稀有放线菌产生的抗生素
抗生素复习
抗生素定义抗生素是生物，包括微生物、动物和植物在内，在其生命活动中产生的（或由其它方法获得的），能在低微浓度下有选择地抑制或影响其它生物功能有机物质。
抗生素发展简史英国弗莱明Fleming 青霉素；美国瓦克斯曼Waksman 链霉素、微生物分离纯化方法；日本梅泽宾夫Umezawa 卡那霉素、酶抑制剂学说；上世纪50-60天然到半合成抗生素效价单位：每1ml或每1kg中所含抗生素的有效成分的多少稀释单位：抑制某一标准菌株生长发育的最高稀释浓度（最小计量）重量单位：抗生素的有效成分的重量抗菌谱：某种抗生素所能抑制或杀灭病原体的范围或剂量抗瘤谱：……………………………………恶性肿瘤细胞………………抗生素的生物来源分类放线菌产生的抗生素：氨基糖苷类、四环类、放线菌素类、大环内酯类、多烯大环内酯类真菌……………………：青霉素、灰黄霉素、头孢菌素（酯环芳香类或氧杂环类酸性）细菌……………………：多粘菌素、杆菌肽、短杆菌素（环状或链环状多肽类碱性）植物动物…：地衣酸、绿藻素、蒜素、番茄素、常山碱、黄连素、白果酸/醇、溶菌酶、色素抗生素的化学结构分类β-内酰胺类：青霉素、头孢菌素、米罗培南氨基糖苷类：链霉素、新霉素、卡那霉素、庆大霉素、春日霉素、有效霉素大环内酯类：红霉素、柱晶白霉素、麦迪加霉素四环类：金霉素、土霉素、四环素医用抗生素应具备的条件①选择性毒力②生物活性大（包括不与血清蛋白结合不易破坏及吸收快迅速分布）③不易产生耐药性④较好的理化性质，便于生产和保存抗生素耐药：染色体上耐药基因不易扩散；质粒上R因子和F因子可通过结合传递遗传机制：诱导性耐药（体外人工耐药菌体内自然耐药菌）；非诱导性耐药（结构性天然）生化机制：菌产生灭活酶；屏障通透性改变，孔蛋白缺失；靶向结构或亲和力改变；膜主动外排抗生素的生产方法①生物合成法（生物发酵）②全化学合成（化学合成）③半化学合成（半合成）抗生素的工艺过程趋势热门：稀有放线菌（除链霉菌属）极端微生物海洋微生物自然选育：一种纯种选育的方法。
放线菌及真菌
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一、形态与结构
➢单细胞真菌【圆形或卵圆形】 酵母菌(yeast) 二相性真菌
➢多细胞真菌【菌丝＋孢子】 丝状菌(filamentous fungus) 或霉菌(mold)
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单细胞真菌形态
啤酒酵母
面包酵母
新生隐球菌
白色念珠菌
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新生隐球菌（Cuyitococcus Neofonmans）
致病性
➢土壤，鸽类，牛乳、水果等的腐生菌，也可存 在人口腔中，可侵犯人和动物。常为外源性感染， 主经呼吸道，亦可由破损皮肤及肠道侵入。 ➢当机体免疫功能下降时可向全身播散，主要侵 犯中枢神经系统，发生脑膜炎、脑炎、脑肉芽肿 等，此外可侵入骨骼、肌肉、淋巴结、皮肤粘膜 引起慢性炎症和脓肿。
3、皮下组织感染真菌：可引起皮下组织感染。 常见有着色真菌和孢子丝菌。
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产色霉菌病
裴氏着色芽菌的菌落
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孢子丝菌病
孢子丝菌病菌的切片，星状体（在真菌细 胞周围嗜酸性物质的星状放射，H&E染色）
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由于生于孢子囊内，又叫内生孢子。
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双相性真菌（Dimorphic fungi）： 37℃时为酵母样形态编；辑版2ppt5 ℃时为霉菌样形态。23
（二）真菌的培养
特点 低营养、低温度、低pH(4.0～6.0)、高湿度
和氧、繁殖慢。
培养基 沙保(Sabouraud)培养基。
具有烯二炔类抗生素产生能力的稀有放线菌的筛选
具有烯二炔类抗生素产生能力的稀有放线菌的筛选
张宇萌;顾觉奋
【期刊名称】《国外医药（抗生素分册）》
【年(卷),期】2014(035)005
【摘要】高质量的微生物天然产物库是新药研发的重要来源,目前我国已经建立了较大规模的微生物产物库,建立高效准确的筛选模型来筛选烯二炔类抗肿瘤抗生素对已建立的微生物产物库进行筛选对于新药研发至关重要.本文重点讨论了目前已经较为常用的烯二炔类抗生素产生菌的筛选方法,包括基于活性与基因的筛选模型和精原细胞筛选模型,之后根据甄永苏院士的团队所做的内容提出两种新的理论上可行而且未来有可能被构建的筛选模型.
