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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 解淀粉芽孢桿菌環(huán)二肽的制備及其抗腫瘤活性研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 環(huán)二肽因其結(jié)構(gòu)的特殊性，使其成為藥物化學(xué)中一個(gè)重要的藥效團(tuán)，亦可作為藥物的先導(dǎo)化合物，具有廣闊的應(yīng)用前景。但是由于環(huán)二肽的化學(xué)合成方法較復(fù)雜，所以至今不能批量生產(chǎn)，該發(fā)明從微生物發(fā)酵產(chǎn)物中，利用現(xiàn)代生物技術(shù)分離純化得到具有較強(qiáng)生理活性的環(huán)二肽，為工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
- 詳細(xì)介紹：
- 環(huán)二肽(cyclic dipeptides),又名2,5-二氧哌嗪(2, 5-dioxopiperazines)或2, 5-二酮哌嗪(2, 5-diketopiperazines),由兩個(gè)氨基酸通過肽鍵環(huán)合形成,是自然界中最小的環(huán)肽。環(huán)二肽類化合物在自然界廣泛存在。目前發(fā)現(xiàn)許多環(huán)二肽具有較強(qiáng)的生理活性,如抑菌性、抗真菌性、抗腫瘤性、調(diào)節(jié)激素及能量代謝、介導(dǎo)細(xì)胞間通訊,抗健忘等。但是由于環(huán)二肽的化學(xué)合成方法較復(fù)雜，成本高，因此還不能大規(guī)模生產(chǎn)。本作品通過研究，使環(huán)二肽有望進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，并且所采用的磺酰羅丹明B法，簡便、敏感、準(zhǔn)確、快速，大大精確了研究結(jié)果。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 環(huán)二肽的種類繁多且功能各異。目前發(fā)現(xiàn)許多環(huán)二肽具有較強(qiáng)的生理活性,但是由于環(huán)二肽的化學(xué)合成方法較復(fù)雜，成本高，因此還不能大規(guī)模生產(chǎn)。許多微生物和植物都能在體內(nèi)生物合成環(huán)二肽類物質(zhì)，但是其生物合成途徑及調(diào)控機(jī)制還不清楚。本作品通過研究，從細(xì)菌發(fā)酵液中制備環(huán)二肽的方法，使環(huán)二肽有望進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。通過實(shí)驗(yàn)檢測(cè)環(huán)二肽對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制率，確定抗腫瘤活性的大小，為以后生物藥物的開發(fā)提供新的思路。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 利用解淀粉芽孢桿菌Q426生物合成環(huán)二肽，采用磺酰羅丹明B法研究其抗腫瘤活性，并結(jié)合顯微鏡觀察細(xì)胞形態(tài)變化，獲得了環(huán)二肽- cyclo(Phe-Pro)對(duì)腫瘤活性的影響。從微生物發(fā)酵液中提取分離得到的天然環(huán)二肽，克服了環(huán)二肽在化學(xué)合成上存在的問題，如產(chǎn)率低，光學(xué)異構(gòu)體無法拆分，優(yōu)化了環(huán)二肽提取分離條件，使其有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。并且所采用的磺酰羅丹明B法，大大精確了研究結(jié)果。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本作品確立了從微生物發(fā)酵液中提取分離環(huán)二肽的方法。該法可應(yīng)用到規(guī)模性的工業(yè)生產(chǎn)之中。因?yàn)榄h(huán)二肽的眾多生理活性，可將規(guī)模生產(chǎn)的環(huán)二肽用于開發(fā)研究新型臨床藥物、生物農(nóng)藥等，形成新型產(chǎn)業(yè)。尤其是在抗腫瘤活性方面，具有很強(qiáng)的優(yōu)越性?？蓪h(huán)二肽生產(chǎn)的藥物用于肝癌等難治愈疾病的治療中。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 環(huán)二肽是由兩個(gè)氨基酸通過肽鍵連接而形成的一個(gè)穩(wěn)定的六元環(huán)，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，故成為藥物化學(xué)中一個(gè)重要的藥效基團(tuán)，許多環(huán)二肽具有較強(qiáng)的生理和藥理活性。本論文確立了解淀粉芽孢桿菌Q426發(fā)酵液中制備環(huán)二肽的方法，提取分離得到的天然環(huán)二肽，最后經(jīng)過純化，得到cyclo(Phe-Pro)，該物質(zhì)對(duì)乳腺癌tsFT210、人慢性髓原白血病K562細(xì)胞和肝癌細(xì)胞HepG2的活性均有抑制作用。
獲獎(jiǎng)情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- 黃銀久，宋寶安，金林紅,等.SRB法和MTT法抗腫瘤藥物篩選結(jié)果相關(guān)性研究.生物學(xué)雜志，2009，26(4)：13 -16 李冬,朱偉明,顧謙群.海洋放線菌H2003代謝產(chǎn)物中環(huán)二肽成分及其抗腫瘤活性的初步研究.海洋科學(xué), 2007, 31(5): 45-48
同類課題研究水平概述
- 環(huán)二肽(cyclic dipeptides),又名2,5-二氧哌嗪(2, 5-dioxopiperazines)或2, 5-二酮哌嗪(2, 5-diketopiperazines),由兩個(gè)氨基酸通過肽鍵環(huán)合形成,是自然界中最小的環(huán)肽。環(huán)二肽類化合物在自然界廣泛存在。迄今為止,已發(fā)現(xiàn)許多結(jié)構(gòu)簡單的天然環(huán)二肽類化合物，如在微生物的發(fā)酵液或培養(yǎng)基，大型真菌的菌絲，動(dòng)物的分泌物及雙子葉植物的某些特定部位等。 特別是,由于海洋微生物在低溫、高壓、寡營養(yǎng)、高鹽的海洋環(huán)境下能夠產(chǎn)生新穎，活性獨(dú)特的天然產(chǎn)物。因此海洋微生物成為了環(huán)二肽化合物豐富的資源?，F(xiàn)已從海洋細(xì)菌、 海洋放線菌、 海洋真菌、 紅樹林葉內(nèi)真菌的代謝產(chǎn)物中已分離出種類繁多的環(huán)二肽類化合物。 現(xiàn)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)環(huán)二肽的生物活性在抑菌、抗腫瘤、對(duì)心血管系統(tǒng)的作用、保護(hù)神經(jīng)元及改善腦功能、脫癮與解毒等方面均有很好的體現(xiàn)。這引起了很多學(xué)者的興趣。尤其是在抗腫瘤方面，它都具有比較好的抑制活性作用，使其成為了藥物化學(xué)中一個(gè)重要的藥效團(tuán)，亦可作為藥物的先導(dǎo)化合物。但現(xiàn)只有利用化學(xué)方法合成的環(huán)二肽，成本高、操作復(fù)雜、污染環(huán)境，使得理論和實(shí)際應(yīng)用起來很不方便。 解淀粉芽孢桿菌是一株從土壤中分離的生防細(xì)菌?，F(xiàn)今已基本達(dá)了可工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的要求。而本作品從解淀粉芽孢桿菌的發(fā)酵液中提取分離出天然活性環(huán)二肽的方法，克服了環(huán)二肽在化學(xué)合成上存在的問題，如產(chǎn)率低，光學(xué)異構(gòu)體無法拆分等。大大優(yōu)化了環(huán)二肽提取分離條件，使其具有了能夠批量生產(chǎn)的良好前景。
