Exploitation of Marine Resources

Anti-quorum sensing active substances from a marine-derived actinobacterium Nocardiopsis dassonvillei JS106

  • MIAO Li ,
  • QIAN Jiaxing ,
  • MO Jie ,
  • ZHOU Heng ,
  • QIAN Shenghui ,
  • DONG Kunming
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  • School of Environmental Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China
DONG Kunming. email:

Copy editor: YAO Yantao

Received date: 2022-02-13

  Revised date: 2022-04-23

  Online published: 2022-04-28

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Open Project of Key Laboratory of Marine Medicine, Guangdong Province and Key Laboratory of Tropical Marine Bio-resources and Ecology, Chinese Academy of Sciences(2018011008)

Abstract

Quorum sensing inhibitors (QSIs) can regulate the pathogenicity by mediating the bacterial quorum sensing system, and it is not easy to cause resistance mutations. To deal with the bacterial drug resistance, QSIs might be useful in treating or cooperated treating bacterial infections. In this study, the anti-quorum sensing substances from a marine derived actinobacterium Nocardiopsis dassonvillei JS106 was investigated. Six compounds, 1, 6-dihydroxyphenazine (1), 6-hydroxy-1-methoxyphenazine (2), 4', 7-dimethoxyisoflavone (3), N-(2-hydroxyphenyl) acetamide (4), 1-methoxyphenazine (5) and 2-aminophenoxazin-3-one (6), were isolated from the spent culture medium of JS106 using VLC and HPLC. All of the pure compounds showed significant anti-quorum sensing activity that inhibited the violacein production of Chromobacterium violaceum ATCC 12472 without visible growth inhibition at the test concentrations. N. dassonvillei JS106 can produce many phenazines and has higher potential in anti-quorum sensing application.

Keywords marine actinomycetes; bioactivity; anti-quorum sensing activity; Nocardiopsis; phenazines

Cite this article

MIAO Li , QIAN Jiaxing , MO Jie , ZHOU Heng , QIAN Shenghui , DONG Kunming . Anti-quorum sensing active substances from a marine-derived actinobacterium Nocardiopsis dassonvillei JS106[J]. Journal of Tropical Oceanography, 2023 , 42(1) : 145 -151 . DOI: 10.11978/2022023

细菌的耐药性限制了抗菌剂治疗细菌性感染的有效性, 而抗生素的无序使用, 使这一问题更加严峻。因此, 长期以来, 寻找新型抗生素、开发治疗细菌性疾病的新策略是耐药菌防治的研究热点(Mogoşanu et al, 2016)。群体感应是细菌通过感知分泌到胞外的信号分子的浓度变化, 调整自身某些基因的表达, 协调群体行为的现象(Haque et al, 2018)。研究发现, 群体感应系统参与调控细菌的多种生理功能, 包括生物发光、致病因子的释放、抗生素的产生、细胞色素的合成、生物膜的形成、质粒的接合转移等(Rémy et al, 2018; Mukherjee et al, 2019)。能够抑制病原菌群体感应效应的物质可以通过调节病原菌的群体感应系统而降低其致病力或增加其对抗生素的敏感性, 且该类物质对致病菌本身没有太大的生存压力, 不容易导致病原菌产生耐药性(Xiong et al, 2010; 李艳群 等, 2021)。因此, 采用群体感应抑制剂(quorum sensing inhibitors, QSIs)治疗或协同治疗细菌性感染是耐药菌防治的新思路。
海洋放线菌代谢产物丰富, 是天然活性物质的优良菌源(Selim et al, 2021), 一直受到微生物天然产物研究者们的关注。目前广泛应用的抗生素中约有70%是由放线菌(主要是链霉菌)产生或由其代谢物人工改造而成(Manivasagan et al,2014 )。Yang等(2019)综合介绍了2013—2018年间报道的473个海洋放线菌来源的天然产物, 其中半数为新化合物。这些物质包括生物碱、萜类、类固醇和糖苷等结构类型, 大多具有抗菌、抗肿瘤和抗病毒等活性。然而有关放线菌中群体感应抑制剂的研究还相对较少, 需要挖掘更多来源于海洋放线菌的抗群体感应活性物质(Chen et al, 2019)。
在前期工作中, 从江苏连云港海域分离到一株抗群体感应活性的达松维尔拟诺卡氏菌Nocardiopsis dassonvillei JS106, 并优化了该菌株的培养条件(Miao et al, 2021)。本研究对JS106进行了大量发酵, 以活性为导向, 采用减压柱层析和高效液相色谱从其发酵液提取物中分离纯化得到6个化合物(3个吩嗪类化合物, 1个吩恶嗪酮类化合物, 1个异黄酮类化合物和1个生物碱), 这些化合物均表现出较好的抗群体感应。

