全 文 ：海洋微生物生物活性物质研究 3
刘全永 3 3 　胡江春　薛德林　马成新　王书锦
(中国科学院沈阳应用生态研究所 ,沈阳 110016)
【摘要】　海洋微生物以其分类的多样性和遗传背景的特殊性而具有产生新型生物活性物质的巨大潜力.
本文对海洋微生物产生的生物活性物质的研究进展进行了综述. 从报道的研究结果看 ,占海洋微生物主导
地位的海洋细菌产生的活性物质种类最为丰富 ;海洋真菌和海洋放线菌虽非海洋微生物中的主要菌群 ,但
其产生新型生物活性物质的潜能不可低估. 此外 ,目前研究主要局限于那些在常规条件下易于培养的微生
物类群 ,今后的趋势之一是对于非可培养海洋微生物产生的生物活性物质的探索. 我国应充分利用国内海
洋微生物资源优势加强这一领域的研究.
关键词 　海洋真菌 　海洋放线菌 　海洋细菌 　生物活性物质
文章编号 　1001 - 9332 (2002) 07 - 0901 - 05 　中图分类号 　Q93818 　文献标识码 　A
Bio2active substances derived from marine microorganisms. L IU Quanyong , HU Jiangchun , XU E Delin , MA
Chengxin and WAN G Shujin ( Institute of A pplied Ecology , Chinese Academy of Sciences , S henyang 110016) . 2
Chin. J . A ppl . Ecol . ,2002 ,13 (7) :901～905.
Marine microorganisms ,which are taxonomically diverse and genetically special ,have powerful potential in pro2
ducing novel bio2active substances. This article summarized research progress in this respect . The results showed
that marine bacteria which are main marine microorganism flora can produce rich kinds of bio2active substances
and that even though marine actinomycetes and marine fungi are not as many as marine bacteria in species and
quantity ,they should be paid no less attention about their bio2active substances. Besides ,present research are lim2
ited to those marine microorganisms which are easily cultured. One of the future research trends will be focused
on bio2active substances derived from non2culturable marine microorganisms.
Key words 　Marine fungi , Marine actinomycetes , Marine bacteria , Bio2active substance.
3 国家“九五”科技攻关项目 (96201202202) 和辽宁省重点科技攻关
资助项目 (96805005) .3 3 通讯联系人.
2001 - 07 - 23 收稿 ,2002 - 04 - 11 接受.
1 　引 　　言
海洋约占地球表面的 71 % ,其中蕴藏着丰富的微生物
资源 ,海洋微生物对于维持海洋生态平衡发挥着重要作用.
此外 ,海洋微生物在寡营养的海洋环境条件下 ,可产生多种
生理活性物质. 以海洋微生物为对象研究其群落结构、功能
及其产生的生物活性物质 ,对了解生态系统的稳定性和变迁
密切相关. 研究开发海洋微生物生物活性物质有以下几方面
优势 :起源于海洋的微生物具有特异的遗传和代谢特性 ,往
往能产生新型生物活性物质 ;来源于陆地的海洋微生物经过
长期环境适应 ,其生理和代谢特性也发生明显变化 ,因而不
少菌株能产生陆地上所不能产生的新活性物质 ;与海洋动植
物共生存的微生物提高了宿主在海洋中的环境适应性和生
存能力 ,可产生抑制宿主竞争对手的次生物质 ,这类菌的产
抗率远高于非附生海洋微生物和陆地微生物 ;根据生态学观
点 ,抗生素是微生物抢夺资源和营养物的“武器”,因此微生
物可在其它菌的诱导下产生原先没有的活性物质 ;与海洋动
植物相比 ,海洋微生物又具有生长周期短、代谢易于调控、菌
种较易选育、可通过大规模发酵实现工业化等特点 ,故海洋
微生物相关的天然产物开发还具有潜在产业化优势 ;与海洋
动植物相比 ,海洋微生物的开发不至于导致海洋物种与海洋
生态环境失衡 ,更具有自然资源的可持续利用性 ,因此海洋
微生物产生的生物活性物质目前正成为国内外研究的热点
领域. 现就海洋微生物中的海洋真菌、海洋放线菌及海洋细
菌三大类群所产生的主要生物活性物质研究综述如下.
