深海一般指水深1000米以下的海洋,，具有高壓,、低溫（或高溫）、黑暗,、寡營(yíng)養(yǎng)和高鹽等特征,，原本被認(rèn)為是生命的荒漠。隨著人類(lèi)開(kāi)發(fā)海洋技術(shù)的提高,，越來(lái)越多的深海生命如深海微生物,，逐漸為人類(lèi)所認(rèn)知。
近日,，中科院海洋生物資源可持續(xù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（依托于南海海洋研究所）的科研人員在深海微生物的研究方面獲得新進(jìn)展：從深海來(lái)源的放線菌中發(fā)現(xiàn)了一系列結(jié)構(gòu)新穎的活性次級(jí)代謝產(chǎn)物,，相關(guān)研究的最新成果在線發(fā)表于Organic Letters。
張長(zhǎng)生研究員課題組對(duì)田新朋博士提供的三株深海放線菌,，包括兩個(gè)新種Streptomyces indimycini SCSIO 03032 （待發(fā)表,，分離自3412米深印度洋沉積環(huán)境），Pseudonocardia antitumoralis SCSIO 01299 （Int. J. Syst. Evol. Microbiol.,， 2012,， doi： 10.1099/ijs.0.037135-0，分離自3258米深的南海沉積環(huán)境）,，以及Streptomyces sp. SCSIO 01127（分離自1350米深的南海北部沉積環(huán)境）開(kāi)展了次級(jí)代謝產(chǎn)物的研究工作,，共發(fā)現(xiàn)了9個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的活性化合物。
采用PCR掃描特定生物合成基因的策略,，研究人員鎖定菌株SCSIO 03032具有生產(chǎn)雙吲哚生物堿的潛力,，從而快速發(fā)現(xiàn)了4個(gè)結(jié)構(gòu)獨(dú)特的吲哚生物堿spiroindimicins A-D （1-4），具有罕見(jiàn)的[5,，6]或者[5,，5]螺環(huán)骨架，其中,，含有[5,，5]螺環(huán)的化合物spiroindimicins B-D (2-4) 表現(xiàn)出了較強(qiáng)的體外抗腫瘤活性,；從菌株SCSIO 01299中分離得到一個(gè)新天然產(chǎn)物deoxynyboquinone (5)和三個(gè)新穎的雙阿扎夸酮類(lèi)化合物pseudonocardians A-C (6-8)（Li et al， Mar. Drugs,， 2011,， 9： 1428-1439），具有很強(qiáng)的抗菌活性（MIC 1–4 μg/ml）和體外抗腫瘤活性（IC50 0.01 - 0.21 μM）,；從菌株SCSIO 01127中獲得的大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)新化合物lobophorins E (9) 和F (10) 比已知化合物lobophorin A在抗菌和抗腫瘤活性方面表現(xiàn)更為優(yōu)越（Niu et al,， J. Antibiot.， 2011,， 64： 711-716）,。
這些成果引起國(guó)際同行的關(guān)注，美國(guó)Rutgers大學(xué)的Lutz和Falkowski教授在Science中的一篇視點(diǎn)文章里（A Dive to Challenger Deep,， 2012,， 336： 301-302），認(rèn)為這些研究屬于“目前為數(shù)不多的從深?？膳囵B(yǎng)放線菌中篩選和發(fā)現(xiàn)新穎活性次級(jí)代謝產(chǎn)物的優(yōu)秀報(bào)道”,。研究成果表明，深海放線菌及其次級(jí)代謝產(chǎn)物潛力巨大,，值得進(jìn)一步關(guān)注和加強(qiáng)研究力度,。
該研究得到了科技部973項(xiàng)目、863重點(diǎn)課題,、基金委國(guó)家杰出青年基金和青年科學(xué)基金,、中科院“百人計(jì)劃”人才基金的資助。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1021/ol301343n
PMC:
PMID:
Spiroindimicins A–D: New Bisindole Alkaloids from a Deep-Sea-Derived Actinomycete
Wenjun Zhang†, Zhong Liu‡, Sumei Li†, Tingting Yang§, Qingbo Zhang†, Liang Ma†, Xinpeng Tian†, Haibo Zhang†, Caiguo Huang§, Si Zhang†, Jianhua Ju†, Yuemao Shen, and Changsheng Zhang*†
A PCR-based screening approach led to the identification of a deep-sea-derived Streptomyces sp. SCSIO 03032 capable of producing new bisindole alkaloids spiroindimicins A–D (1–4). Structural elucidation of these compounds revealed the presence of unusual [5,6] or [5,5] spiro-ring containing skeletons. Spiroindimicins B–D (2–4) with a [5,5] spiro-ring exhibited moderate cytotoxicities against several cancer cell lines
