(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu xạ khuẩn sinh chất kháng sinh phân lập ở hà nội và vùng phụ cận luận án PTS sinh học01 05 12

.^^^'^t ^ • : ^ ^ ^ ^ : ^^ ->iÈ*"*v •^^^^^' ^ " ^ ' '^à* i^^-'.^-; •j:-:::^ ^-4^ ^^w- v-:"!.- ^ I 1^ X ' 11 il N BO CIAO DUC VA DAO TAO T r u ò n g Dai h o c T o n g h o p H a n o i Le Mai Iliixmg NGHIÈN CiTu XA KHUAN SINH CHAT KHÀNG SINH PHÀN LAP CJL H À - ^ p I -VA VÙNG P H Ù C A N THÙÌ;.:!^'-^ L '^"^-^l^ C h u y è n n g n h : VI SINII VAT HOC Ma so : 05 12 LUÀN A'T PUÒ TlfiN Si KIIOA HOC SINII HOC Ngiiịi hiió'ng d a n : P C S , P T S PIIAM VÀN TY P O S , P T S NGUYEN D Ì N H QUYEN "*UOi*ù> ITA NOI, 1993 Nhilng chil vièt tàt dùng luàn àn CKS - chà't khàng sinh VSV - vi sinh vat KTKS - khuén ti sinh KTCC - khuàn ti ed chat RF - cuong thàng hay ludn song (Rectus- Flexibilis) RA - cuong xo^n giàm don hình móc càu (Retinaculum apertum) S - xoà'n that (spirai) Sm - Bè mat bào tu nhàn (Smooth) H - Bè mat bào tu dang toc (Hairy) Sp - Bè mat bào tu dang gai (Spiny) W - Bè mat bào tu dang mun cóc (warty) DAP - axit diaminopimelic PG - Peptidoglycan # MUC LUC 'ti Trang MOT dftu T n g q i m n 2.1 Sa lugc lich sii nghlén 2.2 Sì/ hình Ihành ahi CKS * CKS hi xa khudn ' ' 2.2.1 Si/ phfln ho rtìn xa khiiAu tu n h i é l i 2.2.2 CcJ che' h ì n h t h n h CKS tiìf xa khua"n 2.3 Cdr yen fo dnh htcàng den sinh ella xq, long h(^p CKS 15 khìtdn '2.3.1 Cric yé'u l6 v^l \y 15 '2.3.2 Cac yé'u to' hóa ly " H ì n h thi!c men 14 2.3.4 Cac yé'u to' hón h^c 2.4 Cdc nhóni CKS chfnh 2.5 Co che f.dc dang cda -^5 co ngitòn gdc xa khudn ^Q CKS 2.5.1 U'c cliG tóng hrfp t h n h te bào 18 2.5.2 Uc elle' t n g hfjjì protein 19 2.5.3 Cac c h a t ite che' tong hf^p axit nucleic 21 2.5.4.'Oc c h c ' c a n h traiih 2.6 Tinh khdng f.hnoc 21 ' gp 2.6.1 Càc Ioni d'é klinng p^ 2.6.2 NhAn to' klinng tluioc P^ Transposon fTii) 2.6.4 Ngu'ón gò'c n h n to' k h n g th'c 2.6.5 Cd che' Inn trn^n plnsmit ^^ - 2.6.6 Cd che' lan truy'én gen k h n g thué^c / ' 2.6.7 Cd che' k h n g thuó'c 2.7 Mot so phuang phàp - ca bàn phàn ' 25 ' ' loai xq khudn Càc dà'u hiéu h ì n h t h i - nuói cà'y -, hi^n dqi 26 " 26 2.7.2 Dàc diém hóa p h n loai 28 Typ t h n h té' bào 28 2.7.2.2 Typ peptidoglycan (PG) * / 30 2.7.2.3 Axit mycolìc ,52 2.7.2.4 A xit beo 32 •2.6.2.5 Menaquinon 52 2.7.2.6 P h o t p h o l i p i t , 55 2.7.3 Dàc diém sinh ly - sinh hóa 55 2.7.4 P h n loai so ^4 2.7.5 Ngiiién cuu ve p h t sinh c h ù n g loai : 35 2.7.6 He Lhò'ng p h n loai cua hai chi xa k h u h d ù n g t r o n g luàn vàn 56 2.7.6.1 Dàc diém chi Sbreptoniyces • 2.7.6.2 Dàc diém chi Micrornonospora 2.8 Sii dung CKS linh vice bào ve thuc vqt 3.1 Hóa chat - Dang 3.2 Phàn cu 59 42 Iqp 58 - N g u y é n H e u va p h u o n g p h p 56 - 42 42 Là'y màu 42 3.2.2 P h n lap 45 3.2.3 Bào q u a n c h ù n g gió'ng 44 3.3 Nghien cu'.u cdc dàc diém Càc dàc diém nuói cà'y phàn loai 