南海海洋所深海微生物資源及其次生代謝和遺傳研究獲進展

　　來自深海極端環境的微生物及其代謝產物備受科學家的關注，目前來自大于1000 m深海的微生物次級代謝產物只有108個，對于這一戰略新資源及其利用前景，人們知之甚少。

　　中國科學院南海海洋研究所較早地開展了深海微生物的研究開發工作，2009年報道了兩個放線菌新屬的發現和鑒定，其中一個為來自南海3865m深處的一株擬諾卡氏菌科(Nocardiopsaceae)放線菌新屬Marinactinospora (Xinpeng Tian，Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2009, 59, 948-952)。

　　鞠建華研究員團隊對該新屬新種M. thermotolerans SCSIO 00652進行了多種培養基發酵優化、活性篩選和化學篩選，從發酵物中分離得到四個新的β-咔啉生物堿和兩個新的九元環吲哚內酰胺類生物堿。藥理活性研究表明，這些化合物無細胞毒活性，但對瘧原蟲Plasmodium falciparum多重耐藥株Dd2及敏感株3D7具有明顯的抑制作用，顯示出較好的抗瘧活性，可將為抗瘧藥物研究開發的先導化合物。研究人員還用抗菌活性追蹤從該菌株中獲得了結構獨特的核苷類抗生素A201A。

　　以00652深海菌株為對象，研究人員利用基因組掃描和生物信息學分析技術，確定了吲哚內酰胺類抗生素methyllpendolycin/pendolmycin和抗生素A201A的生物合成基因簇。通過基因敲除和代謝產物中間體分析，闡明了抗生素methyllpendolycin/pendolmycin的生物合成機制，首次發現并闡明了一種異戊烯基轉移酶，以反式方式催化含色氨酸天然產物的C7位異戊烯基的形成。研究人員利用生物合成和組合生物合成技術獲得新的結構衍生物9個，還通過構建和整合載體系統，實現了這三種深海微生物代謝產物在異源宿主變鉛鏈霉菌中的異源表達。

　　該項研究的化學和遺傳方面工作由鞠建華研究員團隊的黃洪波博士、馬俊英博士、朱清華博士后等碩士生參加完成。得到了國家自然科學基金，中科院知識創新工程和973項目的支持。部分研究內容發表在《天然產物雜志》(J. Nat. Prod. 2011, 74, 2122-2127)及《抗微生物藥物和化學治療學》(Antimicrob. Agents Chemother., 2011, doi:10.1128/AAC.05278-11)上。