天然红色素抗菌性能的初步研究文献综述

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1、文献综述天然红色素抗菌性能的初步研究1.前言1.1基本性质灵菌红素（prodigiosins，PG）是一类天然红色素的总称，通常都有3个吡咯环组成的甲氧基吡咯骨架结构，PG属于脂溶性色素，易溶于甲醇和丙酮，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；Al3+，Ca2+，K+，Ba2+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

2、以络合PG，使之成为沉淀[2]；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[3]。1.2研究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

3、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

4、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]5。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

5、Chagas疾病的锥虫有很大的杀伤作用。Chagas疾病是由锥虫Trypanosomacruzi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。PG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

6、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、养殖等产业中的应用奠定一定的理论基础。2.相关研究动态2.1灵菌红素的生物活性2.1.1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

7、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。2.1.2抑制癌细胞浸润转移活性癌细胞转移是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。2.1.3抗菌活性PG最初是作为一种抗菌的物质来研究的，它具有抗细菌、抗疟疾，抗真菌和抗原生动物的活性。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。此外，它对引起Chagas疾病的锥虫有很大的杀伤作用[11]。Chaga

8、s疾病是由锥虫Trypanosoma5cruzi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[12]。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，杀锥虫药硝呋噻氧和苄硝唑有更强的杀锥虫活性[13

9、。2.1.