結構新穎的生物活性物質，在智慧的人們的探究下必將會成為人類最寶貴的財富。