红树林海绵共生菌Oceanimonas sp. JM-AZM31与Lysinibacillus fusiformis JM-AZM37的生物活性化合物：抗炎、抗氧化及抗糖尿病潜力的体外与生物信息学研究

为解决传统植物源药物开发成本高、周期长的问题，研究人员对印尼东南苏拉威西红树林海绵共生菌Oceanimonas sp. JM-AZM31和Lysinibacillus fusiformis JM-AZM37开展代谢组学研究。通过体外实验（DPPH自由基清除、α-葡萄糖苷酶抑制等）结合GC-MS和分子对接技术，发现两株菌的次级代谢产物具有广谱抗菌（抑制S. aureus等病原菌）、显著抗炎（76.9%蛋白变性抑制率）、抗氧化（80.3% DPPH清除率）及抗糖尿病活性（84.9% α-葡萄糖苷酶抑制率）。该研究为海洋微生物资源开发提供新思路，尤其为慢性代谢性疾病治疗候选药物发现奠定基础。

　　

在传统药物开发面临资源枯竭和生态压力的背景下，海洋微生物因其独特的生存环境和代谢途径成为新药研发的"蓝色宝库"。尤其引人注目的是海绵共生微生物——这些栖息于海绵体内的细菌能产生与宿主相似的生物活性物质，却因培养难度大而长期被忽视。更令人遗憾的是，尽管全球红树林生态系统覆盖面积达1500万公顷，其海绵共生微生物的研究却几乎空白。这种生态特殊性（周期性盐度波动、富有机物沉积）理论上应孕育出独特的微生物代谢网络，但相关研究在印尼等热带国家仍属稀缺资源。

针对这一科学盲区，印尼国家研究与创新署（BRIN）的Jendri Mamangkey团队选择东南苏拉威西Tanjung Tiram红树林区的海绵Neopetrosia exigua为研究对象，对其共生细菌展开系统研究。这项发表在《Journal of Genetic Engineering and Biotechnology》的工作，首次揭示了两株红树林海绵共生菌——Oceanimonas sp. JM-AZM31和Lysinibacillus fusiformis JM-AZM37在抗炎、抗氧化及抗糖尿病方面的多重生物活性，并通过生物信息学解码其分子作用机制。

研究采用多组学联用策略：通过Zobell Marine Agar选择性培养分离菌株，结合16S rRNA测序鉴定物种；优化生长参数（温度37°C/pH7.0/2% NaCl）；采用琼脂扩散法评估抗菌谱；通过牛血清白蛋白变性抑制实验、DPPH自由基清除率和α-葡萄糖苷酶抑制实验分别量化抗炎、抗氧化和抗糖尿病活性；利用GC-MS鉴定代谢物组成；最后通过AutoDock Vina进行分子对接预测靶点相互作用。

3.1 初级筛选
从30株分离菌中筛选出JM-AZM31和JM-AZM37两株活性最优菌株，对革兰氏阳性（S. aureus）和阴性菌（E. coli）均显示15.5mm抑菌圈，呈现广谱抗菌特性。

3.3 生长优化
JM-AZM31在37°C/pH7.0/2% NaCl条件下OD₆₀₀达18.9，而JM-AZM37在25°C/pH6.0/2% NaCl时OD₆₀₀为23.3，显示两菌株虽同源但生理特性分化。

3.6 体外抗炎活性
JM-AZM31粗提物对BSA蛋白变性抑制率达76.9±2.90%，显著高于JM-AZM37（71.6±1.85%），提示其代谢物可能通过稳定蛋白质构象发挥作用。

3.7 体外抗氧化活性
DPPH自由基清除实验显示JM-AZM31活性（80.3±1.02%）接近维生素C标准品（85.4±0.14%），GC-MS鉴定其主要活性成分为2,3-丁二醇（17.37%峰面积）。

3.9 GC-MS分析
从JM-AZM31中鉴定出40种化合物，包括抗炎的n-十六烷酸（4.69%）和顺式十八碳烯酸（1.56%）；JM-AZM37中吡咯并[1,2-a]吡嗪-1,4-二酮（17.74%）可能贡献其抗菌活性。

3.12 分子对接
关键发现是n-十六烷酸与COX-2受体通过Tyr385氢键（2.52?）和Val116等疏水作用结合（-5.9kcal/mol）；DL-脯氨酸-5-酮与抗糖尿病靶点3w37的Asp469形成2.14?氢键，这与其84.9%的α-葡萄糖苷酶抑制率相印证。

这项研究的意义在于三方面突破：首次系统表征红树林海绵共生菌的药理活性，填补了该生态位微生物研究的空白；发现2,3-丁二醇等小分子可通过多靶点协同（COX-2/5O0X/3w37）发挥代谢调节作用；为开发抗慢性炎症-氧化应激-高血糖"三联症"的海洋药物提供先导化合物。尤其值得注意的是，菌株JM-AZM31在保持低毒性（ProTox预测LD₅₀≥900mg/kg）的同时展现多效生物活性，这种"高效益毒比"特性使其成为极具转化价值的候选菌种。未来研究可聚焦于通过合成生物学手段优化其代谢通路，提升目标化合物的产率。