[发明专利]一株产喜树碱的喜树内生细菌-LY214及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一株喜树内生细菌的分离、培养及其用途，属于医药生物技术领域。

背景技术

喜树碱（CPT）是由色胺和裂环马钱子苷缩合形成的萜类吲哚生物碱，最早从我国特有植物喜树（Camptotheca acuminata）树皮中分离获得，后来陆续在多种植物中发现，如夹竹桃科的海木狗牙花(Ervatamia heyneana)、茶茱萸科的臭味假柴龙树(Nothapodytes foetida)以及茜草科的短小蛇根草(Ophiorrhiza pumila)等。喜树碱抗肿瘤机制独特，通过抑制拓扑异构酶I而发挥抗肿瘤活性。喜树碱系列衍生物对胰腺癌、前列腺癌、乳腺癌、肺癌、卵巢癌、肠癌、子宫颈癌、胃癌和血液肿瘤等均有效，是全球抗肿瘤药物市场上的主要品种。

喜树碱的来源主要有1）从植物中提取；2）化学合成；3）植物细胞培养。从植物中提取喜树碱是目前采用的主要方式。然而，喜树碱在植物中的含量较低（一般为0.1-0.2%左右，在新鲜树叶中含量稍高，达0.4-0.5%），其提取、分离、纯化、制备过程繁琐、较为困难；另外产喜树碱植物的生长周期均较长，并且喜树碱的积累进程缓慢。我国是喜树碱的主要生产国和出口国，单纯从植物中提取势必造成对植物资源和生态环境的巨大破坏。此外，提取过程中大量有机溶剂的使用导致环境污染大、步骤繁琐。喜树碱的化学全合成是通过不同的建环方法合成，例如拆分法、不对称氧化法等，多数方法存在路线过长，总产率过低等不足，较难实现工业化。利用植物细胞培养法生产高附加值的植物次生代谢产物（如喜树碱及其衍生物）一度被认为是一条很有希望的替代途径，但也因植物细胞生长缓慢、培养过程中异质化严重、产量不稳定、生产成本等因素致使实现工业化生产困难重重。总之，喜树碱的来源有限，根本不能满足市场需求（国际市场每年喜树碱需求量3000kg，但是全球喜树碱年产量仅600kg），需要发现和研发替代资源及技术。

植物内生菌是指那些在其生活史的一定阶段或全部阶段生活于健康植物各种组织和器官内部或细胞间隙的真菌或细菌。鉴于部分内生菌能够促使药用植物次生代谢产物的合成，产生与宿主相同或相似的药用活性成分，无论从生态还是经济的角度来看，利用植物内生菌作为资源，寻找与共生植株相同或相似的天然活性物质，尤其是抗肿瘤天然药物将是一项永不枯竭的资源。此外，微生物生长迅速，易于培养，成本相对低廉，同时，微生物易于通过基因工程等生物技术进行定向改造，具有良好的发展前景。

迄今已有关于从不同种属的植物如喜树、臭味假柴龙树和柴龙树（Apodytes dimidiata E.Mey.ex Arn）等植物中分离获得产喜树碱及其类似物的内生真菌的相关报道（见表1），这些研究表明利用微生物发酵生产喜树碱成为一种可能，并且采用植物内生菌发酵生产喜树碱无疑是解决喜树碱原料来源的绿色途径。

发明内容

本发明的目的是首次提供了一种从喜树中分离、培养获得的喜树内生细菌Paenibacillus polymyxa LY214，及其应用，即用于制备喜树碱。

为达到本发明的目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种喜树内生细菌，其命名为Paenibacillus polymyxa LY214。本发明所述的喜树内生细菌Paenibacillus polymyxa LY214是从珙桐科植物喜树树皮中分离得到的内生细菌。经过形态学和分子生物学鉴定，该菌属于多粘类芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）。该菌已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所），保藏日期2012年11月19日，保藏编号CGMCC 6841。

从喜树中分离得到的上述内生细菌Paenibacillus polymyxa LY214的16S rDNA碱基序列如SEQ ID NO.1所示为：