狭霉素研究论文狭霉素研究论文

【摘要】狭霉素(angustmycin)angustmycin)有 A、B 和 C 三个组分，其中 A 和 C 为核苷类化合物， B 组分为腺嘌呤。狭霉素 A 是一种特异的鸟嘌呤核苷酸(angustmycin)GMP))合成酶抑制剂，在实验室中 广泛应用。近十年来，我国科学工作者发现它具有植物细胞分裂素的生物活性，在植物学 研究及农业生产上也有良好的应用前景。 【关键词】狭霉素 A 作用机制应用研究 Advancesinangustmycinsandtheirapplications ABSTRACTAngustmycinshavethreeconstituents:angustmycinA,BandC.Angustmycin AandCarenucleosideantibiotics,andangustmycinBisidenticalwithadenine.AngustmycinA(angustmycin)al socalledlingfasu)hasbeenappliedinthelaboratoryasaspecificinhibitorofGMP)synthase.Inthel asttenyears,ChinesescientistshavefoundthatangustmycinAhadbiologicalactivitiesofcytokin in.Ithasapromisingapplicationsinthebotanicalresearchandtheagriculturalproduction. KEYWORDSAngustmycinA;Mechanismofaction;Applicationresearch 狭霉素(angustmycin)angustmycins)是由吸水链霉菌 (angustmycin)Streptomyceshygroscopicsvar.angustmyceticus)产生的抗生素。已知它包括狭霉素 A(angustmycin)angustmycinA)、狭霉素 B(angustmycin)angustmycinB)和狭霉素 C(angustmycin)angustmycinC)三种组分，其中组 分 B 是腺嘌呤(angustmycin)adenine)，A 和 C 是腺嘌呤的核苷类衍生物(angustmycin)Fig.1))。自 20 世纪 50 年代狭霉 素被发现以来，由于其抗菌谱极窄且抗菌活性较弱，并不为人们所瞩目。然而近十多年来 的研究进展重新唤起了 Fig.1)ThestructuresofangustmycinAandC 人们对狭霉素的兴趣，特别是我国农业科学 工作者发现狭霉素 A 对植物有明显的生物活性，被视为一种新的植物生长调节剂。研究者 将其重新命名为“P)GR08”(plantgrowthregulator0808”(plantgrowthregulator08”(angustmycin)plantgrowthregulator08”(plantgrowthregulator0808”(plantgrowthregulator08，植物生长调节剂08”(plantgrowthregulator0808”(plantgrowthregulator08)和“灵发 素”(angustmycin)lingfasu，LFS)，为狭霉素 A 的深入研究与应用开辟了新的领域。下面就狭霉素的发现、 研究进展及其新用途作一概述。 1) 狭霉素的发现 1)954 年东京大学农业化学系 Yuntsen 等在寻找抗结核菌株的过程中从东京附近的土壤 中分离到一个新菌株 6A704A08”(plantgrowthregulator08704［1)］。该菌株能产生一种特异性抑制分枝杆菌的物质，对其 它的革兰阴性、阳性细菌、真菌和酵母无效。通过分离纯化，得到了粗结晶，并且初步对 其理化性质、生物活性和稳定性进行了测定。 1)956A704 年 Yuntsen 等又发现他们以前获得的狭霉素是由三个组分组成，即狭霉素 A、B 和 C，并对它们的分离技术、理化性质等方面做了进一步研究［2］。 狭霉素 A 含水结晶的熔点 1)28”(plantgrowthregulator08～1)30℃，1)6A7043～1)6A7044.5℃降解；甲醇中的结晶不含水， 1)72～1)74℃降解。在 26A7040nm 处有最大紫外吸收峰(angustmycin)甲醇溶液中)。