天然紅色素抗菌性能的初步研究開題報告

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1、開題報告天然紅色素抗菌性能的初步研究1選題的背景和意義天然色素指的是來源于動物、植物、微生物的色素，絕大多數(shù)天然色素無毒和無副作用，安全性高，且具有一定的生物活性，成為色素發(fā)展的趨勢[1]。隨著社會及科技進步，天然色素在食品、藥品、化妝品及保健品業(yè)使用逐漸普及，使用技術(shù)逐漸提高，逐漸成為美化社會生活不可缺少的一部分。目前大多數(shù)天然色素來源于植物，但由于植物生長周期長且受季節(jié)、氣候、產(chǎn)地等因素的影響，提取工藝復雜，致使天然色素價格昂貴，推廣應用受到局限。開發(fā)新品種的天然色素，探索新的天然色素來源，對原有天然色素的生產(chǎn)工藝進行改進，擴大天然色

2、素的應用范圍，降低天然色素的生產(chǎn)成本，已成為生產(chǎn)中需要迫切解決的問題。靈菌紅素(prodigiosin，PGs)又名靈菌素、靈桿菌素。是一族具有三吡咯環(huán)骨架結(jié)構(gòu)的天然紅色素，可由多種微生物產(chǎn)生。自1929年P(guān)G首次從黏質(zhì)沙雷氏菌中分離出來以后[2]，人們對其的研究就一直在不斷地進行當中。早期研究表明此類結(jié)構(gòu)的物質(zhì)具有抗細菌、抗瘧疾，抗真菌和抗原生動物的活性。隨著研究地不斷深入，近年來研究者們驚奇地發(fā)現(xiàn)其還具有很強的免疫抑制活性和抗癌抗腫瘤活性，這引起了研究人員們極大地興趣和關(guān)注。大多數(shù)抗癌藥物由于靶向問題，對腫瘤細胞和人體正常細胞都具有殺

3、傷作用。在治療腫瘤的同時對人的肝腎帶來巨大損傷。不同于這些藥物的是，PG對57種不同的人癌細胞有抗性作用，而在相同的作用劑量下對正常細胞無任何毒害作用[3]。鑒于此，PG的研究具有了獨特的優(yōu)勢并有著誘人的市場前景，正逐漸成為醫(yī)學界抗腫瘤領(lǐng)域的新寵。PG作為一種具有良好抗菌性能的天然微生物色素，其在作為功能性天然材料方面也具有一定的應用前景。PG的體外抑菌試驗表明，其對金葡球菌(耐青、紅霉素菌株)和福氏志賀氏菌有很好的抑制效果[4]。此外，它對引起Chagas疾病的錐蟲有很大的殺傷作用。Chagas疾病是由錐蟲Trypanosomacruz

4、i所引起的原生動物傳染病。在南美國家非常盛行，此前只發(fā)現(xiàn)芐硝唑可以治愈。Patricia等人在研究PG與芐硝唑?qū)79纖維原細胞系的細胞毒性時發(fā)現(xiàn)，PG比以往使用的殺錐蟲藥有更強的殺錐蟲活性。Cang等[5]以沙雷菌發(fā)酵生產(chǎn)的PG做抗菌實驗，結(jié)果表明，對芽孢桿菌具有顯著地殺滅作用。PG7結(jié)構(gòu)類似物具有顯著的抗Trichophytonspp.等真菌的活性，在臨床測試中表現(xiàn)出對Coccidmycosis引起的一種地方性真菌傳染病有良好的治愈作用。本研究將定性和定量的考察靈菌紅素對常見細菌的抑菌性能和抑菌的穩(wěn)定性，以期為靈菌紅素在紡織、食品、養(yǎng)

5、殖等產(chǎn)業(yè)中的應用奠定一定的理論基礎(chǔ)。2相關(guān)研究的最新成果及動態(tài)2.1PG的生物活性2.1.1抗腫瘤作用Montaner等[6]的研究表明，PG能誘導人結(jié)腸腺癌細胞株DLD-1和SW-620及人胃癌細胞株HGT-1凋亡，對轉(zhuǎn)移性腫瘤細胞株SW-620更為有效，其誘導結(jié)腸癌細胞凋亡呈劑量依賴性，主要表現(xiàn)為細胞收縮、染色質(zhì)縮合、肌動蛋白微絲結(jié)構(gòu)重組等。2.1.2免疫抑制劑活性選擇性免疫抑制包括在自體免疫性疾病治療和臨床器官移植中能抑制信號傳遞，預防T細胞激活。臨床上將PG與CyA結(jié)合用于解除器官移植急性排斥反應，作用效果好[6]，對其潛伏期和臨

6、床應用有待進一步的研究。2.1.3抗菌作用PG具有抗細菌（antibacterial）、抗真菌（antifungal）的生物活性。PG結(jié)構(gòu)類似物具有顯著的抗Trichophytonspp.等真菌的活性[7]，在臨床測試中表現(xiàn)出對Coccidmycosis引起的一種地方性真菌傳染病有良好的治愈作用[8]。2.1.4抗瘧疾活性PG對引起查格斯疾病的錐蟲（一種寄生蟲）有很大的殺傷作用，其殺錐蟲活性（IC50=5μmol）是經(jīng)典殺錐蟲藥Nifurtimox活性（IC50=150μmol）的30倍。PG可作為生物農(nóng)藥用于防治Botrytiscine

7、rea等引起的櫻草屬植物病害.2.1.5抗腫瘤活性及其可能的作用機理PG具有有效的抗腫瘤活性，美國國立癌癥研究所(NSI)Melvin等發(fā)現(xiàn)PG在平均ICso為2．Ivmol·L-1時對包括白血病、肺癌、中樞神經(jīng)系統(tǒng)癌、黑素瘤、乳腺癌、前列腺癌、腎癌、卵巢癌在內(nèi)的八種癌細胞株中的57種不同的人癌細胞均有抗性作用。研究者們認為PG的這種抗癌特性與其誘導細胞凋亡的活性密切相關(guān)，目前就其機理提出了四種可能：作為pH調(diào)節(jié)器；作為細胞分裂周期抑制劑；作為DNA裂解因子；作為胞外信號調(diào)節(jié)激酶調(diào)節(jié)器[9I。2.1.6抑制癌細胞浸潤轉(zhuǎn)移活性7癌細胞轉(zhuǎn)移是

8、造成癌癥患者死亡的主要原因。PG可促進細胞濃集，同時抑制細胞附著于胞外基質(zhì)(ECM)并抑制癌細胞浸潤轉(zhuǎn)移[10l。2.2PG的生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢當前PG的生產(chǎn)以生物合成為主。PG是微生物的次級