【总页数】4页(P193-195,240)
【作者】张宇萌;顾觉奋
【作者单位】中国药科大学生命科学与技术学院,南京210009;中国药科大学生命科学与技术学院,南京210009
【正文语种】中文
【中图分类】R978.1
【相关文献】
1.烯二炔类抗生素及其靶向药物研究新进展 [J], 江海飞;陈建华;顾觉奋
2.烯二炔类抗生素生物合成研究进展 [J], 王元;高向东;顾觉奋
3.具有产生安莎类抗生素潜能的放线菌的分子筛选 [J], 武临专;张会图;韩锋;高群
杰;孙桂芝;王以光
4.烯二炔类抗生素卡利奇霉素抗肿瘤作用机制研究进展 [J], 张文军;李电东;邵荣光
5.一株具有IMPDH抑制活性的稀有放线菌的筛选和鉴定 [J], 袁丽杰;刘爱华;张玉琴;余利岩;王茜;张月琴
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第二章放线菌-PPT精选文档
放线菌是原核微生物而不是真核微生物， 主要根据为：
细胞核为原核； 菌丝直径与细菌相仿；
细胞壁的主要成分是肽聚糖；
有的放线菌产生有鞭毛的孢子，其鞭毛类型也与细菌 的相同； 放线菌噬菌体的形状与细菌的相似；
最适生长pH值与多数细菌的生长pH值相近，一般呈微 碱性；
DNA重组的方式与细菌的相同；
2、不能产生大量菌丝体的菌种（如诺卡氏菌）： 粘着力差，粉质，针挑起易粉碎
三、放线菌的繁殖方式
（一）无性孢子 放线菌主要是通过无性孢子进行无性繁殖。当放 线菌生长到一定阶段时，一部分气生菌丝分化形成孢 子丝，孢子丝逐渐成熟而分化形成许多孢子，为分生 孢子。还有些放线菌生成孢囊孢子。
放线菌生成孢子的种类 ：
3、孢子丝
气生菌丝发育到一 定阶段，其上可分化出 形成孢子的菌丝，即孢 子丝。其形状和排列方 式因种而异，且性状较 稳定，常被作为对放线 菌进行分类的依据。 孢子丝的形状有直 形、波浪形、螺旋状， 有丛生、轮生。
放线菌孢子丝的显微图片:
单轮生
螺旋状
孢子丝继续发育可形成 孢子，孢子有球形、椭圆形、 杆状、瓜子形等；孢子表面 呈光滑、刺状、发状、疣状 和鳞片状；孢子的颜色十分 丰富，有白、黑、黄或紫等 不同颜色。
Байду номын сангаас
放线菌的应用
近年来，放线菌研究的一个重要趋势是研究极端环 境（极冷、极热、极酸、极碱、高压、高盐、高辐射等） 中的放线菌。2000年，我国医学科学院学者从南极土壤 中分离到产生抗肿瘤抗生素的放线菌 C3905。Ｃ 3905 菌 株与 N.albus IMET7807 （白色类诺卡氏菌）的 DNA 经 BamH1酶切，采用Southern杂交方法与探针DIG-P64杂交， 所得rDNA相似性结果分析二者有差异，所以C3905菌株 为白色类诺卡氏菌的一个变种，将其命名为白色类诺卡 氏菌南极变种。 少数寄生型放线菌可引起人、动物（如皮肤、脑、 肺和脚部感染）、植物（如马铃薯和甜菜的疮痂病）的 疾病。有的放线菌能使水和食品变味，或破坏棉毛织品 和纸张等。 可见，放线菌在生物工程的应用方面是极为重要的。
放线菌的作用
放线菌的作用放线菌的作用要说放线菌，就要提到一些抗生素，我们知道医生常常用头孢霉素、螺旋素、庆大霉素、利福霉素、链霉素等抗生素为病人治病，使许多病人转危为安，其实生产抗生素的主角就是功勋赫赫的放线菌。