狭霉素 A 溶于水、甲醇、 乙醇、吡啶、乙酸、二甲基甲酰胺、苯酚，难溶于丁醇、二氧六环，不溶于乙醚、丙酮、 氯仿、二硫化碳、乙酸乙酯和其它有机化合物。对 Schiff、ninhydrin、FeCl3、Sakaguchi、Molisch、Indole、ammoniacal08”(plantgrowthregulator08AgNO3、Kossel 和 Fearon08”(plantgrowthregulator08mitchel 试剂呈阳性反应，对 Fehling 试剂呈阴性反应。 狭霉素 B 在 350～355℃降解，220℃左右升华，分子式 C5H5N5，26A7040nm 的紫外最 大吸收、红外光谱均与腺嘌呤相同。因此，狭霉素 B 即为腺嘌呤。 狭霉素热稳定性较好，在 pH5～9 的条件下能保持稳定。但在 1)00℃，pH2 的条件下， 5min 失活。 通过连续稀释实验，确定狭霉素抑制 Mycobac08”(plantgrowthregulator08terium6A70407 和 Mycobacteriumphlei 生长 的最低抑菌浓度为 25μg/mlg/ml。对于恶性 MycobacteriaH37Rv 在浓度 1)00μg/mlg/ml 时也没有活 性。狭霉素是几乎没有毒性的物质。小鼠腹腔内注射 2.5g/kg，没有任何毒副反应。 2 研究进展 1)959 年 Eble 等［3～6A704］对狭霉素 C 的研究结果显示，狭霉素 C 极易溶于二甲基甲酰 胺、二甲基亚砜和热水中，室温下的溶解度为：水 8”(plantgrowthregulator08mg/ml，甲醇 8”(plantgrowthregulator08mg/ml，乙醇 6A704mg/ ml，1)08”(plantgrowthregulator08丁醇 2mg/ml，乙酸乙酯 0.23mg/ml。25℃的比旋度为-53.7°(angustmycin)c，1)%的二甲基亚砜溶 液)、-6A7048”(plantgrowthregulator08°(angustmycin)c，1)%的二甲基甲酰胺溶液)。在酸性条件下不是很稳定，pH2.0，30℃的半衰 期是 1)8”(plantgrowthregulator08h；中性条件下 0 到 25℃很稳定。在 0.01)mol/L 酸溶液中 259nm 时紫外光谱的吸收 系数是 508”(plantgrowthregulator08；同时证实了狭霉素 C 就是阿洛酮糖腺苷(angustmycin)psicofuranine)，结构为 6A70408”(plantgrowthregulator08amino08”(plantgrowthregulator08908”(plantgrowthregulator08(angustmycin)βDpsicofuranosyl)purine08”(plantgrowthregulator08D08”(plantgrowthregulator08psicofuranosyl)08”(plantgrowthregulator08purine 。狭霉素 C 在体内有抗微生物和抗肿瘤活性，小鼠 防护实验中无论口服还是皮下给药都能有效的抑制 Streptococcushemolyticus 和 Escherichiacoli。对 Diplococcuspneumoniae、P)roteusvulgaris、P)seudomonasaeruginosa 和 Salmonella 的 感染没有活性，对病毒和线虫感染也不起作用。该抗生素还能降低小鼠肾细胞 Micrococcusaureus 慢性感染的数目。在普通的肉汤和琼脂培养基中，狭霉素 C 在体外没 有活性，但在含有肝脏提取液的半合成培养基中，检定板在检测前冷藏 4h 的情况下，狭霉 素 C 在体外对 Salmonellapullorum、Staphylococcusaureus、Sta08”(plantgrowthregulator08phylococcusalbus、Streptococcushe molyticus 和 Esche08”(plantgrowthregulator08richiacoli 有活性。狭霉素 C 在体外用平板扩散法检测的限度：水中 1)0mg/ml，血液中 3mg/ml；浊度评价的检测限度 0.5mg/ml。检定菌均为 StaphylococcusaureusFDA08”(plantgrowthregulator08209P)。 