墨西哥首次报道Halomicrobium mukohataei的发现及其生物活性研究:一种具有抗氧化、抗菌和细胞毒性的嗜盐古菌色素

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:NEOTROPICAL BIOLOGY AND CONSERVATION 0.7

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  本研究针对墨西哥高盐环境中嗜盐古菌资源开发不足的问题,从Bahía de Lobos沿海潟湖分离鉴定出Halomicrobium mukohataei AS8菌株,首次证实其产生的胞外色素(SPs)和生物量色素(BPs)具有显著抗氧化活性(DPPH/ABTS抑制率最高达74%)、广谱抗菌性(抑菌圈7-17mm)及中度细胞毒性(LC50 850 μg/mL)。该发现为开发新型天然抗菌剂和抗氧化剂提供了潜在候选物质,填补了墨西哥嗜盐古菌资源研究的空白。

  

在极端高盐环境中,嗜盐古菌(Haloarchaea)通过合成特殊代谢产物适应恶劣条件,这些产物在医药和食品领域展现出巨大潜力。然而,墨西哥高盐生态系统的微生物资源研究长期处于空白状态,尤其缺乏对嗜盐古菌活性物质的系统性探索。Bahía de Lobos沿海潟湖作为典型高盐环境,其微生物多样性尚未被充分挖掘。针对这一科学缺口,墨西哥国立理工学院(IPN)与瓦哈卡自治大学(UABJO)的研究团队开展了开创性工作,首次在墨西哥发现Halomicrobium mukohataei菌株,并揭示其色素的生物医学价值,相关成果发表于《NEOTROPICAL BIOLOGY AND CONSERVATION》。

研究采用16S rRNA基因测序进行菌种鉴定,通过液体培养和旋转蒸发技术分别提取生物量色素(BPs)和上清液色素(SPs)。采用DPPH/ABTS自由基清除实验评估抗氧化活性,琼脂扩散法测试抗菌效果,Artemia salina无节幼体致死实验测定细胞毒性,结合薄层色谱(TLC)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析色素成分。

结果部分

  1. 嗜盐古菌分离:从Bahía de Lobos潟湖盐度25%的样品中分离出96株嗜盐古菌,筛选出红色色素产生菌AS8,经16S rRNA分析确认为Halomicrobium mukohataei,首次在墨西哥记录该物种。
  2. 抗氧化活性:SPs在DPPH和ABTS实验中分别表现出74%和67%的清除率,显著高于β-胡萝卜素对照(38%和34%),显示浓度依赖性抗氧化效应。
  3. 抗菌活性:SPs对革兰阳性菌(如Bacillus sp.)抑制效果最佳(抑菌圈17mm),但对白色念珠菌无活性,证实其选择性抗菌特性。
  4. 细胞毒性:SPs对A. salina的LC50
    为850 μg/mL,属中等毒性范围,提示其潜在抗肿瘤应用价值。
  5. 色素表征:TLC显示Rf=0.45处红色斑点与细菌红素(bacterioruberin)标准品一致;FT-IR检测到1267 cm-1
    处COH振动峰,进一步验证C50
    类胡萝卜素结构。

讨论与结论
该研究首次证实墨西哥H. mukohataei色素的多元生物活性。其抗菌谱覆盖临床常见病原菌(如金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌),且抗氧化效能超越合成标准品,归因于细菌红素的多烯烃结构。细胞毒性数据为后续抗癌研究奠定基础。技术层面,结合分子鉴定与光谱分析建立了嗜盐古菌活性成分研究范式。从应用角度看,这些耐盐色素在极端条件下保持稳定性,适用于海洋药物开发和食品防腐剂研发。研究不仅拓展了墨西哥微生物资源库,更为天然药物开发提供了新思路,未来需通过体内实验和结构修饰进一步提升其生物利用度。

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