南海海洋所深海微生物资源及其次生代谢和遗传研究获进展

　　来自深海极端环境的微生物及其代谢产物备受科学家的关注，目前来自大于1000 m深海的微生物次级代谢产物只有108个，对于这一战略新资源及其利用前景，人们知之甚少。

　　中国科学院南海海洋研究所较早地开展了深海微生物的研究开发工作，2009年报道了两个放线菌新属的发现和鉴定，其中一个为来自南海3865m深处的一株拟诺卡氏菌科(Nocardiopsaceae)放线菌新属Marinactinospora (Xinpeng Tian，Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2009, 59, 948-952)。

　　鞠建华研究员团队对该新属新种M. thermotolerans SCSIO 00652进行了多种培养基发酵优化、活性筛选和化学筛选，从发酵物中分离得到四个新的β-咔啉生物碱和两个新的九元环吲哚内酰胺类生物碱。药理活性研究表明，这些化合物无细胞毒活性，但对疟原虫Plasmodium falciparum多重耐药株Dd2及敏感株3D7具有明显的抑制作用，显示出较好的抗疟活性，可将为抗疟药物研究开发的先导化合物。研究人员还用抗菌活性追踪从该菌株中获得了结构独特的核苷类抗生素A201A。

　　以00652深海菌株为对象，研究人员利用基因组扫描和生物信息学分析技术，确定了吲哚内酰胺类抗生素methyllpendolycin/pendolmycin和抗生素A201A的生物合成基因簇。通过基因敲除和代谢产物中间体分析，阐明了抗生素methyllpendolycin/pendolmycin的生物合成机制，首次发现并阐明了一种异戊烯基转移酶，以反式方式催化含色氨酸天然产物的C7位异戊烯基的形成。研究人员利用生物合成和组合生物合成技术获得新的结构衍生物9个，还通过构建和整合载体系统，实现了这三种深海微生物代谢产物在异源宿主变铅链霉菌中的异源表达。

　　该项研究的化学和遗传方面工作由鞠建华研究员团队的黄洪波博士、马俊英博士、朱清华博士后等硕士生参加完成。得到了国家自然科学基金，中科院知识创新工程和973项目的支持。部分研究内容发表在《天然产物杂志》(J. Nat. Prod. 2011, 74, 2122-2127)及《抗微生物药物和化学治疗学》(Antimicrob. Agents Chemother., 2011, doi:10.1128/AAC.05278-11)上。