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萎缩芽孢杆菌（Bacillus atrophaeus）是从中国内蒙古草原土壤标本中分离得到的一株变色菌种。萎缩芽孢杆菌隶属芽孢杆菌属,与Bacillus subtilis具有很高的种属相似性。国内外有关萎缩芽孢杆菌的研究主要集中于开发有效杀灭其孢子体的方法,而关于萎缩芽孢杆菌的次级代谢产物和抗菌活性方面的研究则较为有限,本论文的目的则是从化学分析分离入手,寻找有活性的代谢产物。芽孢杆菌属是最早发现的细菌种属之一,广泛分布于海水、土壤、动植物中,甚至在空气中都有迹可循。在中国,已经有176个种隶属于芽孢杆菌属。芽孢杆菌属已经被报道可以产生多种具有抗菌活性的脂肽类化合物和具有抗藻活性的吲哚类化合物。其中,脂肽类化合物包括表面活性肽（surfactins）,依枯草菌素（iturins）和泛革素（fengycins）。表面活性肽具有抗细菌的活性;而依枯草菌素,泛革素的活性则主要集中在抗真菌方面。分子量相对脂肽化合物较小的吲哚类化合物则对很多藻类都有抑制作用:包括短裸甲藻和中肋骨条藻等典型赤潮藻,以及淡水藻铜绿微囊藻等。这些方面的研究证明了芽孢杆菌属产生的次级代谢产物具有很广泛的研究价值。本实验采用传统发酵方法积累微生物次级代谢产物,发展了针对其中一类代谢产物依枯草菌素的简单提取方法,采用硅胶,大孔吸附树脂HP-20,分析和制备型C18柱从甲醇相,正丁醇相以及乙酸乙酯相分离到9个单体化合物,并通过质谱、核磁、紫外数据分析以及文献数据对比确定了化合物结构。9个单体化合物均为已知化合物:有四个单体均为依枯草菌素类化合物,分别为依枯草菌素A 2、依枯草菌素A 4、依枯草菌素A 6和依枯草菌素A 8,这四个化合物分子量相差14,主要区别在于β氨基酸上长链脂肪烃的长度;有四个化合物单体都含有吲哚环,名称分别为N-甲酰基色胺,N-乙酰基色胺,杆菌酰胺（Bacillamide）A和C;从正丁醇相分离得到的苯丙氨酸。萎缩芽孢杆菌的次级代谢产物的分离和分析已经证明它的次级代谢产物与氨基酸紧密相连。为了研究氨基酸是否会提高次级代谢产物的产量,本实验选用依枯草菌素中包含的氨基酸（酪氨酸,天冬酰胺,天冬氨酸,谷氨酸,脯氨酸,丝氨酸,苏氨酸,谷氨酸,谷氨酰胺）对萎缩芽孢杆菌进行喂养。通过高效液相的定量分析法计算目标化合物依枯草菌素的含量。结果表明酪氨酸可以有效的增加四个依枯草菌素的产量,而天冬酰胺四个依枯草菌素的产量没有明显的促进作用。研究表明直接给予细菌所有组成化合物的氨基酸成分并不会明显的提高化合物的产量。有趣的是,在定量分析的过程中发现,不属于依枯草菌素的化合物N-乙酰基色胺在氨基酸喂养之后产量有了明显的提高。具体的原因有待进一步研究。依枯草菌素是由七肽和一个具有长脂肪链的β氨基酸组成的,在了解了氨基酸喂养提高代谢产物的可能性以后,同样的方法用于研究脂肪酸盐是否会提高次级代谢产物的产量。实验选用丙酸钠,醋酸钠,丁酸钠,戊酸钠,己酸钠对萎缩芽孢杆菌进行喂养。而亮氨酸作为β氨基酸的前体化合物也被一同喂养。实验结果表明,简单的脂肪酸盐结合亮氨酸前体喂养对依枯草菌素的产量并没有促进作用,而且随着脂肪链的长度增加,细菌的生长也被抑制。抗菌活性的研究方面,初步使用平板扩散法对从萎缩芽孢杆菌分离出的粗体样品进行筛选。经过对化合物的分离得知依枯草菌素主要存在于甲醇相过大孔吸附树脂以后的100%甲醇相中,而甲醇相的活性是否完全取决于依枯草菌素也有必要研究清楚,因此平板扩散法中使用MeOH-H2O,MeOH-50%MeOH,MeOH-MeOH,乙酸乙酯以及正丁醇相三个组分。测试的菌种包括八种细菌和八种真菌。其中八种细菌有:金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）,表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermis）,变形链球菌（Streptococcus mutans）,荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）,铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）,摩拉克氏菌属莫拉菌Moraxella（Branhamella）catarrhalis,希氏肠球菌（Enterococcus hirae）,枯草芽孢杆菌（Bacillus subtillis subsp.spizizenii）。八种真菌包括:白色念珠菌（Candida albicans）,近平滑念珠菌（Candida parapsilosis）,皱褶念珠菌（Candida rugosa）,热带念珠菌（Candida tropicalis）,产黄青霉菌（Penicillium chrysogenum）,黑曲霉（Aspergillus niger）,酵母菌（Saccharomyces kudriavzevii）,匍枝根霉菌（Rhizopus stolonifer）。结果表明抗菌活性主要集中在甲醇相,而乙酸乙酯相则没有抗菌活性。甲醇相的三个组分（H2O,50%MeOH,MeOH）中,甲醇相有广泛的抗真菌活性,对有良好的抑制作用,而细菌方面仅对表皮葡萄球菌和莫拉克氏菌属莫拉菌有良好的抑制作用,抑菌圈直径分别为30 mm和20 mm;水相没有抗真菌活性,也对表皮葡萄球菌和莫拉克氏菌属莫拉菌有良好的抑制作用,而50%甲醇相则表现出广泛的抗真菌活性和对于葡萄球菌属的两个种金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌,甲醇相的三个组分均表现出截然不同的作用:对表皮葡萄球菌的有抑制作用,而对金黄色葡萄球菌没有抑制作用。接下来的MIC实验针对单一化合物,实验进一步证明了依枯草菌素的广谱抗真菌能力,但单个化合物对细菌的抑制作用几乎没有。