目前已经发现的抗生素有近6000种，其中4000多种是由放线菌产生的。
放线菌也是原核生物，细胞构造和细胞壁的化学组成都与细菌十分相似，因菌落呈放射状而得名。
实际上，它们是细菌家族中一个独立的大家庭，更确切一点来说，它也是属于原核细胞型微生物，如果按照前面提到过的革兰染色法进行分类，是一类革兰氏阳性菌。
不过，放线菌又有许多细菌所没有的特点，一些真菌家族的特征，例如菌体呈纤细的丝状，而且有分枝。
所以从生物进化的角度看，它是介于细菌与真菌之间的过渡类型。
随着微生物分类学的深入研究，确认放线菌属于原核微生物，与细菌的关系比与真菌的关系更为密切，理由如下：有原始核结构，无核膜和核仁；放线菌虽有发育良好的菌丝体，但大部分无隔，为单细胞；放线菌菌丝比真菌细得多，其直径与细菌相似；细胞壁主要成分为肽聚糖，并含有DAP；游动放线菌的鞭毛与细菌鞭毛类似，无“9+2”结构放线菌同大部分细菌一样，对酸敏感，在微碱性条件下生长良好；放线菌属无性繁殖，同细菌，尚未发现其有性世代；对溶菌酶和作用于细菌的抗生素敏感；DNA重组方式与细菌相同；核蛋白体为70S。
放线菌最喜欢生活在有机质丰富的微碱性土壤中，泥土所特有的“泥腥味”就是由放线菌产生的。
它们中绝大多数是腐生菌，能将动植物的尸体腐烂、“吃”光，然后转化成有利于植物生长的营养物质，在自然界物质循环中立下了不朽的功勋。
还有一类叫弗兰克氏菌的放线菌，生长在许多豆科植物的根瘤里，能固定大气中的氮，成为植物能利用的氮肥。
除了生产抗生素外，放线菌在工业上还有许多其他贡献。
例如，利用放线菌还可以生产维生素B12、－胡萝卜素等维生素，生产蛋白酶、溶菌酶，以及用于生产高果糖浆的葡萄糖异构酶等酶制剂。
产生抗生素的真菌
• 放线菌产生的，如链霉菌产生链霉素 • 真菌产生的主要包括青霉菌和头孢菌素 • 细菌产生的，多粘杆菌，枯草杆菌，芽孢杆菌产
生的粘多菌素。 • 动植物产生的，蒜中的蒜素，动物脏器中的鱼素。
真菌产生的 主要抗生素
产生抗生素的真菌
抗生素 抗生素的应用 抗生素来源 产抗生素的真菌
目录
抗生素
• 又名：抗细菌药（英语：antibacterial）也称为“抗菌 素”，主要指微生物所产生的能抑制或杀死其他微生物的 化学物质，如青霉素、四环素、金霉素、春雷霉素、庆大 霉素等。从某些高等植物和动物组织中也可提得抗菌素。
The
放线菌抗生素的发酵及目的产物的提取实验报告
放线菌抗生素的发酵及目的产物的提取1、实验目的1、熟悉掌握土壤中分离抗生素及培养方法2、了解和掌握种子制备和摇瓶发酵技术和方法3、了解抗生素发酵的一般规律和代谢调控理论4、了解小型发酵罐的基本结构5、熟悉掌握小型发酵罐的使用方法和保养6.掌握抗生素生物效价测定的原理和方法；7. 掌握管碟法测定抗生素生物效价相关的操作方法。
8.掌握放线菌次级代谢物的初步纯化及牛津杯实验的基本原理和操作技术二、实验原理①发酵罐是进行液体发酵的特殊设备。
生产上使用的发酵罐容积大，均用钢板或不锈钢板制成；供实验室使用的小型发酵罐，其容积可从约lL至数百升或稍大些。
一般来说，5L以下是用耐压玻璃制作罐体，5L以上用不锈钢板或钢板制作罐体。
发酵罐配备有控制器和各种电极，可以自动地调控试验所需要的培养条件，是微生物学、遗传工程、医药工业等科学研究所必需的设备。