2 　海洋真菌产生的生物活性物质
211 　抗菌活性物质
根据 Kohlmeyer 等 (1998) 调查 ,已鉴定 321 种海洋真
菌 ,包括 255 种子囊菌 ,6 种担子菌 ,60 无性态真菌. 随着新
菌体的发现和描述 ,数量在不断增大. 不少科研结果统计证
明 :从海洋真菌分离出的次级代谢产物 70 %～80 %具有生
物活性. 王书锦等[25 ]从中国黄、渤海、辽宁近海地区分离得
到海洋真菌 508 株 ,已鉴定的有 20 多株 ,主要有青霉属
( Penicillum) 、曲霉属 ( Aspergillus) 、镰刀菌属 ( Fusarium) 及
新的真菌 ,10 %以上发酵产物具有抗细菌或抗真菌生物活
性.
在海洋真菌菌体和其培养液中发现一些环缩二氨酸 ,它
们以单体或二聚体形式出现 ,而且经常含有 S ,具有不同的
抗菌活性. Okutani 等 (2000) 从印度洋中的真菌 Aspergillus
应 用 生 态 学 报 　2002 年 7 月 　第 13 卷 　第 7 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,J ul. 2002 ,13 (7)∶901～905
sp .的培养液中分离到一种新型环缩二氨酸 gliotoxin ,它对
S taphylococcus aureus 和 B acillus subtilis 具有抗菌活性.
陆地真菌产生的某些代谢产物已经在海洋真菌的发酵
产物中被发现. Strongman 等[21 ] 从一株海洋真菌 Lep2
tosphaeria oraem aris 中发现一种与陆地真菌 Fusarium sp . 代
谢物一样的具有抗菌活性的倍半萜 Culmorin. 海洋真菌有时
需要 NaCl 存在方可产生活性物质. Motomasa Kobagashi
等[18 ]采集 Amami 岛上海绵 Micale cecilia 体中的真菌 Tri2
chocderm a harz ianum ,人工用海水在 Wickerham 培养基里 ,
25 ℃下强烈振摇培养 10d. 培养液经萃取、过硅胶和反相
HPLC 得到一个新的化合物. 因为这种真菌在土壤里也普遍
存在 ,经对盐水培养液和淡水培养液中代谢物的比较 ,发现
该活性产物只存在于盐水培养液中. 自然界里 ,含硝基的化
合物极其稀少 ,大家熟悉的是从细菌里分离到的具有抗菌作
用的氯霉素. 丹麦 Lisa Rahbek[13 ]从真菌 Aspergillus insuli2
cola 中发现一个对硝基苯酸酯倍半萜 Insulicolid. 一些海洋生
物体上附生的海洋真菌也可产生新型生物活性物质. Michi2
hiro Sugani 等[16 ,17 ]采集日本福冈海岸蟹 Chinoecetes opilio 壳
上的真菌 Phom a sp . ,并从该真菌的培养液中先后分离出 5
种新 PAF 拮抗物. Jenkins 等[11 ]从绿藻 Halimeda monile 表
面分离到一株海洋真菌 ,从中获得 3 种抗藻剂. Onuki 等 [19 ]
从海底沉积物中分得的一株青霉可产生抗微藻剂 anthranil2
amide.
212 　抗肿瘤活性物质
许多属的海洋真菌可产生抗肿瘤活性物质 ,这些海洋真
菌有的分离自海水或海洋沉积物 ,有的则来自其它海洋生物
体.它们产生的抗肿瘤活性物质大多具有新型的结构. 日本
Chika Takahashi 等[4 ]从海水中分得的真菌 Penicillium sp .