44 44 3.3.1.1 MOl t n r d n g • [ 44 3.3.1.2 MAu sSc KTKS, KTCC, s.1c IO' hòà lati • '' ' ' ^5 3.3.2 Càc dìjc diém h ì n h tlinl 3.3.2.1 Qunn snt hìnli thril cluifil bào til III? 45 3.3.2.2: Qunn snt hìi mì5l bào li\ 45 3:3.3 Càc dJJc diém sinh ly - rilnh hóa 46 3.3.3.1 Su h ì n h t h n h sj(c Itì mnlnnln 46 3.3.3.2 Kbà n.'ing sTr d u n g cnc ng^h cncboh • 46 , ; 3.3.3.3 Klià nfìng dt'^ng hón e s c u l i n , liypoxnntlltytyfozlii ;,^47 ••// 3.3.3.4 Khà nittig sinh cnc e n z ì n i n g o a l bào , Khà n n g khTr n i t r n t ' } ' 48 ' 3.3.3.6 Khà nìlng chiù niuA'l (% NnCl) 48 48 3.3.3.7 Xàc dlhii nhiijt dO, pH tó'l uu 3.3.4 Xàc d | n h nxit aniìn drlc t r u n g d i o t h n h té' bào 48 i- 3.3.5 Xàc dinh t h n h ph^ni dng ciìa tồn bO té' bào 49 3.3.6 Xàc d i n h t h n h ph'àn mennquìtion 49 3.4 Cdc phtrang phdp xdc dinh hoq.t tihh khàng sinh 3.4.1 P h u d n g p h p tiiòi tliacli ' riufdng phàii due lA 3.5 Lén men 3.5.1 Lun clion m'ii i i u d n g Ui(r.l) lidp 50 • 50 51 " 51 52 3.5.2 Xac d i n h cnc dilTMi ki^n nnh hurliig dé'n q\if< tilllli le il iiipn 3.5.2.1 A n h lufrìng rùn nlilijl dO 52 3.5.2.2 Anh hifdng cùn pH l)nn dììu •' 53 3.5.2.3 A n h hudtig cùn n'Gng dO oxy tiòa t;an 53 3.5.2.4 Xac d i n h '^inh klifi'i 53 3.5.2.5 Xac dinli n\i hifi'n dOng pll quti l l - l l i h l n iTien 53 52 3.6 Chiet nlt CKS 3.7 Xdc dinh 55 ni^i s6' tinh ^chdi hóa ly cda CKS thó ^^ ,3.7.1 Xàc d i n h ben nhì(Jt cua CKS thó 54 3.7.2 Xàc d | n h ben pll cua djch KS thó 54 3.7.3 S^c ky già'y dich KS thó 55 3.7.4 Xàc d|nli phó" tTf ngóai va h'óng ngoal CKS 56 3.8 Xdc djnh nnh hiràng dia dich KS thó din khà nàng ndy nidnt i dia hai 55 3.9 Xdc dinh ili xq khudn if:c che nd'ni gay bénh ihdi co ré cua bào invivo Ké't q u a 4.1 Phàn kha ndng 56 vA t h a o l u a n 58 top va luyén chon 59 4.1.1 Su p h n bó' ciia xa k h u n dà't ' f 58 4.1.2 P h n eh in xa k h u n tlieo n h ó m màu sac K T K S 58 4.1.3 Tuyén chon càc c h n n g co lioat t h i h k h n g s i n h 59 4.2 Iloqt tinh kìuìng sinh cua 30 chùng , Ufo, chgn theo nhóm KTKS ; 4.9 Phdn lóqi 30 chung 4.4 diém Dqc Streptomyces phàn parvullus xg khudn logi 61 da It/a chpn va khà ndng hình 6à thành CKS Tff4L14PÌI 65 Càc da e diém jiliàn loai 65 Dàc diém nuói cà'y cda - 4.4.1.2 Dàc diém sinh ly, sinh hóa 66 4.4.1.3 Typ t h n h te bào 64 4.4.2 Iloat tinh k h n g sinh ciìa TI14134PII 69 4.4.3 Lun chon niói t r u ị n g men màu , 4.4.4 Mot so' yé'u to' n h h u ó n g dé'n khà n n g h ì n h t h n h 71 ' CKS cua T H 4 P H 72 4.4.4.1 À n h h u d n g cua n b n g dO oxy hòa tan 72 4.4.4.2 À n h h u d n g cùa pH va n h i é t dị ' 73- 4.4.5 Lén men theo me • ! 