1 材料与方法

1.1 实验材料

N. dassonvillei JS106为江苏省连云港市赣榆区海域底泥中分离保存的海洋放线菌。群体感应指示菌紫色色杆菌Chromobacterium violaceum ATCC 12472为实验室保存菌种。
培养基成分: 可溶性淀粉、酵母粉、胰蛋白胨等(英国Oxoid公司); 化学试剂: 二氯甲烷、甲醇、乙酸乙酯、石油醚等(上海国药); 氘代试剂(美国Cambridge Isotope Laboratories公司, CIL); 柱层析硅胶、薄层层析板等(青岛海洋化工); C18填料(日本YMC公司); 寻霉素A标准品(上海麦克林生化科技有限公司); 其他实验耗材: 培养皿、96孔板、离心管等(扬州扬泰医疗器械有限公司)。

1.2 培养基

优化高氏一号培养基(1L): 可溶性淀粉10g, 黄豆粉10g, K2HPO4 0.5g, MgSO4·7H2O 0.5g, FeSO4·7H2O 0.01g, NaCl 15g, pH6.5。
LB培养基(1L): 酵母粉5g, 胰蛋白胨10g, NaCl 10g, 琼脂15~20g, pH7.0~7.5。

1.3 菌株JS106的培养及次级代谢产物的粗提取

将活化后的菌株JS106接种于50mL优化高氏一号液体培养基中, 30℃、160r·min-1振荡培养5d, 再转接入1L同样的培养基中继续培养21d, 共发酵100L。培养液经8层纱布过滤后, 以等体积乙酸乙酯萃取3次, 合并萃取液, 减压浓缩至干、称重, 即为提取到的菌株的次级代谢产物。

1.4 菌株JS106次级代谢产物的分离与鉴定

采用减压柱层析对JS106的次级代谢产物进行分离。将待分离的样品与等量的硅胶或C18混合拌样, 过夜待干。在层析柱中装入柱层析硅胶或C18填料, 层析柱直径3~8cm, 柱高5~8cm, 干法装柱, 真空抽实。以洗脱剂进行梯度洗脱, 每个梯度约洗脱5个柱体积, 分别收集各洗脱组分, 减压浓缩、薄层层析(TLC)分析, 再将各组分蒸干后称重, 用于活性测定。
采用高效液相色谱(HITACHI L-2000, Apollo RP-18色谱柱, 5µ, 4.6mm×250mm)对柱层析收集到的各组分进行分析, 以甲醇/2‰甲酸水梯度洗脱(30:70~100:0, 体积比), 洗脱时间40min, 流速1mL·min-1, 检测波长250nm。采用半制备高效液相色谱(Labtech LC600, Kromasil RP-18色谱柱, 10mm×250mm)对活性组分进行制备, 以甲醇/2‰甲酸水等度洗脱, 洗脱时间40min, 流速2mL·min-1, 检测波长250nm。分离到的纯化合物经真空干燥后用氘代试剂或二氯甲烷溶解, 分别进行核磁共振分析(Bruker AVANCE 600)和高分辨质谱分析(Bruker Dalton maXis), 结合所得数据进行化合物鉴定。化合物的熔点由Yanaco MP-S3显微熔点测定仪测定。

1.5 抗群体感应活性测试

以滤纸片法(周恒, 2020)或色素抑制法(Miao et al, 2021)测试样品的抗群体感应活性。采用单因素方差分析(ANOVA)和Tukey检验比较不同样品间的差异, 显著性阈值为5%。
滤纸片法: 将JS106的粗提物、分离到的各组分或纯品用乙酸乙酯配置成50μg·μL-1的样品液, 吸取5μL样品液加到无菌滤纸片上, 风干后将其反扣到涂布有指示菌紫色色杆菌的LB固体培养基上, 每个样品做2个平行样。30℃培养1d后, 测量滤纸片周围的色素抑制圈直径。
色素抑制法: 将培养好的紫色色杆菌菌液用LB培养基稀释至OD570=0.05, 吸取1mL稀释液到试管中, 将化合物用二甲基亚砜(Dimethyl sulfoxide, DMSO)配制成50μg·μL-1的样品液, 取适量加入到试管中, 使其终浓度达到测试浓度。每个样品做3个平行样, 以等体积的DMSO替代样品液作为阴性对照。30℃、140r·min-1培养2d。取1mL混合液于指形管中, 14000r·min-1离心10min, 弃上清, 向沉淀物中加入200μL DMSO, 震荡使色素充分溶解, 14000r·min-1离心10min, 沉淀菌体及碎屑。将上清液转移至96孔板中, 用酶标仪(上海三科318-MC)测定其在570nm处的吸光值, 按以下公式计算样品对指示菌紫色素的抑制率。
= O D - O D O D - O D × 100 %