菌体的甲醇提取中分离提纯到两种次级代谢产物 ,在培养的
P388 淋巴细胞白血病细胞上具有细胞毒素活性. 1993 年他
们从盐水鱼 Pseudolabrus japonicus 胃肠中的真菌 Aspergillus
f umigatus 分出 3 种次级代谢物也具有细胞毒素活性. 1995
年又从海藻 S argassum tortile 分离出一株真菌 Leptosph
aeria sp . ,经人工培养后 ,用甲醇浸取 ,经过多次色谱柱分离
得到 6 种新结构的具有较强的抗肿瘤和细胞毒性 Leptosins ,
它们是多硫二氧代呱嗪类化合物 ,这类物质在自然界中极少
发现. Gregory 等[6 ]发现一个新的细胞毒素物质 ,它是一个不
对称萘醌二聚物. 它是从浅海生物中分离的真菌 Kirshtein2
iothelia sp . 产生的次级代谢物. 王书锦等 [25 ]从辽宁黄、渤海
洋地区的海水、海泥及海洋动物体中分离的海洋真菌中获得
12 株能产生抗肿瘤活性先导化合物的菌株 ,其中一株海洋
拟青霉菌 ( Paecilomyces sinensis sp . nov) 具有抗菌抗肿瘤活
性 ,有产业化前景. 从前面的概述可以看出 ,海洋真菌可作为
药物开发的重要资源. 近年来 ,国内外科学工作者对海洋真
菌次级代谢产物的兴趣激增. 但就世界范围来说 ,由于对海
洋真菌的生物学、生物化学知识仍然很缺乏 ,相当数量的真
菌还没有被认识和分离 ,但从已获得的研究结果表明 ,海洋
真菌资源将是今后新药开发的重要宝库之一.
3 　海洋放线菌产生的生物活性物质
311 　抗菌活性物质
陆地放线菌产生的抗生素占已发现的天然来源抗生素
的 2/ 3 以上 ,其中包括许多在医药上有重要作用的抗生素.
在海洋生态系统中 ,放线菌不是主要的微生物区系 ,但近年
来研究表明海洋环境中的放线菌和放线菌代谢产物却是寻
找新抗生素的重要来源. 头孢菌素 C、P、N、硫酸小诺霉素就
是由海洋放线菌分泌产生并已得到临床应用的抗生素. 土霉
素原是一种由陆地微生物 ———龟裂链霉菌 ( S . rimosus) 分泌
产生的抗生素 ,如今从海洋底泥的放线菌中也被分离到. 红
树林植物是一类生长在海岸潮间带的高等植物 , 从红树林
底泥的放线菌中获得抗生素 ,对鱼类病原菌有一定的抗菌作
用.厦门大学生物系在研究红树林根际微生物时 ,从中分离
到多株产生新型抗生素的放线菌. Biabani 等 [2 ]从海底沉积
物中分离出的一株链霉菌培养液中获得一种抗微藻剂.
不同海域的海洋放线菌种群组成不同 ,其产生的抗菌活
性物质结构或拮抗对象也有差异. 黄维真等 [9 ]自福建沿海海
泥分离到 1000 多株海洋放线菌 ,经初步鉴定表明 ,在各采集
地区海泥里放线菌的组成都是以小单孢菌属居绝对优势 ,至
少占所分离的菌株总数的 70 %以上 ,且相当一部分还高达
95 %.其次是链霉菌属 ,与此同时还能分离到一些稀有放线
菌 ,如小四孢菌、马杜拉放线菌等. 海洋放线菌的这种以小单
孢菌占优势的组成特点 ,与前人所报道的陆地土壤放线菌的
组成有明显的不同. 其中一株代表性的菌株鲁特格斯链霉菌
鼓浪屿亚种 ( S . rutgersensis subsp. Gulangyunensis) 能产生一
种新的抗生素 ,还产生 2 个次要组份 ,鉴定为肌醇胺霉素和
春日霉素. 另一有代表性的、宜于生长在碱性 p H 培养基里
的海洋放线菌 2B ,能产生一种典型的氨基苷类抗生素 ,经过
氢谱、碳谱和快原子轰击质谱等的研究鉴别为丁酰苷菌素
A.王书锦[25 ]从中国黄、渤海、辽宁近海 12 个地区 128 个定
位点的海水及海泥中分离到 11118 株放线菌 ,通过初步鉴定
发现以链霉菌属为主 ,占放线菌总数的 95 % ,其中多株具有
抗菌活性. 其中 MB97、MB98、MBJ5 等对病原真菌、病原细
菌、病原弧菌等有很强的抑制与杀灭作用. MB297 生物制剂
对防治重茬大豆连作障碍抗病减毒有明显效果.