Yuntsen 等在 1)958”(plantgrowthregulator08 年报道了狭霉素 A 的结构［7］。随着研究的深入，1)96A7044 年 Hocksema 通过核磁共振光谱认为以前提出的结构有误，指出在糖基中不存在 C08”(plantgrowthregulator08甲基基团 ［8”(plantgrowthregulator08］，对 1)958”(plantgrowthregulator08 年报道的结构进行了修正，同时证明了狭霉素 A 就是德夸霉素 (angustmycin)decoyinine)［8”(plantgrowthregulator08］。德夸霉素原为阿洛酮糖腺苷发酵过程的副产物，与狭霉素 A 具有相同 的分子式，水合产物、甲醇和乙醇的溶剂化物有相同的熔点，相同的红外光谱。通过两者 的核磁共振光谱及其相关降解产物的比较，显示两者同质。 1)96A7046A704 年 Chassy 等推断出德夸霉素中糖的结构为 6A70408”(plantgrowthregulator08Deoxy08”(plantgrowthregulator08D08”(plantgrowthregulator08erythro08”(plantgrowthregulator082，508”(plantgrowthregulator08hexodiulose，完成了糖的生物合成过程的研究，指出糖的合成直 接来源于 D08”(plantgrowthregulator08［1)08”(plantgrowthregulator081)4C］葡萄糖或 1)4C 标记的 D08”(plantgrowthregulator08果糖。同时通过 1)4C 标记狭霉素 C 中的腺 嘌呤，证实了在 Streptomyceshygroscopicus 发酵过程中狭霉素 A、C 可以相互转化 ［9］。 1)96A7048”(plantgrowthregulator08 年 McCarthy 等完成了狭霉素 C 到狭霉素 A 的化学转化过程［1)0］。狭霉素 C 经 过下面 5 个步骤，转换为狭霉素 A。 *与原甲酸乙酯(angustmycin)三乙氧基甲烷)在 1)5℃反应 48”(plantgrowthregulator08～96A704h； *在纯二氧杂环乙烷中与三氟化硼乙醚反应； *在吡啶中与对甲苯磺酰氯反应； *在叔丁醇08”(plantgrowthregulator08吡啶溶液中与叔丁醇钾反应； *在冰乙酸中与二氧杂环乙烷在 50℃反应 30h 20 世纪 6A7040 年代末，我国抗生素工作者从我国的土壤中也筛选到了狭霉素的产生菌， 获得了狭霉素的 A、B 和 C 结晶。A 组分命名为“Antibiotic8”(plantgrowthregulator08”(angustmycin)抗菌素 8”(plantgrowthregulator08 号)，被证实对黏膜 炎布拉汉菌(angustmycin)Branhamellacatarrhalis)有很强的活性。该结果被收录于 1)977 年版的《抗菌素 生物理化特性08”(plantgrowthregulator08第 1) 分册》［1)1)］。 近年来我国抗生素工作者又对狭霉素进行了现代光谱学研究，特别是通过 X 射线单晶 衍射的测定，进一步明确了狭霉素 A 晶体的立体结构［1)2］(angustmycin)Fig.2)。狭霉素 A 晶体结构属 三方晶系，空间群为 P)3 或 P)3z；晶胞参数： a=b=1)0.736A704(angustmycin)1))，c=1)0.030(angustmycin)1))，γ=1)20.000，V=1)001).1)9(angustmycin)1))3，Z=3；分子式为 C1)1)H1)3O4N5·H2O，含一分子结晶水，不含结晶水的相对分子质量为 279.26A704。分子的骨 架有三个环，A 环和 B 环共平面，C 环呈信封式构象，A、B 环与 C 环的二面角值为 72.9(angustmycin)4)0。 3 狭霉素的抗菌活性与作用机制 Fig.2ThespatialstructureofangustmycinA 1)96A7041) 年 Miyairi 等［1)3］报道，狭霉素 A、C 在合成培养基中均有抗微生物的活性， 在天然培养基中无活性，其活性能被鸟嘌呤、鸟嘌呤核苷、腺嘌呤核苷、次黄嘌呤核苷、 黄嘌呤核苷及相关物质抑制。