不同培养时间下的粉被玛利娅霉代谢组变化研究.pdf

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1、摘要粉被玛利娅霉(MariannaeapruinosaLiangsp.nov.)是粉被虫草（CordycepspruinosaPetch）的无性型。粉被虫草及其粉被玛利娅霉培养物具有免疫调节、抗细菌、抗真菌、抗癌和抗辐射等多种生物活性，然而目前对粉被玛利娅霉的代谢组尚缺乏系统研究报道。本研究用基于高分辨率的HPLC-MS的代谢组学方法对不同培养时间下粉被玛利娅霉的胞外代谢物变化进行比较研究，以期搞清粉被玛利娅霉在不同生长阶段的次生代谢产物的代谢特点及变化规律，为粉被玛利娅霉的发酵工艺优化、代谢产物的利用供科学依据，同时也为粉被虫草及其无性型的进一步开发利用，代谢调控

2、提供一定的理论参考。本研究首先使用高分辨率液质联用仪对不同发酵时间的发酵液中所有小分子代谢物进行分析检测，然后用基于多变量统计分析的代谢组学方法进行分析。主成分分析（PCA）结果显示不同培养时期的粉被玛利娅霉发酵液代谢组可分为三个阶段：即前期（3-9d）、中期（12-15d）和后期（20d）。在代谢物的初步鉴定的基础上，通过正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）发现粉被玛利娅霉的发酵前期合成较多的化合物有谷甾醇、粉拟青霉酮A、丁酸、5-氨基咪唑核苷酸、γ-氨基丁酸、粉拟青霉酮A、虫草甲酰胺、磷酯酰丝氨酸、胆碱、磷酸黄嘌呤核苷和京尼平苷等物质。中期检测含量较高的代谢

3、物主要有甘油二磷酸胞、尿苷二磷酸氮乙酰葡萄糖胺、oleandolide、柠檬酸、吲哚丙酮酸、亮氨酸、香豆酰腐胺、植物鞘胺醇、prosafrinine、鞘氨醇、磷酸乙醇胺、硬脂酰胺、鸟苷、S-腺苷同型半胱氨酸、鼠李糖、甘露糖胺、cordycepoidA、4-羟基扁桃酸乙酯和4-羟基壬酸等。这些物质有些与菌丝生长繁殖、氧化产能、免疫防御等有关，有些是次级代谢物的中间体。后期产生较多的化合物有：28,30-dinor-17,19,21-gammaceratriene、4-甲基-2-氧代戊酸、蛹虫草酮B、虫草醇A、苹果酸、柠檬酸、亮氨酸、烟酸（维生素PP）、黄素核苷酸、接柄

4、孢菌素D、CTP、2-磷酸甘油酸、Phosphoenolpyruvate、PEP、虫草素、甘露醇、尿嘧啶等。这些化合物有些与产孢、氧化胁迫、抗菌消炎、增强免疫力有关。上述差异代谢物中虫草甲酰胺、粉拟青霉酮、prosafrinine、蛹虫草酮B、虫草醇A、植物鞘胺醇和接柄孢菌素等都有重要生物活性，具有较大利用潜力，其中抗菌活性成分prosafrinine最先在植物中发现，本研究首次发现粉被玛利亚霉也能合成此化合物，因此通过微生物发酵更易实现自动化和工业化生产该物质。β-谷甾醇具有降胆固醇、抗癌、抗炎、止咳，对氧自由基具有较强的抑制作用,同时具有较强的抗氧化作用，本实验

5、发现该成分在粉被玛利娅霉的发酵第6d就达到最大值，因此可在培养前期进行该物质的收获或富集。甘露醇在发酵的第15d含量最高，因此该成分宜选I择在发酵的第15d收获。本研究首次发现GABA与植物鞘胺醇及鞘胺醇的代谢具有相关关系。GABA是一种广泛存在于从细菌到植物和脊椎动物之中的重要免疫调节因子，而鞘胺醇类化合物在细胞信号传导和免疫调节中也起有重要作用。植物鞘胺醇与鞘胺醇由于结构类似，它们可能由于来源于共同前体或有相互转换关系而密切相关，但GABA与它们有相关关系的原因尚需进一步研究。更重要的是本研究中发现粉被玛利娅霉的黄色色素CordycepoidA的代谢和和能量代谢

6、直接偶联在一起，说明粉被玛利娅霉中黄色物质参与了能量生产，可能通过吸收光能后产生CTP给菌体供能，值得深入研究。发酵中后期糖基磷酸核苷含量急剧上升，表明发酵后期糖基化修饰加强，其原因可能与后期随着代谢物的积累，有毒代谢物逐渐超出菌体自身的耐受限度，需要通过糖基化进行修饰解毒。关键词：粉被玛利娅霉，代谢组，发酵液，HPLC-MSIIAbastractMariannaeapruinosaLiangsp.nov.istheanamorphofCordycepspruinosaPetch.Cordycepspruinosaanditsanamorphhavebeenrepo

7、rtedpossessingmulti-bioactivitiessuchasimmunoregulation,antibactierium,antifungus,antitumourandanti-irradiation.TofigureoutmetabonomicdisciplineofMariannaeapruinosaculturedwithdifferenttimeweemployedanHPLC-MSbasedmetabonomicsmethodtostudythemetabonomicsvariationsofMariannaeapruinosad