2 结果

2.1 发酵产物提取

经多次批量发酵, 共收集发酵液100L, 经乙酸乙酯萃取, 蒸干后称得粗提物10.6g。

2.2 次级代谢产物分离及抗群体感应活性测试

采用减压硅胶柱层析(柱内径8cm, 柱高8cm)对粗提物F0进行粗分。依次以100:0、50:50(体积比)的石油醚/二氯甲烷和100:0、70:1、40:1、20:1、12:1、7:1、0:100(体积比)的二氯甲烷/甲醇进行梯度洗脱, 每个梯度洗脱5个柱体积。减压浓缩梯度洗脱后收集到的洗脱液经TLC分析后, 合并重合度较高的样品, 最终分成13个组分(F1—F13)。将各组分称重, 质量分别为0.61g、0.55g、1.13g、0.88g、1.17g、0.82g、1.36g、0.33g、0.23g、0.65g、0.31g、0.71g、1.33g。利用滤纸片法测试各组分抗群体感应活性, 测试浓度为250μg·片-1。结果显示, 组分F4—F8能够显著抑制紫色色杆菌色素的产生, 其中F4、F6及F7活性较好, 抑制圈直径在20mm左右(图1)。
图1 减压柱层析所得各组分的抗群体感应活性

a—d指代Tukey检验的结果, 同一字母表示无显著性差异。照片显示组分F4—F8的活性测试结果, F0为分离前的粗样

Fig. 1 The anti-quorum sensing activity of the fractions obtained from vacuum liquid chromatography

a~d represent the results of Tukey’s test, bars with the same alphabet mean no significant difference. Picture of disc diffusion assay shows the bioassay result of fractions F4~F8. F0 represents the crude extract before separation

将活性较好的组分F4进行C18减压柱层析(柱内径3.5cm, 柱高5cm)。过滤去除F4中难溶于甲醇的颗粒物质, 称重得到0.52g样品, 与适量C18拌样后上样。以甲醇水体系为洗脱剂, 洗脱梯度中甲醇/水的体积比依次为20:80、40:60、60:40、80:20、95:5、100:0, 每个梯度收集1个组分, 蒸干后称重, 收集到F4-20(23.0mg)、F4-40(35.2mg)、F4-60(45.2mg)、F4-80(87.1mg)、F4-95(64.9mg)和F4-100(53.2mg)共6个组分。对各组分进行TLC分析以及活性测试, 发现仅有组分F4-60显示出活性。采用半制备HPLC对该组分进行制备。以体积比为65:35的甲醇/水(含2‰甲酸)等度洗脱, 流速2mL·min-1, 纯化得到1个化合物, 标记为化合物1 (8.6mg, tR=16min)。
采用相似的方法分别对活性组分F6(0.38g)和F7(0.82g)进行C18减压柱层析和半制备HPLC纯化, 以滤纸片法跟踪各组分的抗群体感应活性。从组分F6中, 以体积比为70:30的甲醇/水(含2‰甲酸)等度洗脱, 流速2mL·min-1, 制备得到2个纯品, 分别标记为化合物2 (7.4mg, tR=17min)和化合物3 (15.9mg, tR=33.7min)。从组分F7中, 以体积比为65:35的甲醇/水(含2‰甲酸)等度洗脱, 流速2mL·min-1, 制备得到3个纯品, 分别标记为化合物4 (18mg, tR=12min)、化合物5 (21mg, tR= 23.7min)和化合物6 (29mg, tR=27min)。