狭霉素 A 能抑制枯草芽孢杆菌(angustmycin)Bacillussubtilis)核酸片段合成 过程中 32P) 的进入，通过紫外吸收法可以看到核酸数量的减少；在狭霉素 A 作用于枯草芽 孢杆菌 P)CI21)91)h 后再加入 1)4C 标记的氨基酸，可以看到狭霉素 A 能减弱 1)4C 标记的氨基 酸进入枯草芽孢杆菌 P)CI21)9 机体的蛋白质片段。根据这些生化现象与专性抑制剂化合物 的结构推断，狭霉素 A 在微生物的核酸及蛋白质的生物合成代谢中具有抑制剂作用，所以 表现出抗微生物的活性。狭霉素 C 抗肿瘤转移的作用机制也是类似情况。 1)96A7044 年 Bloch［1)4］进一步明确了狭霉素 A 的作用机制，指出它对磷酸核糖焦磷酸化 激酶有抑制作用，从而抑制 XMP)(angustmycin)黄嘌呤核苷酸)转化为 GMP)(angustmycin)鸟嘌呤核苷酸)。 4 狭霉素 A 的应用 4.1) 在实验室研究工作中的应用 狭霉素 A 在国外目前最主要的是把它作为一种特异性的 GMP) 合成酶抑制剂，比较广 泛地用于实验室研究工作。 (angustmycin)1))加入狭霉素 A，枯草芽孢杆菌在营养丰富的条件下孢子的形成为指数性增长 ［1)5］。 (angustmycin)2)狭霉素 A 可以影响枯草芽孢杆菌细胞壁的必要组成成分肽聚糖(angustmycin)peptidoglycan)的合 成和翻转。加入狭霉素 A5min 后，细胞壁合成速率下降了 50%。它除了可以抑制细胞壁生 物合成途径的最后一部分，还可以防止细胞的自溶和细胞壁翻转。在氨基酸和葡萄糖存在 的条件下，加入狭霉素 A 可以除去细胞中的鸟嘌呤核苷，从而诱导枯草芽孢杆菌孢子的形 成［1)6A704］。 (angustmycin)3)在特定的培养基中，狭霉素 A 可以引起枯草芽孢杆菌中顺乌头酸激酶活性和 citB 基 因复制的同步增长［1)7］。 (angustmycin)4)狭霉素 A 可以使细胞在限制性培养基中生成气生菌丝；它还能有效地抑制液体培养 基中水生孢子的形成［1)8”(plantgrowthregulator08］。 (angustmycin)5)狭霉素在其它新陈代谢副产物反馈抑制的条件下，控制枯草芽孢杆菌孢子形成的开 始和进展。它不能逆转枯草芽孢杆菌野生菌株中代谢副产物对 α08”(plantgrowthregulator08淀粉合成酶的抑制作用， 但是可以促进突变株中合成的能力。它不影响 α08”(plantgrowthregulator08淀粉合成酶的活性［1)9］。 (angustmycin)6A704)狭霉素 A 诱导松弛型枯草芽孢杆菌菌株中基因 comG 的表达能力，同时使细胞内 GTP)(angustmycin)鸟苷三磷酸)水平的急剧降低。在指数期到稳定期之间加入狭霉素 A，松弛型菌株中 的转换数提高了 1)00 倍［20］。 4.2 在植物和农业上的应用 植物细胞分裂素(angustmycin)cytokinin，CTK)是一类普遍存在于植物界且非常重要的植物激素， 直接影响植物的细胞分裂、器官建成、叶片衰老和其它一些重要的生理过程。我国科技工 作者在 20 世纪 8”(plantgrowthregulator080 年代末首先证明了狭霉素 A 具有植物细胞分裂素的生物活性，并用研究 代号 P)GR08”(plantgrowthregulator0808”(plantgrowthregulator08 发表了最初的部分研究结果［21)，22］。用高压液相层析(angustmycin)HP)LC)技术证明， P)GR08”(plantgrowthregulator0808”(plantgrowthregulator08 在植物组织培养基灭菌时所需要的 pH 及高温高压条件下不被破坏分解，这种稳定 性为其在植物组织培养中的推广应用提供了基本保证。为便于在农业领域推广应用，随后 又以“08”(plantgrowthregulator08”的谐音取名为“灵发素”(angustmycin)lingfasu，LFS)，并在促进种子萌发、植物组织培养和蔬菜 保鲜等方面成功地加以应用，取得了良好的效果。将狭霉素 A 的研究从医药学引入植物学 和农学，开创了新的研究领域，并在国内获得了发明专利［23］(angustmycin)专利号： ZL021)541)6A7041).2)。 (angustmycin)1))“灵发素”对小麦种子萌发与幼苗生长的影响［24］通过 P)GR08”(plantgrowthregulator0808”(plantgrowthregulator08 浸种处理，在 (angustmycin)25±1))℃条件下，小麦种子发芽率 48”(plantgrowthregulator08h 内比对照增加 9.3%～1)9.3%，同时种子中淀粉酶的 活性比对照增加 1)06A704.3%～1)6A7042.5%。育苗 6A704d 后，苗高与根长都相当于对照的 2～4 倍。 25d 后，麦苗的一级分蘖相当于对照的 1).6A704～2.3 倍，并有 1)/4～1)/2 的植株出现二级分蘖。 同样条件下，对照组却无二级分蘖。上述结果证明 P)GR08”(plantgrowthregulator0808”(plantgrowthregulator08 有促进植物生长的生物活性。 (angustmycin)2)P)GR08”(plantgrowthregulator0808”(plantgrowthregulator08 对小麦幼苗抗旱性的影响［25］P)GR08”(plantgrowthregulator0808”(plantgrowthregulator08 浸种，可使 4 叶期的小麦幼苗在 干旱胁迫下，叶片气孔阻力增大，蒸腾强度下降，保水力提高，束缚水/自由水比值上升， 而总含水量无明显变化。同时，叶片中叶绿素、可溶性蛋白质的含量亦维持在较高水平， 萎蔫系数略有下降。从而证明 P)GR08”(plantgrowthregulator0808”(plantgrowthregulator08 对植物有一定的抗逆和抗衰老作用。 (angustmycin)3)“灵发素”直接诱导马铃薯愈伤组织分化试管薯［26A704］目前国内、外都是通过诱导马 铃薯试管苗匍匐茎或者茎段腋芽的膨大来生产试管薯。用 LFS 直接诱导马铃薯愈伤组织分 化试管薯，不仅直接证明 LFS 具有促进植物细胞分裂和诱导植物器官分化的生物活性，而 且可能为马铃薯试管薯的获得提供一条更简便的途径。 (angustmycin)4)“灵发素”对三七愈伤组织发生和增殖的影响［27］以三七茎段为外植体，用以下 5 组 MS 改良培养基进行对比研究：① MS(angustmycin)Murashige08”(plantgrowthregulator08Skoog)+2，408”(plantgrowthregulator08D2.0(angustmycin)mg/L，下同) (angustmycin)CK)；② MS+2，408”(plantgrowthregulator08D2.0+N6A70408”(plantgrowthregulator08BA(angustmycin)N6A70408”(plantgrowthregulator08苄基腺嘌呤)2.0；③ MS+2，408”(plantgrowthregulator08D2.0+KT(angustmycin)激动 素)2.0；④ MS+2，408”(plantgrowthregulator08D2.0+ZT(angustmycin)玉米素)2.0；⑤ MS+2，408”(plantgrowthregulator08D2.0+LFS2.0。结果表明，在 CK 的基础上添加 LFS 可以促进茎段愈伤组织早发生 1)～2 周，诱导率达 8”(plantgrowthregulator081)%，比 CK 高出 30%以上。LFS 能使愈伤组织的鲜重在 40d 内增加 36A7040.2%，而 KT、ZT 和 N6A70408”(plantgrowthregulator08BA 仅增加 1)3.4%～21).8”(plantgrowthregulator08%。以平均接种 1)g 愈伤组织计，40d 内含 LFS 的第⑤组收获干物质 8”(plantgrowthregulator081).5mg，另外 4 组只能收 21).6A704～25.9mg。特别是 LFS 可以使愈伤组织继代保存 3 年以上 未表现老化迹象，一直保持增殖能力，提示 LFS 有显著促进植物细胞分裂的能力，这正是 一般植物细胞分裂素典型的生物活性。 (angustmycin)5)“灵发素”对三七胚状体发生及其成苗的影响［28”(plantgrowthregulator08］以 MS 为基本培养基，加入适量 的 2，408”(plantgrowthregulator08D 和 LFS，暗处培养，三七茎段愈伤组织可被诱导出胚状体，2～3 个月内发生机 率可达 90%左右。