灵菌红素合成酶基因的克隆文献综述

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1、文献综述灵菌红素合成酶基因的克隆摘要：本文对灵菌红素的结构，生产该色素的相关菌种以及生理活性作了简要的概述，总结了灵菌红素近年来的研究进展，尤其是关于PigC基因方面的研究，对灵菌红素的发展前景进行了展望。关键词：灵菌红素菌种抑癌抗菌基因引言：灵菌红素(Prodigiosins)是可是一类含有3个吡咯环组成的甲氧基吡咯骨架结构的化合物，由沙雷氏菌、放线菌及多种海洋细菌（包括HahellachejuensisKCTC2396和假单胞菌）产生的一种天然色素[1]Microbiology,Dec2006:8

2、87-899.，其中以Serratia属微生物生物合成灵菌红素的报道居多。由于具有抗细菌、抗疟疾、抗真菌、抗原生动物、抗癌[2]、免疫抑制活性[3,4]和快速杀死导致赤潮的大部分浮游生物[5]等重要生物活性,因此它在医药、食品添加剂、环境治理、纺织染料[6]和农业病虫害防治[7]等方面具有广阔的应用前景和巨大的研发价值。用化学合成法大量制备PG一直未能实施，人们寄希望于微生物发酵生产。目前国内外对产PG微生物的研究主要集中在陆地微生物沙雷氏菌上。现对灵菌红素的结构、生物活性、研究现状及发展趋势作一综述

3、。1.灵菌红素的理化性质灵菌红素(Prodigiosins)是一类含有3个吡咯环组成的甲氧基吡咯骨架结构的化合物。灵菌红素(prodigiosins)又名灵菌素、灵杆菌素，分子式为C20H2N305(M=323.1968)，具有三吡咯环骨架结构，根据其侧链基链基团结构的不同，灵菌红素族还包括除Prodigiosin外的Prodigiosin-25-C，metacycloProdigiosinProdigiosenCycleprodigiosin，desmethoxyprodigiosin和Uncedy

4、lprodigiosin等一系列结构和性质相似的物质。灵菌红素是一种呈暗红色的色素，具有绿色反光，熔点151.152℃。在碱性或中性溶液中呈橙黄色，酸性溶液中呈红色在甲醇溶液中，酸性条件下在540nm处有特征吸收，碱性条件下在466nm处有特征吸收，PG属于脂溶性色素，易溶于甲醇，丙酮，氯仿和苯，不溶于水，在极性较强的酸性和碱性水溶液中微溶，在极性较弱的有机溶剂如乙醚或石油醚中微溶或不溶，PG对温度稳定，但受pH的影响较大，酸性环境中能保持较长的时间，碱性条件下则损失较大；A13+，Ca2+，K+，B

5、a2+等金属离子对PG的稳定性影响不大，Zn2+有使PG增色的作用，Mg2+和Mn2+对PG有一定的破坏作用，Pb2+可以络合PG，使之成为沉淀，白光和蓝光使PG发生光解，在红光和远红光下PG则不会降解[8]。72.生产灵菌红素的菌种陈月琴[9]从大亚湾表面海水中分离到的1株海洋产灵菌红素细菌，通过对该菌株16SrRNA基因的测定与分析，并与Genbank的数据进行比较，认为该菌属于假单胞菌属。刘军[10]对威海近海海水和海泥中的产色素细菌进行筛选分离出1株高产红色素的细菌S15,利用16SrDNA对

6、S15菌株基因组DNA进行扩增,测序得到其部分16SrDNA序列,经Blast调出与菌株16SrDNA同源的序列,用软件MEGA(4.0)按照Neighbor-Joining方法构建16SrDNA系统发育树,判断该菌为沙雷氏菌属的一个种。提取色素后,对该红色素理化性质的试验发现,其光、热等稳定性强,而H2O2、Ca2+、Fe3+对其稳定性影响显著。张琴[11]研究的是变铅青链霉菌和天蓝色链霉菌A3(2)的relA突变株，它们能合成微量放线紫红素和十一烷基灵菌红素。Sertan-deGuzman[12]

7、从菲律宾的被囊类动物中分离出一种新的赝弧杆菌Z143-1，它能酵解葡萄糖产生红色素（16甲基-15庚基-灵菌红素），该色素对金黄色葡萄球菌有抑菌作用。D.Kim[13]筛选出一株海洋菌株HahellachejuensisKCTC2396，它产生四种不同比例的灵菌红素，均具有生物活性。3灵菌红素的生物活性3.1抗肿瘤作用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IC50为2.1μmol·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

8、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。3.1.1灵菌红素对人胰腺癌细胞增殖有抑制作用[14]有人通过用生物工程技术得到灵菌红素,通过MTT法研究了其对人胰腺癌细胞8898的增殖抑制作用和部分作用机理,　实验结果显示,加入灵菌红素后的细胞表现出了凋亡细胞特异性，灵菌红素对于恶性肿瘤细胞,在较低的浓度下(24h培养,IC50值约为20～25μg·ml-1)即显示出了相当的杀伤效果，灵菌红素对肿瘤细胞形态学有一定的作用。实验提示其可能具有