75 4.4.6 N g h i e n cUu mot so' tfnh chà't cda CKS TH4 134 P H s i n h ^ 4.4.6.1 T c h chié't CKS 76 4.4.6.2 SMc ky già'y 4.4.6.3 Dò ben n h i é t va ben pH cùa CKS thó 77 4.4.6.4 Xàc d i n h phó" tir ngoai - 4.4.7 Bude dàu n g h i e n cUu lìng d u n g CKS va bào tif Tli4 134 PH chó'ng nani gay b é n h t h u c v a t 79 4.4.7.1 Tàc d u n g cùa dich nuói TH4134 P H khà n n g màm ciia mot so' cày trÒng 79 4.4.7.2 Khà n n g lic che' Fusarium gay b é n h thó'i co ré ciìa bao tu xa k h u n TH4134 P H 4.5, Tini hiéu dqc diém phàn CKS cua mot so chùng 80 loai va khà ndng sinh * 81 Micrornonospora 81 4.5.1 Càc dac diém p h n loai 4.5.1.1 Dac diém p h n loai ciìa càc c h ù n g T H 4 M H va T H I O M H 82 4.5.1.2 Dac diém p h n loai cùa càc c h ù n g T H M H , T H M H , T H I M H va T H I M H 83 4.5.2 Khà n n g h ì n h t h n h CKS cùa c h ù n g Micrornonospora 4.6 Khà nàng hình Micromonospora '• thành CKS halophytica 84 cùa sub sp nigra TH45MH 85 4.6.1 Lén mén ' 4.6.1.1 Lua chpn mói t r u ị n g " - ' 86 4.6.1.2 Lén men c h ù n g T H 5MH 4.6.1.3 Hoat tfnh k h n g s i n h 87 ' 87 4.6.1.4 A n h h u d n g cùa pH va n h i é t dò tdi khà n n g h ì n h t h n h CKS 88 4.6.2 Sd bò tàch chié't CKS tu dich nuói K e t l u a n , Tài l i f u tham khao 91 ' 95 L Ò I N O I D A U Vào n h i l n g t h a p n i é n mdi p h t h i é n , nguòi ta gol chà't khàng s i n h (CKS) loai "thuò'c t h n ky" vi c h ù n g làm g i m d a n g ké nói k h ù n g khié'p b é n h t t mang lai Tuy n h i é n , viec su d u n g chua hdp ly hay nói d ù n g hdn viec su d u n g k h ó n g d ù n g CKS t r o n g dieu tri n h u viec su d u n g thié'u càn n h c CKS t r o n g c h n nuói, t r b n g t r o t va còng n g h i e p t h u c phàm dà làm xuà't h i é n ngày nhièu càc vi k h u n k h n g thuó'c,'làm cho CKS k h ó n g "cày gay t h n " niTa De dó'i phó vói sue ép ngày t n g cùa càc vi k h u n khàng tlì'c, ngi ta phài tìm càc c h a t mdi Ngày nay, còng n g h i e p s a n xuà't CKS mot t r o n g nhiJng p h t t r i o n nlià't cùa còng nghé sinh hoc Nhò su* p h t me cùa sinh hoc hién dai va su* ho trd cùa càc n g n h khàc, viec n g h i e n cù'u CKS dà d a t dudc nhù'ng thành hudng trién manh khoa tuu hoc ruc rd T r é n ed sd n g h i o n cùu sinh tóng hdp CKS va tao càc c h ù n g dot bié'n dinh nguòi h u d n g vói viec ngàn càji tóng hdp t ù n g t h n h p h n cùa CKS, ta tié'n liành lap ghép t h é m t h n h p h n mdi de cho nhiàu chà't mdi B a n g càch xù ly enzym cat m a c h ben cùa càc CKS t r u y e n thị'ng tóng rbi hdp gà'n t h é m càc mach ben k h c c ù n g cho dòi CKS b n mdi càc chà't hoàn m o t loai khàng Tuy n h i é n , ve cà'u t r ù c hóa hoc, day k h ó n g p h i toàn mdi T r o n g tu n h i é n , càc vi k h u a n dà k h n g vdi sinh tliì d i d n g xuà't h i é n càc cà thè" k h n g lai càc CKS co cà'u t r ù c tu'dng tu Do vày, viec tìm kié'm càc CKS co [61] C o r b e t t K., Production of Antibiotics Appi IVIlcrobioi 1_ : - 7 , 1962 [62] Collins M.D, M F a u l k n e r and R.M Keddie IVIenaqninone composition of some sporeforming actinomycetes S y s t A p p i Microbiol : 20-29, 1984 [63] Collins M.D nnd s t r u c t u r a l types D.Jones, in