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脂肽是一种由微生物产生的活性化合物,不仅具有优良的表面活性,还具有一系列的生物活性,如抗菌、抗肿瘤、抗病毒、抗支原体等。它的这些性质使之在食品、化妆品、生物医药和环境等领域具有广阔的应用前景。本研究从一株产脂肽细菌的鉴定出发,利用生物下游技术分离纯化脂肽,测定了脂肽的化学结构,对其表面活性和抗菌活性做了初步的研究。研究的主要结果如下。
(1)采用16S rDNA序列的系统发育学分析结合细菌生理生化特征鉴定了一株从油田的地层水中分离到的细菌为短短芽孢杆菌。用薄层层析色谱分析其代谢产物,初步鉴定为脂肽。
(2)通过离心除菌、酸沉、冷冻干燥和浸提等步骤得到脂肽粗品。研究比较了用硅胶柱色谱和ODS反相柱色谱分离纯化脂肽的效果。通过高效液相色谱、电喷雾质谱分析经ODS反相柱色谱纯化的脂肽产品,发现该脂肽是由一系列同系物组成的混合物。然后优化了制备型高效液相色谱的分离条件,分离制备了九个单一脂肽化合物。
(3)对九个单一脂肽化合物分别进行了结构鉴定。用电喷雾质谱得到各个脂肽的分子量,然后对脂肪酸和肽两部分作分别的测定。通过气质联用分析了脂肪酸部分,发现这些脂肽由链长为C13到C15的β-羟基脂肪酸组成;用异硫氰酸苯酯柱前衍生化高效液相色谱法分析肽部分的氨基酸组成,得到这些脂肽都具有一致的氨基酸组成:Asp:Glu:Val:Leu=1:1:1:4;对组分1进行了串联质谱的分析,得到肽部分的氨基酸序列为N—Glu—Leu—Leu—Val-Asp—Leu—Leu—C。由以上结果认定,这些脂肽为C13-15 surfactin同系物。
(4)研究了脂肽的抗菌活性和表面活性。结果表明该脂肽对Escherichia coli和Bacillus licheniformis有很好的抑制作用。研究显示该脂肽具有非常好的表面活性,其中组分4在其临界胶束浓度(9μM)下,能将水溶液的表面张力从71.0 mN/m降到26.9 mN/m。
(5)对脂肽的发酵条件做了初步的研究,确定了最佳发酵周期,并考察了各种碳源和氮源以及微量元素、EDTA等对发酵的影响。