2.3 化合物的结构鉴定

化合物1, 黄色粉末, 254nm下显暗斑, 香草醛浓硫酸显色呈粉红色。HRESIMS m/z 213.0664 [M+H]+ (计算值为: C12H9N2O2, 213.0659)。1H NMR (DMSO-d6, 600MHz): δH 10.51 (2H, br s, 1-OH, 6-OH), 7.76 (2H, dd, J=8.6, 6.9Hz, H-3, H-8), 7.73 (2H, dd, J=8.6, 1.5Hz, H-4, H-9), 7.19 (2H, dd, J=6.9, 1.5Hz, H-2, H-7); 13C NMR (DMSO-d6, 150MHz): δC 153.4 (2C, C-1, C-6), 142.1 (2C, C-4a, C-9a), 135.7 (2C, C-4a, C-9a), 131.3 (2CH, C-3, C-8), 119.1 (2CH, C-4, C-9), 110.5 (2CH, C-2, C-7)。以上数据与文献(裴召苓 等, 2017)数据一致, 因此将化合物1鉴定为1, 6-二羟基吩嗪(1, 6-dihydroxyphenazine), 其结构式如图2所示。
图2 化合物16的结构

Fig. 2 The chemical structures of compounds 1~6

化合物2, 黄色粉末, 香草醛浓硫酸显色呈棕色。HRESIMS m/z 227.0815 [M+H]+ (计算值为: C13H11N2O2, 227.0821)。11H NMR (DMSO-d6, 600MHz): δH 7.84 (1H, dd, J=8.8, 7.1Hz, H-3), 7.82 (1H, dd, J=8.8, 1.6Hz, H-4), 7.77 (1H, dd, J=8.7, 7.3Hz, H-8), 7.72 (1H, dd, J=8.7, 1.3Hz, H-9), 7.28 (1H, dd, J=7.1, 1.6Hz, H-2), 7.21 (1H, dd, J=7.3, 1.3Hz, H-7), 4.08 (3H, s, 1-OCH3); 13C NMR (DMSO-d6, 150MHz) δC 154.9 (C, C-1), 153.3 (C, C-6), 142.5 (C, C-4a), 141.9 (C, C-9a), 136.2 (C, C-10a), 135.5 (C, C-5a), 131.4 (C, C-3), 130.6 (C, C-8), 120.7 (C, C-9), 119.4 (C, C-4), 110.8 (C, C-7), 107.4 (C, C-2), 56.0 (C, 1-OCH3)。根据以上数据与文献(Lu et al, 2013)数据的比较, 将化合物2鉴定为6-羟基-1-甲氧基吩嗪(6-hydroxy-1-methoxyphenazine), 其结构式如图2所示。
化合物3, 无色针状结晶, mp182~184℃(CHCl3), 254nm下显暗斑, 香草醛浓硫酸显色呈棕黄色。HRESIMS m/z 283.1127 [M+H]+ (计算值为: C17H15O4, 283.0970)。1H NMR (DMSO-d6, 600MHz): δH 8.43 (1H, s, H-2), 8.04 (1H, d, J=8.7Hz, H-5), 7.54 (2H, d, J=8.9Hz, H-2', H-6'), 7.17 (1H, d, J=2.3Hz, H-8), 7.09 (1H, dd, J=8.7, 2.3Hz, H-6), 7.01 (2H, d, J=8.9Hz, H-3', H-5'), 3.91 (3H, s, 7-OCH3), 3.79 (3H, s, 4'-OCH3). 13C NMR (DMSO-d6, 150MHz): δC 174.6 (C, C-4), 163.7 (C, C-7), 159.0 (C, C-4'), 157.4 (C, C-9), 153.5 (CH, C-2), 130.0 (2CH, C-2', C-6'), 126.9 (CH, C-5), 124.0 (C, C-3), 123.4 (C, C-1'), 117.6 (C, C-10), 114.8(CH, C-6), 113.6 (2CH, C-3', C-5'), 100.6 (CH, C-8), 56.1 (C, 7-OCH3), 55.1 (C, 4'-OCH3)。以上数据与文献(马忠俊 等, 2003)数据一致, 因此将化合物3鉴定为4', 7-二甲氧基异黄酮(4', 7-dimethoxyisoflavone), 其结构式如图2所示。
