发明内容
本发明目的在于提供一种细脚拟青霉菌株,具有在食品、保健品、药品、化妆品领域应用价值。本发明的菌株具有易于培养、产量高、培养性状稳定的特点,其培养产物具有多重功效,因此具有广泛的应用价值。
本发明经大量试验研究比对,从采集的鳞翅目幼虫感病体中分离纯化得到一细脚拟青霉菌株Paecilomyces tenuipes(Peck)Samson。
该菌株已于2010年9月20日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏,保藏号为CGMCC No.4176。
经中国科学院微生物研究所形态特征鉴定,细脚拟青霉菌CGMCC No.4176的主要形态特征为:
在马铃薯蔗糖琼脂培养基上菌落白色,致密,初期背面浅黄色,后期菌落上形成大量孢梗束,背面呈浅黄褐色。菌丝无色,分枝,平滑,具隔膜,宽1.5-3.0μm。分生孢子梗从菌丝上伸出,无色,平滑,分枝,长达110.0μm,宽达4.0μm。孢梗束白色至奶油黄色,长10-30厘米,产孢细胞瓶状,无色,2-6个簇生在孢子梗上呈帚状,顶部变细窄,5.0-8.0×2.5-3.2μm。分生孢子大部分圆柱形,部分椭圆形,也有腊肠形弯曲,单孢,无色,平滑,链生,5.0-6.7×2.0-2.5(3.0)μm。
在查氏培养基上,灰白色,拱起,蓬松,绒毛状,孢梗束生长差或不长。在萨氏培养基上未见菌落生长。
对葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖、麦芽糖、山梨醇、鼠李糖、甘露糖、肌醇、甘油、山梨酸、木糖、可溶性淀粉等碳源的研究,利用最好的为蔗糖,其次为葡萄糖、麦芽糖、果糖和可溶性淀粉,不能利用木糖和山梨酸,鼠李糖,山梨醇生长势差。
对硝酸钾、氯化铵、硫酸铵、磷酸氢二铵、亚硝酸钠、柠檬酸氨、硫脲等氮源实验结果,除硫脲和亚硝酸钠上不生长外,以柠檬酸氨和磷酸氢二铵生长最佳,有利用氨基氮比硝基氮好的现象。
该菌生长最适温度为24-26℃,在pH 3-11之间均能够生长,但pH5.0-6.7之间生长最佳。在固体谷物培养基上发酵,菌苔灰白色,子实体(孢梗束)色泽鲜黄,生育甚佳,采收期30-40天。在含蔗糖、铵盐、磷酸氢二钾、硫酸镁的液体培养基进行培养,获得菌丝体,培养时间为10-14天。
此菌培养产物通过分析表明,化学组分均含天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等;微量元素含钾、钙、镁、铁、锌、铜、锰、镍、硒等;此外,多糖、腺苷、甘露醇、甾醇、有机酸和生物碱类与冬虫夏草活性成分上基本一致或超过冬虫夏草。
本发明的细脚拟青霉菌CGMCC No.4176的ITS序列含有如SEQ ID NO:1所示多核苷酸序列。
本发明的细脚拟青霉菌株Paecilomyces tenuipes CGMCC No.4176可广泛应用于食品、保健品、药物和化妆品的制备。
细脚拟青霉菌株Paecilomyces tenuipes CGMCC No.4176的发酵产物可作为主要药效成分或主要药效成分之一的原料用于食品、保健品、药物和化妆品的制备。食品、保健品、药物和化妆品制备时其他原料的添加及处理可参考常规。
本发明的细脚拟青霉菌CGMCC No.4176的发酵产物可用于制备免疫调节、改善营养、护肝、抗衰老、抗肿瘤、抗病毒、提高耐缺氧能力、镇静或镇痛功能的药物。其人体使用方法及剂量可参照冬虫夏草,当然,具体剂量还应考虑给药途径、病人健康状况等因素,这些都是熟练医师技能范围之内的。
用细脚拟青霉菌CGMCC No.4176子实体给大鼠灌胃,可显著提高大鼠腹腔巨噬细胞内乳酸脱氢酶、酸性磷酸酶和精氨酸酶的活性,并增强巨嗜细胞对中性红的摄取能力,对大鼠血液中血红蛋白水平也有显著提高。用细脚拟青霉菌CGMCC No.4176子实体给大鼠灌胃,能显著减轻四氯化碳诱导的肝损伤并且正常大鼠血清、脑、肝.脾、肾组织中脂质过氧化物水平下降,还原型谷胱甘肽水平升高。用细脚拟青霉菌CGMCC No.4176子实体水提物体外抑制肿瘤试验,能抑制肝癌细胞的增殖和抑制乙型肝炎病毒DNA的合成与分泌。通过腹腔注射细脚拟青霉子实体水煎剂,明显提高小鼠耐缺氧能力、并具有镇静、镇痛等效果。
