海洋来源Kocuria sp. RAM1产维生素K2 （MK）的优化制备、表征及其多靶点生物活性研究

本研究针对维生素K2 （MK）生物合成效率低及功能机制不明的问题，从红海Kocuria sp. RAM1菌株中优化提取了6种MK同系物（含MK-1/MK-7(H6 )等），通过UV/NMR/LC-ESI-QTOF-MS表征，证实其具有抗菌（MIC 250-500μg/ml）、抗炎（IC50 164.4μg/ml）、促伤口愈合（125μg/ml提升40.48%闭合率）等活性，为海洋微生物源MK的医药应用提供新策略。

　　

维生素K₂
（Menaquinone, MK）是人体凝血、骨代谢和细胞调控的关键因子，但人类无法自主合成，需依赖肠道菌群或膳食补充。目前MK-7主要通过纳豆芽孢杆菌发酵生产，但存在菌株单一、同系物多样性不足等问题。同时，MK在抗炎、抗癌等领域的应用潜力尚未充分挖掘。红海作为独特的极端环境，其共生微生物可能产生结构新颖的MK衍生物。为此，埃及国家海洋与渔业研究所联合亚历山大大学的研究团队从红海海参共生菌Kocuria sp. RAM1中发掘MK新资源，相关成果发表于《Microbial Cell Factories》。

研究采用Plackett-Burman设计（PBD）和中心复合设计（CCI）优化发酵条件，通过紫外光谱（UV）、核磁共振（¹
H-NMR）和液相色谱-电喷雾-四极杆飞行时间质谱（LC-ESI-QTOF-MS）鉴定MK组分，并系统评估其抗菌、抗炎、伤口愈合等活性。

研究结果
MK提取与鉴定
通过甲醇-石油醚液液萃取获得黄色油状提取物，UV特征峰（250/270/330 nm）和¹
H-NMR（7-8 ppm芳环信号）初步确认MK结构。LC-ESI-QTOF-MS鉴定出6种同系物：MK-1（占比80.07%）、MK-3、MK-5(H₂
)、MK-7(H₆
)、MK-8(H₂
)和MK-9，其中MK-7(H₆
)和MK-8(H₂
)的局部饱和侧链可能增强稳定性。

产量优化
响应面法确定最佳条件：8.75 g/L蛋白胨、31.7°C、180 rpm、2.5%接种量，MK总产量达394.69 μg/mL，较初始提升20倍。低温（<33.5°C）和高溶氧显著促进合成，暗示温度敏感酶参与代谢。

生物活性

1. 抗菌：对革兰阳性（金黄色葡萄球菌）和阴性（肺炎克雷伯菌）均显示杀菌作用（MBC/MIC≤4），尤其对耐药肺炎克雷伯菌（医院感染常见病原体）有效。
2. 抗炎：通过稳定红细胞膜抑制低渗溶血（87.93%抑制率），IC₅₀
   为164.4 μg/mL，优于传统非甾体抗炎药。
3. 伤口愈合：125 μg/mL（最大无毒剂量）处理72小时，人皮肤成纤维细胞（HSF）伤口闭合率较对照提升40%，机制可能与激活γ-羧化凝血因子相关。
4. 抗癌：对结肠癌Caco-2细胞选择性最高（选择性指数SI=1.5），可能通过醌环氧化应激诱导凋亡。

讨论与意义
该研究首次报道海洋Kocuria sp. RAM1产MK的多样化同系物组合，其中MK-1的高占比（316.03 μg/mL）挑战了传统MK-7为主导的认知。部分饱和衍生物（如MK-7(H₆
)）的发现为结构-活性关系研究提供新线索。抗菌谱覆盖耐药菌株，结合抗炎与促愈合特性，提示其在慢性伤口感染联合治疗中的潜力。

局限性在于体内毒理数据缺失，且MK-1的生物学优势需进一步验证。未来可探索基因改造提升MK-7(H₆
)产量，或通过纳米递送系统增强靶向性。这项研究为海洋微生物源MK的工业化生产和多疾病应用奠定基础，尤其对资源匮乏地区（如红海沿岸国家）的生物经济发展具有战略意义。