312 　抗肿瘤活性物质
抗肿瘤海洋放线菌主要是链霉菌属产生. 盐屋链霉菌
( S . sioyaensis)可产生抗肿瘤抗生素 altemidin. 高桥千佳从海
鱼胃内容物中分离的吸水链霉菌 ( S . hydroscopicus) 中提取
到一种抗癌成分 halichomycin ,从海藻中分离的小球腔菌
Leptosphaeria sp . 中得到 6 种抗癌成分. 在日本侧花海葵中
分离的 S . canderabra 也提取到多种抗肿瘤活性物质. 郑忠
辉 (1988)利用 BIA 法对从厦门海区潮间带动植物体中分离
到的海洋微生物进行检测 ,发现有 13 株放线菌不同程度地
呈现阳性结果 ,其中一株链霉菌属菌株 N350 对肿瘤细胞的
生长具有很强的抑制作用. Baz 等 [1 ]从一株海洋小单孢菌菌
丝中得到抗肿瘤环二肽 Thiocoraline.
209 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　13 卷
海洋放线菌虽然不是海洋微生物生态系统中的主要组
成部分 ,但越来越多的研究结果显示了其代谢产物的独特
性.来自国际最著名的海洋天然产物研究机构加州大学的
W. Fenical 教授于 2001 年 6 月在日本举行的第 10 次国际海
洋天然产物研讨会上报道了他们的最新重大发现. 他们首次
发现并成功培养了一属海洋放线菌 ,命名为 M arinospora. 这
种菌只能在有盐的条件下生长 ,具有独特的 16S rDNA 序
列.对 100 株这种菌进行了抗菌及抗肿瘤活性筛选试验 ,结
果有 80 %的培养液抽提物显示出明显的抗菌和抗肿瘤活
性.对其中的一株菌的发酵液进行化学研究 ,从中分离鉴定
出一系列结构新颖的化合物 ,命名为 Salinosporamides. 这些
化合物具有很强抗癌活性. 如 Salinosporamide A 对 HCT2116
细胞的 IC50为 0. 016μg·ml - 1 . 从报道化合物的结构类型来
看 ,有生物碱、环肽、聚醚类毒素、萜类、多羟基甾醇等.
4 　海洋细菌产生的生物活性物质
411 　抗菌活性物质
多属海洋细菌可产生抗生素 ,其中包括芽孢杆菌属
( B acillus) 、交替单胞菌属、假单胞菌属、黄杆菌属 ( Flavobac2
terium) 、微球菌属 ( Micrococcus) 、着色菌属 ( Chrom atium ) 、
钦氏菌属 ( Chainia) 等菌及许多未定菌 ,有些种类的抗生素
从未在陆生菌中见过[27 ] . 藤黄紫交替单胞菌 ( A . luteovio2
laceus) 的代谢产物中含两种抗生素 ,其中一种类似于酸性多
糖的多糖胺类化合物. 这种抗菌物质会被过氧化氢酶分解.
另一种则是含溴的小分子化合物 ,具有防腐活性. 此属的
A . rubra 菌及 A . cit rea 会产生多胺类抗生素 ,对金黄色葡萄
球菌有抑制活性. 还发现 A lteromonas rubra 菌会产生环状
灵菌红素. 海洋光合细菌 Chrom atium purpuratum 能够产
生抗生素. 海洋含溴假单孢菌 ( P. bromotilis) 中也分离到硝
咯菌素 (pyrolnitrin) . 某些海洋细菌产生的活性物质对海洋
微生物具有专一性抑制作用. Yoshikawa 等[28 ]从绿藻 Hal2
imeda sp . 中分离到的一株交替假单孢菌在 75 %人工海水培
养基中可产生 Korormicin I. 该物质能抑制海洋细菌的生长
而对陆地微生物不起作用. 与海洋动植物体共存的细菌可产
生具有细胞毒性和杀菌活性的化合物. 据估计 ,海绵中的共
存微生物约占海绵体积的 40 % ,可从中获取多种生物活性
物质. 王书锦等[25 ]发现 ,与红鳍东方豚共生存的海洋细菌也
能产生抗菌活性物质. 海洋细菌是海洋微生物的优势类群 ,
同时能够产生抗菌活性物质海洋细菌比例也较高. 有人检测
了海洋微生物对 S . aureus、E. coli、Candida albicans 等 8 种
细菌和真菌的拮抗作用 ,结果发现 ,海洋微生物中 14. 1 %的
细菌具有不同程度的抗性. 王书锦等 [25 ]通过对辽宁近海海
域海洋细菌的组成与数量分布研究表明 ,在分离得到 5608
株的海洋细菌中 ,弧菌属占绝大多数 ,约占海洋细菌总数的
90 %. 此外 ,还有芽孢杆菌属、假单孢菌属、气单孢菌属、发光
杆菌属及光合细菌属 ,其中约有 25 %左右的海洋细菌具有
不同程度的抗病原真菌、病原细菌的能力. 刘全永等 [15 ]从辽
宁渤海水域分离得到广谱抗真菌活性物质的海洋细菌 LU2
B02 ,对人体病原真菌 Candida albicans 有较强的抑菌作用.
