自然资源部海洋三所邵宗泽团队在Anal Chem发文报道海洋微生物活性物质挖掘的“代谢组学-分子网络”综合策略

海洋微生物是活性物质的重要来源。但微生物代谢物组成复杂，活性化合物往往丰度很低，无目标的分离纯化过程繁琐、低效。
近日，自然资源部第三海洋研究所邵宗泽研究员团队，立足海洋微生物菌种保藏管理中心（MCCC）丰富的芽孢杆菌资源，从中挖掘对高致死性弧菌（vp-HL，可引起对虾“玻璃苗病”）有抑制活性的物质。通过将代谢组学、分子网络以及质谱结构相似性网络注释平台相结合，建立了一种海洋微生物活性物质高效挖掘的“代谢组学-分子网络”综合策略，实现了活性物质寻找过程从“大海捞针”式向“顺藤摸瓜”式的转变。相关研究成果发表在分析化学领域顶级学术期刊美国化学会旗下《Analytical Chemistry》（中科院一区TOP期刊）。
9 Y+ @8 s$ P8 }0 m* q研究人员对MCCC库藏海洋芽孢杆菌进行了广泛的活性筛选，从中发现了高活性菌株。以抗菌活性作为表型，运用代谢组学工具发现了造成菌株高活性的“生物标志物”分子。运用分子网络工具，预测活性物质是一类amicoumacin分子。进一步，在分子网络工具指导下，研究人员针对性获取了amicoumacin分子，并利用高分辨质谱、一维和二维核磁共振谱解析了其分子结构，验证了其抑制vp-HL的活性。分离结果证实了代谢组学与分子网络的分析预测，形成了闭环。
$ [' M9 e; _- N! }这项工作揭示了海洋芽孢杆菌来源代谢物对抗新型病原菌的潜力。更重要的，这一研究提出了一种综合策略，利用代谢组学和分子网络的优势，不经系统性的分离即可高效预测活性化合物类型，从而揭示粗提物中的“暗物质”。这一策略通过精准定位分离过程中的目标，克服了分离过程的随机性，提高了天然产物发现的效率和经济性，将在海洋微生物资源应用潜力的高效挖掘与评价中获得重要应用。
/ D; w& ]5 Y, t- q5 Y( H海洋三所夏金梅副研究员及其硕士生似鸿坤为论文共同第一作者，海洋三所王伟毅研究员和邵宗泽研究员为论文共同通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、所基本科研业务费和厦门南方海洋研究中心项目等的资助。
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图1 分子网络预测和指认仅在高活性菌株中产生的化合物

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/ P0 {: _! z7 M) x$ q  e4 M信息来源：自然资源部海洋三所 。