化合物4, 白色无定形粉末, 香草醛浓硫酸显色呈淡黄色。HRESIMS m/z 152.0712 [M+H]+ (计算值为: C8H9NO2, 152.0708)。1H NMR (DMSO-d6, 600MHz): δH 9.79 (1H, br s, 2-OH), 9.30 (1H, br s, 1-NH), 7.67 (1H, d, J=8.0Hz, H-6), 6.92 (1H, t, J=7.4Hz, H-4), 6.85 (1H, d, J=7.9Hz, H-3), 6.74 (1H, t, J=7.4Hz, H-5), 2.09 (3H, s, H-8).13C NMR (DMSO-d6, 150MHz): δC 168.9 (C, C-7), 147.9 (C, C-2), 126.4 (C, C-1), 124.6 (CH, C-4), 122.3 (CH, C-5), 118.9 (CH, C-6), 115.9 (CH, C-3), 23.6 (CH3, C-8)。以上数据与文献(裴召苓 等, 2017)数据一致, 因此将化合物4鉴定为N-(2-羟基苯基)乙酰胺[N-(2-hydroxyphenyl) acetamide], 其结构式如图2所示。
化合物5: 黄色粉末, 香草醛浓硫酸显色呈绿色。HRESIMS m/z 211.0866 [M+H]+ (计算值为: C13H11N2O, 211.0871)。1H NMR (DMSO-d6, 600MHz): δH 8.30 (1H, d, J=8.2Hz, H-9), 8.24 (1H, d, J=8.2Hz, H-6), 7.97 (2H, m, H-7, H-8), 7.88 (1H, dd, J=8.8, 7.6Hz, H-3), 7.80 (1H, dd, J=8.8, 1.1Hz, H-4), 7.29 (1H, dd, J=7.6, 1.1Hz, H-2), 4.09 (3H, s, 1-OCH3); 13C NMR (DMSO-d6, 150MHz): δC 155.0 (C, C-1), 143.6 (C, C-4a), 142.7 (C, C-9a), 141.6 (C, C-5a), 136.3 (C, C-10a), 131.4 (C, C-9), 131.3 (C, C-6), 130.6 (C, C-8), 129.7 (C, C-7), 129.0 (C, C-3), 120.6 (C, C-4), 107.3 (C, C-2), 56.0 (C, C-12)。以上数据与文献(刘海珊 等, 2019)数据相符, 因此将化合物5鉴定为1-甲氧基吩嗪(1-methoxyphenazine), 其结构式如图2所示。
化合物6, 棕色粉末, 香草醛浓硫酸显色呈粉红色。HRESIMS m/z 213.0664 [M+H]+ (计算值为: C12H9N2O2, 213.0659)。1H NMR (DMSO-d6, 600MHz): δH 7.71 (1H, dd, J=7.9, 1.5Hz, H-9), 7.51 (1H, dd, J=7.9, 1.5Hz, H-6), 7.47 (1H, t, J=7.9, 1.5Hz, H-7), 7.41 (1H, t, J=7.9, 1.5Hz, H-8), 6.82 (2H, br s, 2-NH2), 6.37 (2H, s, H-1, H-4); 13C NMR (DMSO-d6, 150MHz): δC 180.2 (C, C-3), 148.9 (C, C-2), 148.23 (C, C-4a), 147.4 (C, C-10a), 141.9 (C, C-5a), 133.7 (C, C-9a), 128.8(C, C-7), 128.0 (C, C-9), 125.3 (C, C-8), 115.9 (C, C-6), 103.4 (C, C-4), 98.3 (C, C-1)。以上数据与文献报道的寻霉素A (Maskey et al, 2003)基本一致。为了进一步证实其结构的正确性, 将化合物6和寻霉素A标准品进行TLC和1H NMR比对, 确认两者完全一致。因此. 将化合物6鉴定为寻霉素A (2-氨基吩恶嗪-3-酮), 其结构式如图2所示。