412 　抗病毒及抗肿瘤物质
由于高度耐压和嗜盐的原因 ,深海细菌往往具有产生新
型活性物质的潜力. 从日本海北部约 3300m 深的海泥中分
离到需要海水配制培养基的菌株交替单胞菌 ( A heromonas
haloplanktis) ,它能产生一种新型结构的 Siderophore 类代谢
物 Bisucaberin ,当它与纤维肉瘤细胞、巨噬细胞一起培养时
显示出溶解细胞作用而抑制动物肿瘤细胞. 另外 ,由海洋细
菌产生的抗肿瘤活性物质 macrolactins ,它是由一种深海细
菌产生的新的大环内脂化合物 ,由 24 元内脂环、吡喃型葡萄
糖和一个开链的酸构成. 其组成结构含 A、B、C、D 等 4 个组
分 ,其中 macrolactin A 组分是一种配糖体母体 ,既有抗菌活
性又能抑制 B162F10 黑色素癌细胞 ,还能保护 T2淋巴母细
胞防止人类免疫缺陷病毒 ( HIV)的复制. Canedo 等 [3 ]从深海
沉积物中分得一株芽孢杆菌 ,该菌可产生一种新型抗肿瘤物
质 PM94128. 分离自日本海底泥的 A lteromons haloplanktis
在含有沙丁鱼和鱿鱼粉的海水培养基中产生活性物质 ———
种离子载体类产物 (bisucaberin) ,该产物在很小剂量下 (10μg
多糖 marinactam ( MACT) ,其作用机制主要是激活巨噬细
胞 ,与巨噬细胞、纤维肉瘤 1023 等肿瘤细胞一起培养时 ,溶
瘤细胞作用明显. 某些海洋细菌产生的活性物质有时具有多
种生理活性. Gustafson 等[7 ]从海洋细菌中分离出一种大环
内酯类化合物 madolactin ,具有抗菌、抗病毒及抗癌作用. 从
海藻表面分离得到的细菌 ,并以海水配制培养基进行发酵时
能产生多糖类化合物在动物上显示出良好抑肿瘤作用. 这就
促使人们在筛选抗肿瘤活性物质时 ,选择了需要海水方能产
生多糖体的海洋细菌作为对象来筛选由海洋细菌产生的抗
肿瘤活性物质. 曾经有人在生长于含海水培养基的 500 株细
菌中发现有 100 株能产生多糖体 ,其中 5 株所产生的多糖体
用于小鼠皮下注射 2～20mg·kg - 1 ,一日一次 ,连续 10d 对小
鼠实体瘤有抑制作用. 有的海洋细菌如黄杆菌所产生的胞外
多糖 marinactan 对肿瘤细胞的抑制率高达 75 %～95 % ,甚至
在某些小鼠中达到完全抑制的效果 ,这种多糖是一种由果
糖、甘露糖和葡萄糖按 7∶2∶1 组成的杂多糖.