细脚拟青霉菌CGMCC No.4176的发酵产物具有易于培养、产量高、培养性状稳定等特点,培养产物具有免疫调节、改善营养、护肝、抗衰老、抗肿瘤、抗病毒、提高耐缺氧能力、具有镇静、镇痛等功能。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步描述本发明的技术方案。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1、细脚拟青霉菌株[Paecilomyces tenuipes(Peck)Samson]的平板培养:
将细脚拟青霉菌CGMCC No.4176接于马铃薯蔗糖琼脂培养基上,25℃培养14天,菌落直径30-60mm。菌丝体绒毛状,絮状,灰白色,蓬松。背面浅黄色,培养后期形成大量蛋黄色孢梗束。产孢细胞(瓶梗)组成的轮生体簇生于分生孢子梗的短枝上。瓶梗基部球形膨大,向上变细窄,5-7.8(3)×2.3-3.5μm。分生孢子多数圆柱形,也有腊肠样弯曲,单孢,壁光滑,链生,5.0-6.7×2.0-2.5(3)μm。在PDA培养基上,菌丝体绒毛状,致密,浅黄色,孢梗束密集,发达。在查氏培养基上,菌落灰白色,拱起,蓬松,绒毛状,孢梗束生长差或不长。在萨氏培养基上未见菌落生长。
实施例2、细脚拟青霉菌株对碳、氮源的利用:
将细脚拟青霉菌株CGMCC No.4176接种到葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖、麦芽糖、山梨醇、鼠李糖、甘露糖、肌醇、甘油、山梨酸、木糖、可溶性淀粉等碳源培养基上,利用最好的为蔗糖,其次为葡萄糖、麦芽糖、果糖和可溶性淀粉,不能利用木糖和山梨酸,鼠李糖,山梨醇生长势差。对硝酸钾、氯化铵、硫酸铵、磷酸氢二铵、亚硝酸钠、柠檬酸氨、硫脲等氮源实验结果,除硫脲和亚硝酸钠上不生长外,以柠檬酸氨和磷酸氢二铵生长最佳,有利用氨基氮比硝基氮好的现象。
实施例3、细脚拟青霉菌株[Paecilomyces tenuipes(Peck)Samson]发酵产物的培养:
将细脚拟青霉菌CGMCC No.4176接于谷物培养基(小麦培养基)中23~26℃培养,菌苔繁茂。开始出现灰白色茸毛状菌丝体,裹覆着培养基质。以后菌苔逐渐加厚,形成菌被,并见许多针尖样大小突起物,之后长出金黄或蛋黄色子实体。孢梗束外形变化较大,有成圆柱状,顶尖不分枝;也有树枝状,鹿角状,珊瑚状分枝,29-54×0.5-1.8μm。培养25~30天收集子实体,烘干后粉碎获得子实体粉末。
将细脚拟青霉CGMCC No.4176接种在含蔗糖、蛋白胨、磷酸氢二钾、硫酸镁的液体培养基(1000ml液体培养基中,蔗糖10g,蛋白胨5g,磷酸氢二钾1g、硫酸镁0.5g)中24~26℃下进行140~160rpm震荡培养,通过离心、烘干,获得菌丝体。获得菌丝体时间为5~10天。
实施例4、化学组分分析
将细脚拟青霉菌CGMCC No.4176接于小麦培养基上培养,获得子实体。氨基酸含量分析采用氨基酸含量自动分析仪、微量元素分析采用火焰发和石墨炉法,通过甾醇薄层层析、糖醇类纸层层析、有机酸类纸层析、生物碱类薄层层析。
分析表明细样本含天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等;微量元素含钾、钙、镁、铁、锌、铜、锰、镍、硒;此外,多糖、腺苷、甘露醇、甾醇、有机酸和生物碱类与冬虫夏草活性成分上基本一致。
1、腺苷含量测定
1.1仪器与试药
Waters高效液相色谱仪(1525BINARY HPLC PUMP,2998Photodiode ArrayDetector,美国Waters公司);SB25-12DT超声波清洗仪(宁波新芝生物科技股份有限公司);AL104型电子天平(梅特勒-托利多仪器上海有限公司);Millipore Simplicity超纯水仪(美国Millipore公司);乙腈(HPLC级,Fisher);磷酸二氢钾(AR级,国药集团化学试剂有限公司);石油醚(AR级,60-90℃,国药集团化学试剂有限公司);腺苷(A9251-1G,Sigma公司)。