2.4 化合物的活性测定

采用色素抑制法测试6个化合物对指示菌产色素的抑制作用。结果显示(图3), 6个化合物均能显著抑制紫色素的产生, 其中146的活性较高, 抑制率在60%以上。在浓度为200μg·mL-1时, 化合物15对紫色色杆菌均没有明显的生长抑制, 表现为抗群体感应活性。而在该浓度下, 化合物6与阳性对照寻霉素A标准品同样对指示菌具有显著的抗菌作用, 测试管中的培养液澄清透明。在浓度为50μg·mL-1时, 化合物6对指示菌没有明显的生长抑制, 但对紫色素的产生仍有显著的抑制作用, 抗群体感应活性很强。
图3 化合物16对紫色色杆菌产紫色素的抑制活性

B: 空白培养基; N: 阴性对照(4μL DMSO); 1—5: 化合物15 (200μg·mL-1); 6-50: 化合物6 (50μg·mL-1); 6-200: 化合物6 (200μg·mL-1); C-50: 寻霉素A标准品(50μg·mL-1); C-200: 寻霉素A标准品(200μg·mL-1); C: 寻霉素A标准品。a—d指代Tukey检验的结果, 同一字母表示无显著性差异

Fig. 3 Inhibitory activities of compounds 1~6

C: questiomycin A standard; B: fresh medium; N: negative control (4 μL dimethyl sulfoxide); 1~5: compounds 1~5 (200 μg·mL-1);
6-50: compound 6 (50 μg·mL-1); 6-200: compound 6 (200 μg·mL-1); C-50: questiomycin A standard (50 μg·mL-1); C-200: questiomycin A standard (200 μg·mL-1). a~d represent the results of Tukey’s test. Bars with the same alphabet mean no significant difference

3 讨论

在前期研究中, 本实验组从菌株JS106中分离到两个吩恶嗪酮类化合物(寻霉素A和一个新化合物), 检测到这两个化合物可显著抑制紫色色杆菌的紫色素产生(Miao et al, 2021)。本研究对该菌株进行了进一步的化合物分离, 再次分离到寻霉素A(6)以及其他5个纯化合物, 包括3个吩嗪类化合物(125)、1个异黄酮类化合物(3)和μ1个生物碱(4)。所有化合物对指示菌均具有非抑制生长的抗群体感应活性。
吩嗪类化合物是一类含有以氮原子杂环化的三环核心的化合物。目前已知的天然吩嗪类化合物约180余种, 几乎所有的天然吩嗪类化合物都显示出抗菌或抗肿瘤等生物活性(Laursen et al, 2004)。天然吩嗪类化合物主要来源于假单胞菌和链霉菌(Mavrodi et al, 2013), 最早发现的天然吩嗪类化合物绿脓菌素就是从铜绿假单胞菌中分离到的。吩恶嗪酮类化合物与吩嗪类化合物有相似的母核, 具有以氮氧原子杂环化的三环核心, 同样具有多种生物活性。Xiao等(2021)从铜绿假单胞菌中分离出的1-羟基吩嗪对脂多糖诱导的RAW264.7细胞炎症有显著的抑制活性。Hu等(2019)从链霉菌Streptomyces diastaticus subsp. ardesiacus YIM PH20246中分离到两个新的吩嗪类化合物(6-羟基吩嗪-1-甲酰胺和6-氨甲酰吩嗪-1-羧酸), 对病原微生物尖孢镰刀菌、茄镰刀菌、金黄色葡萄球菌等具有中等抗菌活性。Graf等(2007)从Streptomyces griseus Acta 2871中分离到两个新的吩恶嗪酮化合物(elloxazinone A 和 B), 能显著抑制人肝癌细胞HepG2、乳腺癌细胞MCF 7和胃腺癌细胞AGS、HM02的增殖。相对而言, 吩嗪类/吩恶嗪酮类化合物的抗群体感应活性鲜见报道。
异黄酮类化合物具有抗氧化、抗菌、抗肿瘤、改善血液循环等功效, 是植物特有的代谢产物, 亦有一些从微生物发酵液中分离到异黄酮类化合物的报道(李德利 等, 2020), 但有关4', 7-二甲氧基异黄酮的生物活性报道却相对较少。王柯等(2007)从链霉菌4849中分离到该化合物, 发现其具有较好的细胞白介素-4受体拮抗活性。Pandey等(2002)报道该化合物具有很强的抗真菌活性, 在100~1000ppm时可抑制多种植物病原真菌(Alternaria brassicaeCurvularia lunata等)的孢子萌发。本研究发现4', 7-二甲氧基异黄酮具有较高的抗群体感应活性, 拓展了该化合物的生物活性谱。
拟诺卡氏菌是一类适于生长在高盐环境中的稀有放线菌, 可产生具有抗菌、抗肿瘤、抗炎等多种生物活性的天然产物(Zou et al, 2017; 王聪 等, 2019; Priyanka et al, 2019)。本研究从达松维尔拟诺卡氏菌JS106中分离到6个活性化合物, 包括3个吩嗪类化合物和1个吩恶嗪酮类化合物, 表明JS106可产生丰富的吩嗪类/吩恶嗪酮类化合物, 是该类化合物的良好菌源。刘海珊等(2019)从另一株达松维尔拟卡氏菌OUCMDZ-4534中分离到多个吩嗪类化合物, 并报道其具有显著的抗肿瘤活性。本研究中分离到的所有吩嗪类/吩恶嗪酮类化合物均显示出良好的抗群体感应活性, 表明该类化合物在抗群体感应方面亦有出色的应用潜力。
[1]
李德利, 丁鹏敏, 刘双月, 等, 2020. 人肠道微生物中抗菌活性菌株的筛选及其代谢产物研究[J]. 中国现代中药, 22(1): 26-34.

