天然红色素抗菌性能的初步研究开题报告

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1、开题报告天然红色素抗菌性能的初步研究1选题的背景和意义天然色素指的是来源于动物、植物、微生物的色素，绝大多数天然色素无毒和无副作用，安全性高，且具有一定的生物活性，成为色素发展的趋势[1]。随着社会及科技进步，天然色素在食品、药品、化妆品及保健品业使用逐渐普及，使用技术逐渐提高，逐渐成为美化社会生活不可缺少的一部分。目前大多数天然色素来源于植物，但由于植物生长周期长且受季节、气候、产地等因素的影响，提取工艺复杂，致使天然色素价格昂贵，推广应用受到局限。开发新品种的天然色素，探索新的天然色素来源，对原有天然色素的生产工艺进行改进，扩大天然色

2、素的应用范围，降低天然色素的生产成本，已成为生产中需要迫切解决的问题。灵菌红素(prodigiosin，PGs)又名灵菌素、灵杆菌素。是一族具有三吡咯环骨架结构的天然红色素，可由多种微生物产生。自1929年PG首次从黏质沙雷氏菌中分离出来以后[2]，人们对其的研究就一直在不断地进行当中。早期研究表明此类结构的物质具有抗细菌、抗疟疾，抗真菌和抗原生动物的活性。随着研究地不断深入，近年来研究者们惊奇地发现其还具有很强的免疫抑制活性和抗癌抗肿瘤活性，这引起了研究人员们极大地兴趣和关注。大多数抗癌药物由于靶向问题，对肿瘤细胞和人体正常细胞都具有杀

3、伤作用。在治疗肿瘤的同时对人的肝肾带来巨大损伤。不同于这些药物的是，PG对57种不同的人癌细胞有抗性作用，而在相同的作用剂量下对正常细胞无任何毒害作用[3]。鉴于此，PG的研究具有了独特的优势并有着诱人的市场前景，正逐渐成为医学界抗肿瘤领域的新宠。PG作为一种具有良好抗菌性能的天然微生物色素，其在作为功能性天然材料方面也具有一定的应用前景。PG的体外抑菌试验表明，其对金葡球菌(耐青、红霉素菌株)和福氏志贺氏菌有很好的抑制效果[4]。此外，它对引起Chagas疾病的锥虫有很大的杀伤作用。Chagas疾病是由锥虫Trypanosomacruz

4、i所引起的原生动物传染病。在南美国家非常盛行，此前只发现苄硝唑可以治愈。Patricia等人在研究PG与苄硝唑对V79纤维原细胞系的细胞毒性时发现，PG比以往使用的杀锥虫药有更强的杀锥虫活性。Cang等[5]以沙雷菌发酵生产的PG做抗菌实验，结果表明，对芽孢杆菌具有显著地杀灭作用。PG7结构类似物具有显著的抗Trichophytonspp.等真菌的活性，在临床测试中表现出对Coccidmycosis引起的一种地方性真菌传染病有良好的治愈作用。本研究将定性和定量的考察灵菌红素对常见细菌的抑菌性能和抑菌的稳定性，以期为灵菌红素在纺织、食品、养

5、殖等产业中的应用奠定一定的理论基础。2相关研究的最新成果及动态2.1PG的生物活性2.1.1抗肿瘤作用Montaner等[6]的研究表明，PG能诱导人结肠腺癌细胞株DLD-1和SW-620及人胃癌细胞株HGT-1凋亡，对转移性肿瘤细胞株SW-620更为有效，其诱导结肠癌细胞凋亡呈剂量依赖性，主要表现为细胞收缩、染色质缩合、肌动蛋白微丝结构重组等。2.1.2免疫抑制剂活性选择性免疫抑制包括在自体免疫性疾病治疗和临床器官移植中能抑制信号传递，预防T细胞激活。临床上将PG与CyA结合用于解除器官移植急性排斥反应，作用效果好[6]，对其潜伏期和临

6、床应用有待进一步的研究。2.1.3抗菌作用PG具有抗细菌（antibacterial）、抗真菌（antifungal）的生物活性。PG结构类似物具有显著的抗Trichophytonspp.等真菌的活性[7]，在临床测试中表现出对Coccidmycosis引起的一种地方性真菌传染病有良好的治愈作用[8]。2.1.4抗疟疾活性PG对引起查格斯疾病的锥虫（一种寄生虫）有很大的杀伤作用，其杀锥虫活性（IC50=5μmol）是经典杀锥虫药Nifurtimox活性（IC50=150μmol）的30倍。PG可作为生物农药用于防治Botrytiscine

7、rea等引起的樱草属植物病害.2.1.5抗肿瘤活性及其可能的作用机理PG具有有效的抗肿瘤活性，美国国立癌症研究所(NSI)Melvin等发现PG在平均ICso为2．Ivmol·L-1时对包括白血病、肺癌、中枢神经系统癌、黑素瘤、乳腺癌、前列腺癌、肾癌、卵巢癌在内的八种癌细胞株中的57种不同的人癌细胞均有抗性作用。研究者们认为PG的这种抗癌特性与其诱导细胞凋亡的活性密切相关，目前就其机理提出了四种可能：作为pH调节器；作为细胞分裂周期抑制剂；作为DNA裂解因子；作为胞外信号调节激酶调节器[9I。2.1.6抑制癌细胞浸润转移活性7癌细胞转移是

8、造成癌症患者死亡的主要原因。PG可促进细胞浓集，同时抑制细胞附着于胞外基质(ECM)并抑制癌细胞浸润转移[10l。2.2PG的生产现状和发展趋势当前PG的生产以生物合成为主。PG是微生物的次级