盧文珺　盧文瓊

【摘 要】紅樹林是分布于熱帶、亞熱帶海岸的潮間帶的木本植物群落，紅樹林土壤中含有異常豐富的細(xì)菌、真菌、放線菌等微生物類群，紅樹林土壤處于咸淡水交界的灘涂區(qū)，且交替性的受到海水浸泡，微生物在適應(yīng)獨(dú)特的生境時(shí)能產(chǎn)生特殊的代謝產(chǎn)物。紅樹林來源微生物的生物堿等次級代謝產(chǎn)物在抗菌、抗腫瘤、抗氧化和細(xì)胞毒性等方面有可能發(fā)揮更大作用。

【關(guān)鍵詞】紅樹林；生物堿；微生物；開發(fā)利用

1 紅樹林生態(tài)系統(tǒng)

1.1 紅樹林概況

紅樹林是生長在熱帶、亞熱帶近海海岸潮間帶，受周期性潮水浸淹，以紅樹植物為主體的潮灘濕地生物群落。紅樹林生態(tài)系統(tǒng)是指以紅樹植物為主的常綠灌木、喬木、藤本及草本植物以及原生動物、無脊椎動物、爬行動物、鳥類、哺乳動物和微生物所形成的生態(tài)系統(tǒng)。紅樹林生態(tài)環(huán)境具有較高的生產(chǎn)力，同時(shí)也具有較高的分解能力，我國紅樹林主要分布于海南、廣東、廣西、福建、浙江沿海、香港、澳門及臺灣等地。紅樹林是海洋和陸地的過渡帶，兼具二者特點(diǎn)的同時(shí)也有自身特性，紅樹林土壤截留了大量的陸源有機(jī)物顆粒，含有紅樹落葉及其它懸浮物，營養(yǎng)豐富，同時(shí)具有鹽度和氧氣梯度。

1.2 紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中的微生物類群

紅樹林土壤中含有豐富的細(xì)菌、真菌、放線菌等微生物類群，包括有降解污染物能力和海洋修復(fù)的類群，有溶磷固氮能力的類群及能產(chǎn)生各種生理活性物質(zhì)的類群。紅樹林區(qū)的微生物豐度、分離率及物種多樣性遠(yuǎn)高于其他非紅樹林環(huán)境。對廣東湛江地區(qū)的紅樹林土壤微生物進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)紅樹林土壤中的微生物數(shù)量明顯多于非紅樹環(huán)境土壤。紅樹林細(xì)菌對于碳氮等營養(yǎng)元素的循環(huán)具有重要的作用，Gina等研究了參與紅樹林系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的微生物，發(fā)現(xiàn)固氮菌、溶磷菌、光合細(xì)菌、硫酸鹽還原菌及產(chǎn)甲烷菌較活躍。Routray等人對印度紅樹林的研究發(fā)現(xiàn)，紅樹林地區(qū)的氨氧化細(xì)菌、硝化細(xì)菌及反硝化細(xì)菌的數(shù)量遠(yuǎn)高于非紅樹林地區(qū)，表明紅樹林地區(qū)的物質(zhì)循環(huán)更迅速。

2 生物堿

2.1 生物堿定義

生物堿廣泛存在于植物、動物、微生物中的一類除蛋白質(zhì)、肽類、氨基酸及維生素B以外的含氮有機(jī)化合物，大部分生物堿含有較復(fù)雜的氮雜環(huán)結(jié)構(gòu)，并有各種生理活性。自古以來，人們就懂得用各種動植物作為中草藥治療各種疾病，其中大部分中草藥的有效成分為生物堿類化合物。直到19世紀(jì)才提出了生物堿的概念。目前，公認(rèn)生物堿應(yīng)該有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）含有氮原子，具有中性或堿性；（2）不包含大分子量多肽（不包含大于1.5千道爾頓）；（3）氮原子源于嘌呤母核或甾體與萜類的氨基化；（4）除上述標(biāo)準(zhǔn)外的其他化合物。

2.2 生物堿的分類

生物堿來源各異，結(jié)構(gòu)多樣，分類學(xué)上很難有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，目前的分類方法主要有按照來源分類，按照化學(xué)結(jié)構(gòu)分類。

2.2.1 按照來源分類

根據(jù)生物堿來源的不同，可分為罌粟科生物堿、木蘭科生物堿、茄科生物堿、石蒜科生物堿等多種。這種分類方法相對比較概括，并不能準(zhǔn)確反應(yīng)出化學(xué)結(jié)構(gòu)與用途的聯(lián)系。