海绵体内的微生物最多可占其体重的 70 % ,研究表明 ,
海绵能产生多种抗菌、抗肿瘤活性成分 ,从而引起国内外对
于海绵体生物活性成分研究的热潮. 美国马里兰大学发现 ,
海绵中存在有复杂的微生物群落 ,海绵中的抗癌物质是由海
绵中共生共栖的细菌所产生的 ,从这些细菌中可以分离出抗
白血病、鼻咽癌的活性成分.
413 　毒素
海洋生物毒素一直是海洋活性物质研究的焦点之一. 目
前发现 ,许多海洋生物毒素的真正来源是海洋中游离的或附
生在海洋生物上的海洋微生物所产生. 其中研究较多的是河
豚毒素. 河豚毒素 ( tetrodotoxin TXX) 是一种毒性很强的海
洋生物活性物质 ,为典型的神经 Na + 通道阻断剂 ,毒性为
NaCN 的 1250 倍 ,对人的致死量为 013mg ,临床药用价值很
高 ,可用作镇痛剂、镇痉剂、搔痒镇静剂、呼吸镇静剂等 ,并具
3097 期 　　　　　　　　　　　　　　　刘全永等 :海洋微生物生物活性物质研究 　　　　　　　　
有充血功能、尿意镇静作用及抗心律失常作用等 ,另据报道 ,
河豚毒素还有抗癌作用 ,对肝癌抑制率在 37 %以上 ,对肉瘤
180 的抑制率在 30 %以上. 近年来 ,人们从含有河豚毒素的
叉珊藻、毒蟹、河豚、毛颚动物等的体内或体表分离出的一些
细菌中 ,检测出河豚毒素及其类似物 ,推测河豚毒素的产生
与含毒生物体内共生存的微生物及其食物链有关 ,目前这一
观点已为大多数学者所接受. 目前已报道的能够产生河豚毒
素的细菌有假单胞菌属 ( Pseudomonas) 、弧菌属 ( V ibrio) 、发
光杆菌属 ( Photobacterium ) 、气单胞菌属 ( Aeromonas) 、邻单
胞菌属 ( Plesiomonas) 、别单胞菌属 ( A lteromonas) 、不动杆菌
属 ( Acinetobacter) 、芽孢杆菌属 ( B acillus) 等. J untongjin[12 ]在
海洋生物、海水和底质中发现多株能够产生钠离子通道阻断
性毒素的细菌. 这些毒素主要是 TTX 及其衍生物. 王书锦
等[25 ]从红鳍东方豚体内分离出能产生 TTX 的海洋细菌. 根
据毒素的微生物起源学说 ,如果从自然界或通过基因工程技
术筛选一些 TTX 高产菌株 ,直接从微生物发酵液中提取
TTX ,则可大大提高产量 ,简化提取工艺. 日本海洋生物工程
研究公司已利用海洋细菌进行 TTX生产.
414 　酶与酶抑制剂
41411 热稳定酶 　从热泉和温湿孔中分离的嗜热古细菌是
一群罕见的海洋微生物 ,能在 100 ℃以上的环境中生长 ,因
此需要有在高温下稳定的酶系统. 已从这类微生物中分离出
多种酶. 热稳定的酶在分子生物学中具有重要应用价值 ,生
活在海底热岩孔附近的细菌产生一种热稳定酶 ,可用作聚合
酶链反应 ( PCR) 的第 2 代用酶. 由嗜热古细菌激烈热球菌
( Pyrococcus f uriosus)产生的热稳定性 DNA 聚合酶既具有聚
合酶的功能又有校对功能 ,使 PCR 产品具有高度的精确性.
连接酶链式反应 (LCR) 是测定 DNA 突变的新技术 ,LCR 技
术利用热稳定性 DNA 连接酶来测定、放大和区分特殊的
DNA 序列 ,因此热稳定 DNA 连接酶将具有重要的新用途.