1.2方法
1.2.1色谱条件
色谱柱:XBridge C18色谱柱(Waters,4.6mm×250mm,5μm);流动相:乙腈-0.04mol/L磷酸二氢钾(5∶95);流速:1.0mL/min;检测波长:260nm;柱温:35℃;进样量:20μL。
1.2.2对照品溶液的制备
精密称取50mg腺苷对照品,置50mL容量瓶中,加超纯水溶解并稀释至刻度制成1mg/mL溶液。精密移取适量1mg/mL腺苷对照品溶液,分别配制成100μg/mL、50μg/mL、30μg/mL、10μg/mL、5μg/mL和1μg/mL腺苷对照品溶液,备用。
1.2.3供试品溶液的制备
精密称取1.0118g来自实施例3获得的细脚拟青霉子实体粉末,于100mL具塞锥形瓶中,加10mL石油醚(60-90℃),超声30min。过滤,挥干石油醚,连同滤纸一并放入瓶中。在瓶中加入20mL超纯水,称总重(包括锥形瓶重量),超声30min。快速冷却后称重,以超纯水补至总重,混匀后离心,取上清液,过针筒式滤器得样品提取液。
1.2.4标准曲线绘制
将对照品1μg/mL、5μg/mL、10μg/mL、30μg/mL、50μg/mL、100μg/mL溶液进样,按1.2.1项下色谱条件测定,以样品浓度(μg/mL)为横坐标,峰面积(微伏·秒)为纵坐标,绘制标准曲线,得回归方程。
1.2.5供试样品腺苷含量测定
取1.2.3项下制备的供试样品溶液与超纯水以1∶1的比例混匀,制成待测液。取待测液按1.2.1项下色谱条件进样,由回归方程得待测液腺苷浓度X,根据下列公式得到供试品腺苷含量(mg/g)。计算公式:
1.3结果
1.3.1腺苷标准曲线
腺苷标准曲线y=7.08e+004x-1.05e+004,R2=0.999978,在1~100μg/mL与峰面积线性关系良好
1.3.2细脚拟青霉样品腺苷含量测定结果
表1
2、虫草酸含量测定
2.1仪器与试药
紫外可见分光光度计;电子天平;离心机H-1650;电热恒温水箱CU600型;可调式封闭电炉。甘露醇标准品、醋酸铵、乙酰丙酮、冰醋酸、高碘酸钾、L-鼠李糖,均为AR级、国药集团化学试剂有限公司生产。
2.2试剂配制
高碘酸钾溶液:15mmol(即3.45g)高碘酸钾溶于1L 0.12mol/L盐酸溶液中。
Nash试剂:150g醋酸铵+2mL冰醋酸+2mL乙酰丙酮,用蒸馏水稀释至1L(现用现配)。
L-鼠李糖溶液:L-鼠李糖100mg,用蒸馏水定容至100mL。
2.3实验方法
2.3.1供试品溶液的制备
精确称取1.0034g来自实施例3获得的干燥子实体置于干燥的500mL锥形瓶内,记录锥形瓶与样品的总质量ml,向锥形瓶中加入沸腾蒸馏水100mL,放置于电炉之上使其持续沸腾15min后,迅速放于冷水中冷却至室温,取出,擦干瓶外壁的水珠,加入蒸馏水至最终质量为ml+100g,摇匀,过滤,取滤液,即为待测样品,-20℃保存。
2.3.2标准曲线绘制
精密称取D-甘露醇标准品0.1g于烧杯中,加少量蒸馏水溶解完全,转移至100mL容量瓶中定容,配制成1mg/mL的甘露醇溶液,进行稀释后,得到质量浓度分别为10、50、90、130、170mg/L的甘露醇标准溶液。取上述浓度标准品甘露醇溶液各1mL,分置不同试管中,然后分别加1mL高碘酸钠溶液,混匀,室温放置10min,加2mL0.1%L-鼠李糖溶液以除去过多的高碘酸盐,振荡混匀,加4mL新鲜配制的Nash试剂,53℃水浴加热15min使其显色,快速冷却至室温,在412nm波长处测定其吸光度。以蒸馏水代替甘露醇标准溶液,用同样的方法操作作为对照,测定其吸光度。以标准液浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线,得回归方程。
2.3.3供试样品虫草酸含量测定
将供试样品提取液加蒸馏水8倍稀释,取1ml稀释后的样品置于具塞试管中,按2.3.2项下测定吸光值,每管样品测3次Abs,求出平均值,由回归方程得待测液虫草酸浓度x,根据下列公式得到供试品虫草酸含量(mg/g)。计算公式:
2.4结果
2.4.1虫草酸标准曲线
以标准品甘露醇浓度(mg/mL)为横坐标,Abs为纵坐标,得回归方程:
y=0.0826x+0.0019,R2=-0.9998,说明标准品甘露醇量在0~21.25mg/L范围内,与Abs呈良好的线性关系。
2.4.2细脚拟青霉样品虫草酸含量测定结果
表2
3、总糖含量测定
3.1仪器与试药
紫外可见分光光度计;电子天平;可调式封闭电炉;离心机H-1650。
无水葡萄糖(AR);苯酚(AR);浓硫酸(AR),均为国药集团化学试剂有限公司生产。
3.2试剂配制
5%苯酚溶液:精确称取5g苯酚,用水定容至100ml。
葡萄糖标准液配制:配制浓度为0.25mg/mL的葡萄糖标准液,精确称取0.2500g烘干后的葡萄糖,加水定容至1000mL。
3.3实验方法
3.3.1供试品溶液的制备
精确称取1.0034g来自实施例3获得的子实体粉末置于干燥的500mL锥形瓶内,记录锥形瓶与样品的总质量ml,向锥形瓶中加入沸腾蒸馏水100mL,放置于电炉之上使其持续沸腾15min后,迅速放于冷水中冷却至室温,取出,擦干瓶外壁的水珠,加入蒸馏水至最终质量为ml+100g,摇匀,过滤,取滤液,即为待测样品,-20℃保存。
3.3.2标准曲线绘制
精密称取无水葡糖0.2500g,用蒸馏水配制成0.25mg/mL的葡萄糖标准品溶液,吸取葡萄糖标准液0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1mL,分别置于具塞试管中,各加蒸馏水,使体积为2.0mL,再加5%苯酚溶液1mL,摇匀,迅速滴加98%硫酸5mL,摇匀后放置5分钟,置沸水浴中加热15分钟,取出冷水冷却至室温;另加蒸馏水2mL,同上操作做空白对照,于490nm处测定吸光值(Abs)。以标准液浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线,得回归方程。
3.3.3供试样品总糖含量测定
精确移取样品提取液0.1mL加至具塞试管中,加蒸馏水补至2mL,按3.3.2项下测定吸光值,每管样品测3次Abs,求出平均值,由回归方程得待测液总糖浓度x,根据下列公式得到供试品总糖含量(mg/g)。计算公式:
3.4结果
3.4.1葡萄糖标准曲线
以标准品葡萄糖浓度(mg/mL)为横坐标,Abs为纵坐标,得回归方程:
y=0.6622x+0.0088,R2=0.9997,说明标准品葡萄糖量在0~2.75mg/mL范围内,与Abs呈良好的线性关系。
3.4.2细脚拟青霉样品总糖含量测定结果
表3
表4
实验结果说明,本发明的细脚拟青霉菌株发酵产物有效成分含量高,尤其是多糖及腺苷的含量较高。
实施例5、细脚拟青霉人工培养物对抗四氯化碳诱导的急性肝损伤试验
称取细脚拟青霉人工培养物样品10g(实施例3获得的子实体粉末),加蒸馏水至40mL,充分混匀后作为受试样品。
实验动物:成年大鼠,单一性别,每组10只,共3组。一个剂量组100mg/kg体重和一个空白对照组和一个模型对照组。用四氯化碳(分析纯)造成肝损伤模型,造模方式可以灌胃或腹腔注射。大鼠四氯化碳灌胃浓度为2%,灌胃量5mL/kg。细脚拟青霉样品给予时间30天。
取大鼠肝脏左叶用10%福尔马林固定,从肝左叶中部做横切面取材,常规病理制片(石蜡包埋,H.E.染色)。从肝脏的一端视野开始记录细胞的病理变化,用40倍物镜连续观察整个组织切片。分别记录每个视野中的各种病变所占视野的面积,并累计所观察视野的病变总分。数据处理:采用方差分析。受试样品任何一个剂量组与模型对照组之间,气球样变、脂肪变性、胞浆凝聚、水样变性或肝细胞坏死等肝细胞病变中,肝细胞坏死程度减轻,差异有显著性,而其它病变类型与模型对照组比较明显减轻或无明显差异,可判断动物实验病理结果阳性。
结果显示:四氯化碳引起肝细胞气球样变性,液化性坏死;细脚拟青霉加四氯化碳变性仅伤及肝小叶的III区且坏死轻微。表明细脚拟青霉能显著减轻四氯化碳诱导的肝损伤。