②抗生素（antibiotics）是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。
现临床常用的抗生素有转基因工程菌 培养液液中提取物以及用化学方法合成或半合成的化合物。
③放线菌发酵结束后，次级代谢物可能与菌体结合，工业上常采用草酸或磷酸等酸化剂处理，释放与菌体结合的次级代谢物，并采用加热发酵液70 ℃，2 min使蛋白凝固，所得酸性滤液，在经碱处理，进一步去除蛋白。
抗生素的效价常采用微生物学方法测定，它是利用抗生素对特定的微生物具有抗菌活性的原理来测定抗生素效价的方法，如管碟法。
管碟法是目前抗生素效价测定的国际通用方法，我国药典也采用此法。
管碟法是根据抗生素在琼脂平板培养基中的扩散渗透作用，比较标准品和检品两者对试验菌的抑菌圈大小来测定供试品的效价。
管碟法的基本原理是在含有高度敏感性试验菌的琼脂平板上放置小钢管（内径6.0±0.l mm，外径8.0±0.l mm，高10±0. lmm），管内放人标准品和检品的溶液，经16~18小时恒温培养，当抗生素在菌层培养基中扩散时，会形成抗生素浓度由高到低的自然梯度，即扩散中心浓度高而边缘浓度低。
实验十二---土壤中产抗生素放线菌的分离纯化
实验十二土壤中产抗生素放线菌的分离纯化实验目的：1、从土壤中分离产抗生素的放线菌。
2、抗生素产生菌的抗菌谱测定。
3、掌握微生物的基本操作。
实验原理：放线菌是一类呈菌丝状生长,主要以孢子繁殖，革兰染色为阳性的单细胞原核微生物，是细菌中的一种特殊类型.放线菌与人类的生产和生活关系极为密切，目前广泛应用的抗生素约70%是各种放线菌所产生。
许多临床应用的抗生素均由土壤中分离的放线菌产生.微生物大量存在与土壤中,其中包括细菌、放线菌和真菌等,采用选择性培养基可分离土壤中的放线菌。
产抗生素的放线菌经液体培养后，其分泌的抗生素存在于离心所得的上清液中，可采用微生物的抑菌试验进行检测，从而筛选到所需的抗生素产生菌。
实验材料：1、土壤菜园土。
2、实验菌金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的8h培养物.3、培养基淀粉琼脂和淀粉液体培养基。
4、其它 10％的酚、牛津杯、灭菌生理盐水、接种环、无菌涂棒、酒精灯、无菌吸管等。
实验方法:一、土壤中放线菌的分离1、配制淀粉培养基配方一淀粉琼脂培养基（高氏培养基）可溶性淀粉 2克；硝酸钾 0.1克；磷酸氢二钾 0.05克；氯化钠 0.05克；硫酸镁 0。
05克；硫酸亚铁 0.001克；琼脂 2克水 100毫升先把淀粉放在烧杯里，用5毫升水调成糊状后,倒入95毫升水，搅匀后加入其他药品，使它溶解.加热到煮沸时加入琼脂，不停搅拌，待琼脂完全溶解后，补足失水。
调整pH值到7。
2～7。
4，分装后灭菌，备用。
配方二面粉琼脂培养基面粉 60克；琼脂 20克；水 1000毫升把面粉用水调成糊状，加水到500毫升,放在文火上煮30分钟.另取500毫升水,放入琼脂，加热煮沸到溶解后，把两液调匀，补充水分,调整pH值到7.4，分装,灭菌,备用。
2、土壤悬液梯度稀释（1）将5。
0g土壤加入到50ml灭菌的生理盐水中，震荡10min制备土壤悬液. （2）用无菌吸管吸取1ml土壤悬液，加入到9ml灭菌的生理盐水中10倍稀释.(3）按1：10稀释至10—3、10—4、10—5。