41412 蛋白酶 　蛋白酶现已被用于洗涤剂中并作为膜清洗
配方的组分. 海洋船蛆的 Deshayes 腺体内的共生细菌可以产
生碱性蛋白酶 ,该酶具有较强的去污活性 ,在 50 ℃可以加倍
提高磷酸盐洗涤剂的去污效果 ,在工业清洗方面有一定的应
用价值[10 ] . 一些海洋弧菌可产生多种蛋白酶. 如溶藻弧菌可
产生 6 种蛋白酶 ,其中一种是比较罕见的、可抗洗涤剂破坏
的碱性丝氨酸蛋白酶. 这种细菌也可产生胶原酶 ,胶原酶在
工业上和商业上有多种应用价值. 另外 ,邱秀宝等[20 ] 对海
水、海泥和海洋鱼体中的产蛋白酶菌株进行了分离筛选 ,获
得了活力较高的海洋低温蛋白酶. 刘全永 [14 ]从水母体内及
体表分离得到几株蛋白酶活性较强的海洋细菌.
41413 几丁质酶 　由于几丁质及其衍生物在医药、食品、工
业等方面的重要作用 ,几丁质酶已成为人们广泛研究的课题
之一. Osawa 等 (1995) 利用几丁质作为唯一 C 源进行试验
时 , 发 现 6 种 海 洋 细 菌 V ibrio f luvialis , V ibrio para2
haemolyticus , V ibrio mimicus , V ibrio alginolyticsus , L istonella
anguillarum 及 Aeromonas hydrophila 均可产生几丁质酶或
几丁二糖酶. Hayashi[27 ]等从 A lterom nas sp . 中获得胞外几
丁质酶.
41414 葡聚糖酶 　从东京湾海泥中分离到一株环状芽孢杆
菌 ( B . ci rculus) ,在常规培养基中不生长 ,将培养基进行适当
稀释后 (如 1/ 3 浓度的心浸汤培养基) ,菌株方可生长并产生
一种新的葡聚糖降解酶 ,该酶作用于葡聚糖的α21 ,3 键和α2
1 ,6 键 ,在溶解牙齿上链球菌产生的不溶性葡聚糖方面具有
一定的潜在用途. 从海洋杆菌属中曾分离到一株能产生一种
新酶的海洋杆菌 ,这种新酶能降解造成芽胞的链球菌的葡聚
糖 ,这种酶不同于已知的葡聚糖酶 ,在 37 ℃显示其最适酶
活 ,这一特性适合应用于口腔医疗、保健上.
41415 海藻解壁酶 　海洋细菌产生的海藻解壁酶种类复杂 ,
主要有琼胶酶、褐藻酸酶、卡拉胶酶、甘露聚糖酶、木聚糖酶、
紫菜聚糖酶等. Hatate[8 ]等从对红藻细胞壁有降解作用的海
洋细菌中制备出β21 ,42甘露聚糖酶、木聚糖酶和紫菜聚糖
酶 ,并将其用于紫菜原生质体游离的研究工作. 从海带、裙带
菜的病烂部位分离筛选出埃氏别单胞菌 ( A . espejiana) 和麦
氏别单胞菌 ( A . m acleodii) ,经发酵培养后制备出褐藻酸酶.
Tamaru 等[23 ]也从海洋弧菌 MA138 菌株中分离到胞外β2甘
露聚糖酶. Sugano[22 ]等则从海洋弧菌 J T0107 菌株中分离到
β2琼脂糖酶. Furukawa[5 ]等从海洋弧菌中检测到岩藻多糖降
解酶 ———岩藻多糖酶和岩藻多糖硫酸酯酶 ,岩藻多糖酶的产
生较为迅速 ,而岩藻多糖硫酸酯酶的产生较晚 ,二者对 p H、
温度的稳定性较为相似.
41416 超氧化物歧化酶 (SOD) 　海洋蓝细菌是含有超氧化
物歧化酶 (SOD) 的生物. Fe2SOD 首先从两种蓝细菌 ( Plcc2
tonem barganum 和 S pi rulina platensis) 、两种发光杆菌属海
洋细菌 ( Photobacterium sepiat 和 P. eiognathi)中提取获得.
41417 过氧化物酶 　Weis[26 ]等发现 ,乌贼体内共生的发光
细菌 V ibrio f ischeri 能够产生过氧化物酶 ,该酶同哺乳动物
嗜中性粒细胞产生的具有抗菌活性的髓过氧化物酶 (MPO)
具有相似的生化特性.