实施例6、细脚拟青霉人工培养物对小鼠常压耐缺氧能力、镇静、镇痛试验
取实施例3获得的子实体50g,加热水6倍和4倍量,分2次煎煮。每次先浸10分钟后煮沸30分过滤。然后合并滤液,浓缩得150ml,作为受试样品冷藏备用。
实验动物:小鼠,雌雄各半,每组10只,共11组。
对小鼠常压耐缺氧能力、镇静、镇痛处理组分2.5g/kg体重、5g/kg体重两种剂量,腹腔注射,并以生理盐水作对照。
常压耐缺氧能力试验:给药后30分,将小鼠置250ml带盖广口瓶内,每瓶1鼠,记录各组小鼠存活时间。
镇静试验:先腹腔注射水煎液30分后再注射戊巴比妥钠30rag/kg,观察15分钟内各组动物睡眠头数。
镇痛作用试验:给药后30分钟,各鼠腹部注0.7%醋酸0.1ml/10g,记录给醋酸5分钟内小鼠扭体数,并以10mg/kg剂量吗啡和生理盐水作对照。
试验结果:
表5细脚拟青霉对小鼠耐缺氧的影响结果
表6细脚拟青霉对小鼠戊巴比妥钠阈下催眠剂量影响
表7细脚拟青霉对小鼠镇痛作用
结果显示腹部注射5、2.5g/kg剂量水煎液,相比对照均能延长常压耐缺氧小鼠的存活时间。对小鼠戊巴比妥钠阈下催眠受剂量影响,表明有镇静作用。对小鼠醋酸所致的疼痛反应有非常明显的抑制作用。且效果均优于文献报道其他现有细脚拟青霉。
实施例7、本发明细脚拟青霉菌种的ITS序列(居间非转录序列)
将实施例3获得的细脚拟青霉菌CGMCC No.4176菌丝体,加石英砂研磨,以异硫氰酸胍法提取菌种的总DNA。
以总DNA为模板扩增蝉拟青霉ITS区域。
所用引物为Foreword primer:GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG(SEQ ID NO:2)和Reverseprimer:TCCTCCGCTTATTGATATGC(SEQ ID NO:3)。PCR反应体系(25μL)为:2.5μL10×Taq酶缓冲液(TAKARA Ex Taq Buffer),dNTP各200μmol/L,MgCl21.5mmol/L,引物0.2ng,Taq酶(TAKARA Ex Taq)1.5U,模板DNA20ng~1μg。
扩增反应在PCR仪上的反应程序:先94℃3分钟;而后依次94℃30秒,54℃30秒,72℃40秒,共循环36次;然后72℃延伸5分钟,最后降温至4℃。
PCR反应完毕后,通过琼脂糖凝胶电泳,将凝胶电泳产物用DNA凝胶回收试剂盒(AxyPrepTM,Axygen Scientific,Inc.USA)回收纯化,然后对所得序列的测序结果如下:
SEQ ID NO:1:
GAAGTAAAAAGTCGTAACAAGGTCTCCGTTGGTGAACCAGCGGAGGGATCATTACCAGAGTTTTACAACTCCCAACCCTTCTGTGAACCTACCCATCGTTGCTTCGGCGGACTCGCCCCAGCGTCCGGACGGCCCTGCGCCGGCCCGCGACCTGGACCCAGGCGGCCGCCGGAGACCACGCAACCCTGTATCCATCATGCTCTCTGAATCCGCCGCAAGGCAACACAAATGAATCAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGTTCTGGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATACGTAATGTGAATTGCAGAATTCCGTGAATCATCGAATCTTTGAACGCACATTGCGCCCGCCAGCATTCTGGCGGGCATGCCTGTTCGAGCGTCATTTCAACCCTCGACGTCCCCCGGGACGTCGGCCTTGGGGACCGGCAGCACCCCGCCGGCCCTGAAATGGAGTGGCGGCCCGTCCGCGGCGACCTCTGCGCAGTACAAGCACTCGCACCGGGAACCCGACGCGGCCCGCCGTGAAACCCCCAAATCTGGAACGCAACGACCGAGTCGAAGGCATGGACACC