LI DELI, DING PENGMIN, LIU SHUANGYUE, et al, 2020. Screening of an antibacterial strain from human intestinal microbes and investigation on its active metabolites[J]. Modern Chinese Medicine, 22(1): 26-34. (in Chinese with English abstract)

[2]
李艳群, 陈柔雯, 林宗豪, 等, 2021. 一株群体感应抑制活性海洋放线菌的筛选与鉴定[J]. 热带海洋学报, 40(1): 75-81.

DOI

LI YANQUN, CHEN ROUWEN, LIN ZONGHAO, et al, 2021. Screening and identification of a quorum sensing inhibitory actinomycetes derived from marine sediments[J]. Journal of Tropical Oceanography, 40(1): 75-81. (in Chinese with English abstract)

DOI

[3]
刘海珊, 朱国良, 赵水鸽, 等, 2019. 海绵放线菌Nocardiopsis dassonvillei OUCMDZ-4534的活性天然产物[J]. 有机化学, 39(2): 507-514.

DOI

LIU HAISHAN, ZHU GUOLIANG, ZHAO SHUIGE, et al, 2019. Bioactive natural products from the marine sponge-derived Nocardiopsis dassonvillei OUCMDZ-4534[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 39(2): 507-514. (in Chinese with English abstract)

DOI

[4]
马忠俊, 孟大利, 王玉霞, 等, 2003. 苦马豆根和茎中化学成分的研究[J]. 沈阳药科大学学报, 20(2): 104-106.

MA ZHONGJUN, MENG DALI, WANG YUXIA, et al, 2003. Study on the chemical constituents from the roots and stems of Sphaerophysa salsula (Pall.) DC[J]. Journal of Shenyang Pharmaceutical University, 20(2): 104-106. (in Chinese with English abstract)

[5]
裴召苓, 陈雷, 许嘉磊, 等, 2017. 2株海鞘来源放线菌Streptomyces coelicoflavusNocardiopsis dassonvillei的次级代谢产物及其生物活性研究[J]. 中国海洋药物, 36(2): 55-60.

PEI ZHAOLING, CHEN LEI, XU JIALEI, et al, 2017. Secondary metabolites and their biological activities of two actinomycetes Streptomyces coelicoflavus and Nocardiopsis dassonvillei associated with ascidians Styela clava and Botryllus schlosseri[J]. Chinese Journal of Marine Drugs, 36(2): 55-60. (in Chinese with English abstract)

[6]
王聪, 雷福厚, 谭学才, 等, 2019. 海洋拟诺卡菌来源的天然产物[J]. 中国抗生素杂志, 44(7): 763-769.

WANG CONG, LEI FUHOU, TAN XUECAI, et al, 2019. New natural products from the marine-derived Nocardiopsis spp.[J]. Chinese Journal of Antibiotics, 44(7): 763-769. (in Chinese with English abstract)

[7]
王柯, 李元, 吴剑波, 2007. 微生物来源白细胞介素-4受体拮抗剂的筛选[J]. 中国新药杂志, 16(14): 1088-1090.

WANG KE, LI YUAN, WU JIANBO, 2007. Screening of IL-4 receptor antagonist from microbial origin[J]. Chinese Journal of New Drugs, 16(14): 1088-1090. (in Chinese with English abstract)

[8]
周恒, 2020. 海洋底泥放线菌抗群体感应活性及次级代谢产物的研究[D]. 扬州: 扬州大学.

ZHOU HENG, 2020. Study on anti-quorum sensing active and secondary metabolites of marine sediment actinomycetes[D]. Yangzhou: Yangzhou University. (in Chinese with English abstract)

[9]
CHEN JIANWEI, WANG BIXIA, LU YAOJIA, et al, 2019. Quorum sensing inhibitors from marine microorganisms and their synthetic derivatives[J]. Marine Drugs, 17(2): 80.

DOI

[10]
GRAF E, SCHNEIDER K, NICHOLSON G, et al, 2007. Elloxazinones A and B, New aminophenoxazinones from Streptomyces griseus Acta 2871[J]. Journal of Antibiotics, 60(4): 277-284.

DOI

[11]
HAQUE S, AHMAD F, DAR S A, et al, 2018. Developments in strategies for quorum sensing virulence factor inhibition to combat bacterial drug resistance[J]. Microbial Pathogenesis, 121: 293-302.