41418 其它酶 　碱性磷酸酶在交替单胞菌等多种海洋细菌
中被检测到 ,并获得了分离和纯化. Ivanova[10 ] 等从贻贝
Crenomytilus grayanus 体液中分离到一株革兰氏阴性海洋
细菌 ,能产生高活性的胞内碱性磷酸酶 ,其活力达到 15000U
·mg - 1蛋白. Tsugawa[24 ]从噬细胞菌属海洋细菌 Cytophaga
m arinof lova 分离到葡萄糖脱氢酶 ,在高盐度下能参与反应.
Ishida (1996)发现海洋耐冷细菌 A lteromonas sp . 可产生专一
性强、活性高的色氨酸合成酶. 在海洋嗜冷细菌中 ,热不稳定
性嘧啶2DNA 糖基化酶被提取并纯化. 从马尾藻中分离的芽
抱杆菌 B acillus sp . 能产生天冬酰胺酶. 海洋共生弧菌 V .
f icsheri 可产生环核苷酸磷酸酶. 溶菌酶、古洛糖醛酸降解
酶、β2N2乙酰氨基葡糖酸酶等酶类在海洋细菌中均有发现.
41419 酶抑制剂 　专一性蛋白酶抑制剂在临床治疗中具有
重要作用. Cathestatins 是海洋细菌产生的一种热稳定性的组
织蛋白酶抑制剂 ,在治疗骨病等方面具有一定的应用前景.
在海洋假单胞菌中 ,一种新型的几丁质酶抑制剂也被发现.
在海洋交替单孢菌 ( A lteromonas) 属发现一种细菌能产生蛋
409 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　13 卷
白酶抑制剂 marinostatins ,这是多组分的活性物质 ,研究结果
表明 marinostatin C 活性位点的氨基酸序列明显地不同于陆
栖微生物产生的蛋白酶抑制剂.
415 　抗心血管病化合物
EPA (二十碳五烯酸)和 DHA (二十二碳六烯酸) 是哺乳
动物体内不可缺少的、具有重要应用价值的不饱和脂肪酸 ,
具有抗凝血的功能 ,可有效地预防和治疗血栓的形成、动脉
硬化及其引起的血液循环性疾病. 从海鱼中提取的 DHA 和
EPA 有特殊的臭味 ,且分离纯化成本高. 有研究表明 ,很多
海洋细菌可产生 DHA、EPA ,而且海洋细菌中的 EPA 是磷脂
型的 ,优于鱼类的中性脂质 EPA ,没有特殊的鱼腥味 ,因此
从海洋细菌中获取 EPA 和 DHA 具有广泛应用前景.
5 　展 　　望
近年来 ,关于海洋微生物生理活性物质的研究进展迅
速 ,这一资源产生新药的巨大潜力不容忽视 ,而我国迄今具
有自主知识产权的创新药物极少 ,WTO 的加入迫使我国科
研工作者必须通过源头创新发现新型结构和特殊功能的天
然产物 ,种类繁多数量巨大的海洋微生物为此提供了新的研
究对象. 今后对于海洋微生物生物活性物质研究的重点将
是 :继续通过加深对海洋微生物尤其是非可培养菌的生态分
布规律及其多样性的了解 ,寻找和发现新型化合物 ;确定活
性物质的初级和次级代谢的遗传、营养和环境因素 ,作为开
发新的、高级产品的基础 ;鉴定具有生物活性的化合物 ,并确
定它们的作用机理和天然功能 ,为一系列新的、有选择的活
性物质在医药和化工上的应用提供模型.
目前国际上对海洋微生物新资源的开发研究几乎都在
同一起跑线上. 我国位于太平洋西岸是海洋大国 ,有渤海、黄
海、东海、南海四大海域 ,地理条件差异大 ,温度相差悬殊 ,海
洋微生物资源极其丰富 ,充分利用我国海洋微生物的资源优
势 ,研究开发具有我国自主知识产权的海洋微生物天然产
物 ,不仅具有必要性 ,而且具有美好的产业化前景.
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作者简介 　刘全永 ,男 ,1970 年生 ,讲师 ,在读博士生 ,现从
事海洋微生物生物活性物质的研究 ,发表论文 10 余篇. E2
mail : liuqy @iae. ac. cn
5097 期 　　　　　　　　　　　　　　　刘全永等 :海洋微生物生物活性物质研究