DMSO对一种毛霉生长代谢影响的初步研究

刘 雅,郁 彭,赵东方,丁 芳,刘文敬,林鑫磊,郭 娜

(天津科技大学生物工程学院工业发酵微生物教育部重点实验室,天津300457)

DMSO对一种毛霉生长代谢影响的初步研究

刘 雅,郁 彭,赵东方,丁 芳,刘文敬,林鑫磊,郭 娜

(天津科技大学生物工程学院工业发酵微生物教育部重点实验室,天津300457)

二甲基亚砜(DMSO)作为一种溶解性能良好的溶剂被广泛用于微生物转化,对多数微生物均具有很好的相容性。考察了DMSO对16种自有毛霉的生长代谢的影响。薄层色谱显示,加入DMSO后,10#菌株可产生多种新的代谢产物,且这些代谢产物是逐渐产生并累积的。研究表明,DMSO对10#毛霉的生长代谢有明显影响,从而有可能改变该菌株的其它性能,如生物催化性、遗传稳定性等。

二甲基亚砜(DMSO);毛霉;代谢产物;微生物转化

微生物转化是获得目标产物的一种有效方法,与传统的化学合成方法有着很好的互补性,具有对环境友好、高效专一、条件温和等多种优点[1]。二甲基亚砜(DMSO)由于对众多化合物均具有良好的溶解能力,是微生物转化中溶解底物最常用的溶剂之一[2],同时在细胞生物学等领域也被广泛使用[3]。

以往的大量研究均未表明DMSO对生物体的生长代谢有明显的影响,但作者在进行微生物转化菌种筛选过程中发现,加入DMSO前后菌体的菌液颜色、代谢产物等均有所不同。为此,作者在此用薄层色谱法考察了DMSO对16种自有毛霉生长代谢的影响,并对其中影响显著的10#毛霉的代谢产物进行了分析。

1 实验

1.1 菌种与培养基

菌种:自有毛霉16种,编号1#～16#。培养基:PDA培养基。

1.2 试剂与仪器

琼脂、葡萄糖,北京国药集团化学试剂有限公司; DMSO,天津元立化工有限公司;乙酸乙酯、二氯甲烷、甲醇、乙醇,天津盛迪达贸易有限公司。

超净工作台,苏州净化设备有限公司;电子分析天平,北京六一仪器厂;立式压力蒸汽灭菌锅、生化培养箱,上海博迅实业有限公司医疗设备厂;恒温培养振荡器,上海智城分析仪器制造有限公司;暗箱三用紫外线分析仪,上海嘉鹏科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 菌液的制备

将活化的毛霉菌株接种于装有100 m L PDA培养基的250 m L三角瓶内,于30℃、110 r·min-1摇床培养48 h,制得菌液[4,5]。

将菌液均分为两份,一份加入0.2 m L DMSO、另一份不加DMSO作为对照,于30℃、110 r·min-1摇床培养120 h[6]。实验在无菌条件下进行。

1.3.2 菌液的后处理及分析

将菌液进行固液分离,液相用等体积的乙酸乙酯萃取2～3遍,合并有机相,同时将菌丝体加入适量乙醇进行超声,合并两种有机相,浓缩[7,8]。

采用薄层层析法[9,10](TLC)对16种菌液进行初步分析。

1.3.3 培养时间对10#毛霉代谢物的影响考察

接菌培养48 h后,向每瓶培养基内加入0.2 m L DMSO,于30℃、110 r·min-1摇床培养0 h、24 h、48 h、72 h、96 h、120 h[11]。取不同培养时间的菌液分别进行后处理及TLC分析。实验在无菌条件下进行。

2 结果与讨论

2.1 DMSO对10#毛霉生长代谢的影响

实验发现,DMSO对16种自有毛霉中编号为10#的毛霉的生长代谢具有明显影响:未加入DMSO的培养液为绿色,加入DMSO的培养液为黄色,同时TLC结果显示两者的代谢产物明显不同。

加入DMSO 120 h后菌液在不同Rf处有新增加的代谢产物点,其中最明显的Rf约为0.5处(二氯甲烷∶甲醇=30∶1)的一个254 nm下的紫色暗斑点。

2.2 培养时间对10#毛霉代谢产物的影响(图1)

图1 不同培养时间的10#毛霉代谢产物Fig.1 Metabolites of mucor 10#at different culture times

由图1可知,加入DMSO后,10#毛霉菌株所新产生的主要代谢产物,包括最主要的254 nm紫色暗斑点,是逐渐生成并累积的,在刚加入DMSO的48 h内,新生成的代谢产物并不明显。后续研究将对新产生的主要代谢物进行提纯和结构鉴定。

3 结论

采用薄层色谱法考察了DMSO对16种自有毛霉生长代谢的影响。结果发现,加入DMSO后,其中的10#菌株可产生多种新的代谢产物,且这些代谢产物是逐渐产生并累积的。DMSO对10#毛霉的生长代谢具有明显影响,从而可能使菌株的其它性能如生物催化性、遗传稳定性等发生改变。表明,在微生物转化及细胞生物学等领域,DMSO的使用尚需深入研究。

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A Preliminary Study on the Effect of DMSO on A Mucor′s Growth and Metabolism

LIU Ya,YU Peng,ZHAO Dong-fang,DING Fang,LIU Wen-jing,LIN Xin-lei,GUO Na
(Key Laboratory of Industrial Fermentation Microbiology,Ministry of Education,College of Biotechnology, Tianjin University of Science&Technology,Tianjin 300457,China)

As a solvent with good solubility,dimethyl sulfoxide(DMSO)is commonly used in the micro biotransformation,which has the desirable compatibility to most mircrobes.In this paper,the effects of DMSO on metabolism of sixteen kinds of self-owned mucor were explored and it was found that DMSO had a great effect on the secondary metabolites of mucor 10#.The results of thin-layer chromatography showed that with DMSO adding,mucor 10#metabolized several products which did not exist in the control group without DMSO,and these metabolites generated gradually and accumulated.The research indicated that DMSO could affect growth and metabolism of mucor 10#,and may thereby change its other characteristics such as biocatalytic property, hereditary stability,etc.

DMSO;mucor;metabolites;micro biotransformation

Q 939

A

1672-5425(2013)05-0049-02

10.3969/j.issn.1672-5425.2013.05.013

天津科技大学实验室开放基金资助项目(1104A209),天津科技大学科学研究基金资助项目(20120116)

2013-03-12

刘雅(1988-),女,天津人,硕士研究生,研究方向:微生物转化;通讯作者:郭娜,助理研究员,E-mail:guona@tust.edu. cn。