DOI PMID

[12]
HU LINFANG, CHEN XIAO, HAN LI, et al, 2019. Two new phenazine metabolites with antimicrobial activities from soil-derived Streptomyces species[J]. The Journal of Antibiotics, 72(7): 574-577.

DOI

[13]
LAURSEN J B, NIELSEN J, 2004. Phenazine natural products: biosynthesis, synthetic analogues, and biological activity[J]. Chemical Reviews, 104(3): 1663-1686.

DOI PMID

[14]
LU CHUNHUA, LI YAOYAO, WANG HAOXIN, et al, 2013. A new phenoxazine derivative isolated from marine sediment actinomycetes, Nocardiopsis sp. 236[J]. Drug Discoveries & Therapeutics, 7(3): 101-104.

[15]
MANIVASAGAN P, KANG K H, SIVAKUMAR K, et al, 2014. Marine actinobacteria: An important source of bioactive natural products[J]. Environmental Toxicology and Pharmacology, 38(1): 172-188.

DOI PMID

[16]
MASKEY R P, LI FUCHAO, QIN SONG, et al, 2003. Chandrananimycins A-C: Production of novel anticancer antibiotics from a marine Actinomadura sp. isolate M048 by variation of medium composition and growth conditions[J]. The Journal of Antibiotics, 56(7): 622-629.

DOI

[17]
MAVRODI D V, PAREJKO J A, MAVRODI O V, et al, 2013. Recent insights into the diversity, frequency and ecological roles of phenazines in fluorescent Pseudomonas spp.[J]. Environmental Microbiology, 2013, 15(3): 675-686.

DOI

[18]
MIAO LI, QIAN SHENGHUI, QI SHUHUA, et al, 2021. Culture medium optimization and active compounds investigation of an anti-quorum sensing marine actinobacterium Nocardiopsis dassonvillei JS106[J]. Microbiology, 90(1): 112-123.

DOI

[19]
MOGOŞANU G D, GRUMEZESCU A M, BEJENARU L E, et al, 2016. Marine natural products in fighting microbial infections[M]// KONK, RAIM. Antibiotic resistance: mechanisms and new antimicrobial approaches. San Diego: Academic Press: 351-375.

[20]
MUKHERJEE S, BASSLER B L, 2019. Bacterial quorum sensing in complex and dynamically changing environments[J]. Nature Reviews Microbiology, 17(6): 371-382.

DOI PMID

[21]
PANDEY M K, PANDEY R, SINGH V P, et al, 2002. Antifungal activity of 4', 7-dimethoxyisoflavone against some fungi[J]. Mycobiology, 30(1): 55-56.

DOI

[22]
PRIYANKA S, JAYASHREE M, SHIVANI R, et al, 2019. Characterisation and identification of antibacterial compound from marine actinobacteria: In vitro and in silico analysis[J]. Journal of Infection and Public Health, 12(1): 83-89.

DOI

[23]
RÉMY B, MION S, PLENER L, et al, 2018. Interference in bacterial quorum sensing: a biopharmaceutical perspective[J]. Frontiers in Pharmacology, 9: 203, doi: 10.3389/fphar.2018.00203.

DOI PMID

[24]
SELIM M S M, ABDELHAMID S A, MOHAMED S S, 2021. Secondary metabolites and biodiversity of actinomycetes[J]. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology, 19(1): 72.

DOI

[25]
XIAO JUN, THWE A A, LIU TINGTING, et al, 2021. Anti-inflammatory effects of an extract from Pseudomonas aeruginosa and its purified product 1-hydroxyphenazine on RAW264. 7 cells[J]. Current Microbiology, 78(7): 2762-2773.

DOI

[26]
XIONG YANGHUI, LIU YU, 2010. Biological control of microbial attachment: a promising alternative for mitigating membrane biofouling[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 86(3): 825-837.

DOI PMID

[27]
YANG CHENGFANG, QIAN RUI, XU YAO, et al, 2019. Marine actinomycetes-derived natural products[J]. Current Topics in Medicinal Chemistry, 19(31): 2868-2918.

DOI PMID

[28]
ZOU GE, LIAO XIAOJIAN, PENG QI, et al, 2017. A new α-pyrone from the deep-sea actinomycete Nocardiopsis dassonvillei subsp. dassonvillei DSM 43111(T)[J]. Journal of Asian Natural Products Research, 19(12): 1232-1238.

DOI

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