baeteria Distribution and their of isoprenoid taxonomie qtirlone implications Microbio! rcv._4n : 316-354, 198L [64] Cross T., nnd (LAndnrson, Whnt woiglit mnr})hology in c u r r e n t actinomycete taxonomy Biology of Act Jn[mn sciontific Societies P r e s s , Tokyo 216-220, 1988 [65] C u m m i n s C.S., I L M n r r i s Studios Nocardia 011 the cell-wnll of Mycobacteria, Corynebacteria and A n n Rew, Rcsp Dis 92_ : 63-72, 1958 [66]- Dnvies J Annpprnisnl of gene cloning ns a tool for s t r n i n i mpro /venient ^ In Bionctive microbinl produets Df*v(*lopmc 11 t nnd production Nisbet L.J D.rl and Winatnnloy 0(1 Ac.prf\ss London 51-56, 1983 [67J- Domnin A.L flow nntibiotic p r o d u c i n g m i c r o o r g a n i s m s nvoid suicido ?-Ann New York Acad Sci - , 1974 [ b ] - ])(Mnnin A.L Catabolito regulation in i n d u s t r i a i microbiology In "()ver-i)roducMnn of microhial p r o d u e t s " k r u m p h a n z l v, S i k y t n IL Vnin^k Z, ads Ac P r e s s London, 1981 [68- D u l a n y K.h Oli-'sorvation on S t r e p t o m y c e s griseus sourcns growth nnd stTnptomycin production Myeologia 100 III Carbon 41:l-\0 1049 1691- E n g u c h ì J., S.Suzuki, S.Snnnki, Study N.Ohtn; on T.A polyoxins, Knshiba, an T.TsUchiyamn, antifungal antibiotics IVIecbnnism of n e t i o n on t h e d i s e a s e c a u s e d b y A l t e r n a r i a S p p A n n p h y t o p a t b o l Soci J a p a n J _ : - 8 , [70]- Ensign J.C F o r m a t ion, properties and germination of a c t i n o m y c e t e s p o r e s A n n R o v M i c r o l i i o ! 3_g : - ] , [71] F l o w o r s T.TL S T W i l l i a m s M e n s u r e n u M i l s of g r o w t l i r a t o s of s t r e p t o m y c e t e s : Comparison of t u r b i r l i m n t r i c ' n n d g r a v i m e t r i e t e c h n i q u e s J G e n Microbiol D8_ : ':>89, 7 , | | l-'urunini T ' I M I n s c g n w n , 11 Kn k us h i mn P r n i n iciilìn.s T I n n d T iinw n n l i f u n g a l a n t i i j i o t i c s a 11 Acti m)iiiyc(n.(? strnin, pbypico-clUMiticn! n n d 589-597, [73] Gii!, J.A; biological production, properties by isola t ion, J A n t i b i o t i c s 4_6_ 1993 Ilopwood, p n m i n o b o n z o i c nnd produciu-Streptomyces [74] [.["axonomy, produced D.A Cloning synthetase griseus and gene oxpression of the of a eandieielin J G e n 25., 119-132, 1983 G o t t l i o l ) , D T I K ! p r o d u c t i o n a n d role of a n t i b i o t i c s in soli J A i i t i b i o t , 29^ , [ ] l l n s n g n w n T , T M n s n y u k i n n d T n n idn A r n p i d n n n l y s i s \'ov cluMiiicnl g r o u p i n g of neroljic a c t i n o n i y c n t c s J Sys Mnc(riioI, 1983 [ ] H i l l P Tlif^ p r o d u c t i f u i of p e n i c i l l i n in s o i l s a n d s e e d s - bv P e n i c i ì ì i u m e l i r y s o g e n u i i i n n d t h e r o l é of p e n i c i l l i n l a c t a m a s e in 101 the ecology of soli bacillus, J G e n