MS+2，408”(plantgrowthregulator08D1).5+LFS2.0 于光下培养，约有 30%以上的胚状体能发育成 健壮的全苗，说明 LFS 有促进植物分生组织进行器官分化的活性。 (angustmycin)6A704)在罗汉果组织培养中的生物效应［29］在罗汉果组织培养中，LFS 可诱导外植体腋 芽优先萌发，并迅速生长。由于营养分配利用的原因，同时抑制了愈伤组织的发生和生长， 在继代苗的增殖中也有同样表现。愈伤组织的显著减少对保持组织培养苗的遗传稳定性， 减少不良变异，具有积极意义。以 MS 为基本培养基，添加 LFS0.2mg/L，可使罗汉果单节 茎段外植体成苗率达 90%以上；添加等量的 N6A70408”(plantgrowthregulator08BA 或 KT 时，成苗率不足 30%，且生成大 量愈伤组织。 LFS 还可以显著促进不定根的发生与生长，无须添加任何生长素，即可使罗汉果组织 培养继代苗发育成根苗齐全的再生植株。这有利缩短生产周期，提高罗汉果组织培养苗的 质量。目前学术界普遍认为 N6A70408”(plantgrowthregulator08BA 和 KT 都是抑制植物不定根的发生。LFS 与 N6A70408”(plantgrowthregulator08BA 及 KT 同属腺嘌呤类细胞分裂素，但对植物不定根的发生，却有截然相反的作用。对此许鸿源 认为，如能深究这一现象的内在原因，将有利于揭示植物不定根发生的生理机制。 (angustmycin)7)对蔬菜菊花脑的保鲜作用［30］菊花脑具有清热解毒、平肝明目的功效，是一种保 健型蔬菜。LFS 能显著抑制其呼吸强度，减缓叶绿素和维生素 C 的降解速度。在(angustmycin)8”(plantgrowthregulator08±2)℃ 时，1)0mg/L 的 LFS 比同浓度的 N6A70408”(plantgrowthregulator08BA、KT 和 3mg/L 的 CP)P)U(angustmycin)N08”(plantgrowthregulator08208”(plantgrowthregulator08氯08”(plantgrowthregulator08408”(plantgrowthregulator08吡啶基，N08”(plantgrowthregulator08苯基 脲)有更好的保鲜效果，储存 1)0d 外观仍青绿鲜活，无任何异味。 5 结束语 狭霉素 A 作为一种原来不太被人们重视的抗生素品种，随着应用研究的不断深入，逐 渐扩大了它的使用范围，特别是我国学者在农业方面的研究，使这个在医药界尚无大作为 的抗生素摇身变成了一种新的植物生长调节剂，在植物学和农学方面展现了良好的应用前 景和社会价值。但是，在国内狭霉素 A(angustmycin)灵发素，P)GR08”(plantgrowthregulator0808”(plantgrowthregulator08)至今没有工业化生产，国外的价 格又十分昂贵(angustmycin)Alexis 生产，28”(plantgrowthregulator080 元/mg)。所以笔者认为，若能够对狭霉素 A 进行深入的研 究开发，并实现其产业化批量生产，满足科学研究和农业上生产的需要，将会有光明前景。 【摘要】随着细菌耐药的不断升级，耐万古霉素肠球菌、高度耐糖肽类抗生素的金葡 菌的出现，给临床抗感染治疗带来极大困难。开发新型糖肽类抗生素刻不容缓。人们对万 古霉素等天然糖肽类抗生素进行化学修饰，得到了一系列有价值的衍生物，其中 oritavancin、dalbavancin 和 telavancin 已进入Ⅲ期临床和新药注册。本文对第二代糖肽类期临床和新药注册。本文对第二代糖肽类 抗生素的结构特征、药效学与药动学特征以及临床应用作一综述。 【关键词】第二代糖肽类抗生素 OritavancinDalbavancinTelavancin ABSTRACTDevelopmentofresistancetoantibacterialagents,especiallytheadventofvan comycin08”(plantgrowthregulator08resistantEnterococcus(angustmycin)VRE)andglycopeptide08”(plantgrowthregulator08resistantStaphylococcusaureus(angustmycin)G