2.2.2 按照化學(xué)結(jié)構(gòu)分類

這種分類方法是根據(jù)生物堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，如氮原子的位置及與環(huán)的結(jié)合方式，是目前應(yīng)用最多，也是相對比較合理的一種分類方法。根據(jù)化學(xué)機(jī)構(gòu)，可將生物堿分為以下幾類：（1）有機(jī)胺類生物堿，（2）吡咯類生物堿，（3）六元氮雜環(huán)生物堿，（4）其他結(jié)構(gòu)生物堿。

2.3 生物堿的生理活性

2.3.1 抗腫瘤活性

抗腫瘤一直是醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)。研究表明，長春花類生物堿、喜樹類生物堿及二萜類生物堿等具有良好的抗腫瘤活性。

2.3.2 對心血系統(tǒng)的作用

生物堿在這方面的活性包括抗心律失常、降壓、抗凝血和降血糖等。

2.3.3 對神經(jīng)系統(tǒng)作用

士的寧生物堿具有提高中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用，能提高大腦皮質(zhì)的感覺功能，且毒副作用較低。

2.3.4 抗菌作用

博洛回堿、學(xué)根堿具有廣譜抑菌作用，對大腸桿菌、枯草桿菌、銅綠假單胞菌、四連球菌、金黃色葡萄球菌、蠟樣芽孢桿菌等具有抑制作用。

2.3.5 其他活性

Ferreira等人從花椒中提取了生物堿，發(fā)現(xiàn)該生物堿可以有效殺滅小鼠克氏錐蟲。湯俊從蜆殼花椒中分離到的生物堿4-甲氧基-1-2-喹諾酮具有內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)，經(jīng)過活性測定，發(fā)現(xiàn)其可能具有抗老年癡呆癥活性。龐輝等人提取了兩面針中的總生物堿，經(jīng)動物實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)兩面針總生物堿對大鼠胃潰瘍具有防御和治療作用。龍德清等人對魔芋生物堿進(jìn)行了開發(fā)利用，發(fā)現(xiàn)魔芋生物堿有利于糖尿病的治療。

3 海洋環(huán)境中的生物堿

隨著研究的不斷深入，從陸生生物中發(fā)現(xiàn)新種類生物堿及藥理活性較好的生物堿類化合物的幾率越來越小，難度越來越大。于是，研究人員把目光轉(zhuǎn)向了海洋環(huán)境。

海洋蘊(yùn)藏有豐富的生物資源，且具有高鹽、低/低溫、高壓、低光照等極端條件，獨(dú)特的生存環(huán)境使海洋生物可能進(jìn)化出特殊的代謝途徑，產(chǎn)生獨(dú)特的代謝產(chǎn)物。目前，已從海洋中篩選到了相當(dāng)數(shù)量的活性物質(zhì)，特別是從海綿、海鞘及藻類中得到了一系列具有抗腫瘤、抗病毒活性的天然生物活性物質(zhì)。

從海鞘中分離到的新型海洋生物堿的具有良好的抗腫瘤活性的，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其對乳腺癌、肺癌結(jié)腸癌等有明顯抑制的作用。 四氫異哇啉生物堿Ecteinascidin 743分離自白海鞘Teinascidiaturbinata，能烷基化DNA小溝中的鳥嘌呤殘基，干擾核酸能與核酸蛋白相互作用，對L1210白血病細(xì)胞和小鼠P388細(xì)胞有較強(qiáng)抑制作用，臨床試驗(yàn)結(jié)果表明對軟組織瘤和乳腺癌有很好的療效。

海綿是海洋活性物質(zhì)的重要來源，從中分離到的生物堿多是結(jié)構(gòu)新穎，生理活性較好的化合物。Cytarabine是分離自海綿的生物堿，用于淋巴瘤和急性白血病的治療，已于1995年批準(zhǔn)上市。Makaluvamine 是吡咯吲哚苯醌類生物堿，具有細(xì)胞毒活性，通過抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶II活性，導(dǎo)致DNA雙鏈斷裂，從而抑制癌細(xì)胞的生長，達(dá)到治療結(jié)腸癌的效果。

從海洋微生物（真菌、放線菌、細(xì)菌）代謝物中分離的吲哚類生物堿，具有較好的抗腫瘤生物活性。

4 展望

紅樹林分布在熱帶和亞熱帶海岸，具有高分解率、高歸還率和高生產(chǎn)力等特點(diǎn)。紅樹林土壤處于咸淡水交界的灘涂區(qū)，且交替性的受到海水浸泡，微生物在適應(yīng)獨(dú)特的生境時(shí)有可能產(chǎn)生特殊的代謝產(chǎn)物。紅樹林微生物在適應(yīng)特殊環(huán)境的過程中，有可能獲得特殊的代謝途徑、產(chǎn)生特殊的代謝產(chǎn)物，紅樹林來源微生物的生物堿等次級代謝產(chǎn)物在抗菌、抗腫瘤、抗氧化和細(xì)胞毒性等方面也有可能發(fā)揮更大作用。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]