Microbrol 70^ , 1972 [77] Hobbs G P i g m e n t production by Streptomyces coelicolor A3 (2) J G e n Microbiol 136 :2291-2296, 1990 [78] Hopwood, D.A The genetic programming of i n d u s t r i a i m i c r o o r g r n n i s m s In " I n d u s t r i a i microbiology and the advance of genetic (MigòiuMMing Frnemnn, W.IL nnd Co., Snn-frnncosco, 31-42, 1981 [79] Hopwood, D.A Actinomycetes in "oiocbemistry production eoniinercV;, for M.L, Rnnied, ohvi ndomycln Z BiothepticnI production applyi ng *' some iinturcMl sources P r o c X l V - C o n g P h a r m Scj, Cairo, E g y p t , 149, 1975 [83] IShidn N., K Kumngai, T.Niida, K.Hawamoto, T.Shomura N o j i r i m y c i n n new nntibiotic I.Taxononiy and fermotation J A n t i b i o t i r T o k y o 20 :62-65, 1967 [84] Ishiynmn T., I.IInrn, M.Mntsuoka, K.Sato, S S h i m a d a , R Irawa T l l n s h i i n o t o M.Hnmndn, Y Oknmi ; J T a k e n c h i , ; H.Omezawa, Study on tlm pi-(!vontivo offect of kasugamycin J.AntibioticR'M'L A, i l , 115-119 1965 102 on , • rice blast ì [86] K Isono, J Nagtsu ; Y K a w a s h i m a ; S.suzuki, polyòxinos, hn ti funga I nntibiotic e h a r a c t e r i z a t i o n of polyoxin 29, 8 - , 1965 • A ^ and Part B S t u d i e s on Vl-Isolation Agric; and Biol v chem, [86]- Jakyji K., A.Seiho ' Ti'nnsfer of stcptosporangium indianense Gupta 1965 to '>»• wgenus s t r e p t o m y c e s as S.lndiaensis (Gupta, 1965) Comb nov I n t e r J S y s Bacteriol 37_ : - , 1987 [87] Kalnkoutskii L.V., N.S Agre^ N.A K r a s i l ' n i k o v ^Comparative study on «^onn^ ol igo.ioch(Mii a_: 187-195, 1971 [153] Willinni J.M J.M, E.Ennmin, Linscli, B.Alberschon K.E willson, Biosynthesis A.W of Douglas, fì-, Incta^n n n t i b i o t i c , thiennmycin by S'treptomyces cattleya J.Bioebom 260 : 4637-4647, 1985 [154] Wiilinm S.T & F I ' D a v i e s Use of antibiotics for selective isolation and enumeratìon of nctìnomycfìlns in soil J Con Microbiol 3S_: - , 1965 [1551 Wiilinm S.T, M.Dnvies (I;:, ,,(• fìcnniu/i circi.ron 111 tuicroscopo for (ixnminntton of actinomycetes • J G e n Microbiol 48_ : 171-177, 1967 [156] Wolfgang F Biothemìsche grundlagender industriellen microbiologie Veb gustai fisher verlag J e n a , 1978 [157] Ynmnguchi T, Comparison of the celi wall composition of morphologìcally d i s t i n c t Actinomycetns J B a c t e r i o l 8.9 : 444-453, 1965 [158] Dumenil CLJ.J.Snnglier, Physiologie de In production des antibiotiques In -" BÌOI.(M:lì noIo^,n(Ml(*'s nn til)ioLiriucs" L n r p e n t J l ^ Gnnglior ^].J cH Massow, 195-218, 1989 [159] Liesko R Morphologie und Biologie der vStrahlenpilze (Actinotnyccten) Gebriidc B o r r n t r n e g e r Leipzig, 1921 [160] Cruege W., A Cruéger Biol oxnologin nlknlmnzottn, 128 Budnpest, 1987./ 112 cAa/i^ T^447'C^j K^c^.coc s^ yv Ts:wm -Bà^fu' chi^n^ T/f^ iS-oftì JuiSi^KHVBT^ X H^4f-hhh ^S kÀang B.^ui>f,/is L2 T/%S-M/^ ^^ '^^ AA'^V A/^S' Sàfàmn