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从油田采出液中分离出一株菌,经鉴定为Bacillus licheniformis,编号为HSN221。在相同的培养条件下,用9种不同培养基对B.licheniformis HSN221菌进行培养,采用电喷雾质谱(ESI-MS)的方法结合薄层色谱法(TLC)鉴定得到了9种不同的脂肽。
结果显示,该菌在含有葡萄糖、酵母粉和氯化铵的培养基中能够产生[Leu] surfactin的同系物surfactin C13、surfactin C14、surfactin C15和surfactin C16,而在其它8种培养基中能产生5种lichenysin的同系物lichenysin C12、lichenysin C13、lichenysin C14、lichenysin C15和lichenysin C16。报道了在不同培养条件下培养同一株菌产生了2种类型的脂肽surfactin和lichenysin,同时证实了同一株菌在培养基成分不同时产生不同类型的脂肽类化合物,且每种脂肽化合物的相对含量也与培养基直接相关。
建立并优化了脂肽的二步柱分离条件。首先,用溶剂浸提干燥的酸沉淀物,浓缩后在常压柱(ODS2,50μm)上,以6.0 mLmin-1的80%甲醇/0.05%TFA水溶液作流动相200 mL洗脱除去非脂肽杂质,接着用100%甲醇200 mL洗脱并收集脂肽;第二步,制备反相C18高压液相色谱(pre C18 RP-HPLC,5μm),流速设定为15 mLmin-1,以90%甲醇/0.05%TFA水溶液作流动相洗脱55 min,在5 min内增加到100%甲醇,然后以100%甲醇洗脱15 min,柱温在30℃时脂肽的分离度最佳。
将菌株B.licheniformis HSN221在YPD培养基中培养,从其培养液中经柱分离得到了9个脂肽化合物,其中4个surfactin的同系物,2个lichenysin的同系物。用ESI-MS测定每种化合物的分子量。肽链部分用四级杆飞行时间串联质谱(Q-TOF MS/MS)结合高压液相色谱(HPLC)进行测定:脂肪酸部分用气相色谱质谱联用仪(GC/MS)测定。一维1H NMR和13C NMR的测定显示了脂肽分子的脂肪酸和氨基酸的基本结构。结果显示4个surfactin同系物的初级结构分别为anteiso(iso)C13、isoC14、anteiso(iso)C15和anteiso(iso)C15-Glu(Me)LeuLeuValAspLeuLeu,2个lichenysin同系物的结构为nC14和anteiso(iso)C15-GlnLeuLeuValAspLeuLeu。此外的3个脂肽馏分经ESI-MS、HPLC、GC/MS和Q-TOF MS/MS测定并进行结构鉴定,它们分别为anteiso(iso)-C15-lichenysin、anteiso(iso)-C15-surfactin和iso-C15-surfactin的单甲酯化物。它们甲酯化的位置分别在1-Glu、5-Asp和1-Glu。
在脂肽的制备过程中,收集到最后洗脱出的物质,经ESI-MS、GC/MS和Q-TOFMS/MS测定并进行结构分析知,该化合物为n-C16-lichenysin的单甲酯化物。在目前报道的脂肽中,未见相同结构化合物。这些新物质不但拓展了天然脂肽的种类,而且为进一步研究脂肽的多样性提供了基础资料。