安第斯极端微生物中鉴定出的具有潜在工业应用的生物活性化合物

发表在《科学报告》杂志上的一篇文章描述了研究人员如何分析位于安第斯山脉中部智利El Medano温泉中发现的细菌产生的生物膜，并得出结论，其关键成分之一可用于开发制药和食品工业的天然添加剂

所讨论的生物膜成分是一种胞外多糖（EPS），这是由产碱假单胞菌的耐热Med1菌株产生的一组胞外碳水化合物聚合物，在34-44°C的温度范围内生长。EPS在其栖息地的恶劣环境中保护细菌的细胞，其特征是高温、酸性pH值和金属浓度升高

随着几个行业对天然生物活性化合物的需求不断增长，由于其结构和功能特性为合成添加剂提供了有价值的替代品，对EPS的研究得到了加强。微生物EPS与植物来源的多糖相比还有几个优势，包括更广泛的理化性质和生物活性

这些包括抗病毒、抗肿瘤、免疫调节、抗氧化和乳化作用。EPS也擅长絮凝——促进液体或溶液中的小颗粒聚集形成更大的簇。鉴于所有这些好处，EPS得到了食品、化妆品、生物医学、生物材料和废水处理行业的充分关注

研究极端微生物细菌的结构（能够在对大多数生物来说极端的环境条件下茁壮成长，如压力、酸度、盐度、热量等）是更好地理解它们并创造机会从这些物质中获得新资源的一种方法

巴西圣保罗大学药物科学学院食品与实验营养系教授、该文章的合著者João Paulo Fabi说：“我们选择研究智利中部Maule地区的温泉，因为它们在细菌产生的增值生物活性化合物的生物技术方面相对未被探索，这些化合物是细菌对其所处环境因素引起的压力的抵抗力的一部分。”

这项研究的第一部分由巴西、智利、美国和伊拉克的研究人员合作进行，包括从温泉采集的水样中分离出这种细菌，对其基因组进行测序，并在高温下优化EPS的生产以确认其耐热性

发现分离的菌株耐受44°C，最佳生长温度为37°C。研究人员表示，这是个好消息，因为在EPS生产过程中，不需要的微生物无法在如此高的温度下生长

研究的第二部分包括EPS的物理和化学特征以及功能分析，以期其在食品和制药行业的技术应用。作为这一阶段的一部分，智利自治大学教授Aparna Banerjee在智利国家科技发展基金（Fondecyt）的支持下参观了Fabi的实验室

与超过100000名依赖Phys.org获取日常见解的订阅者一起探索科学、技术和太空的最新进展。注册我们的免费时事通讯，每天或每周获取重要突破、创新和研究的最新进展

通过基因组测序和分析研究获得的独家结构数据也为探索其他具有类似应用的极端微生物EPS提供了基础

“尽管商业用途需要更多的测试和监管批准，但这种EPS作为合成添加剂的天然替代品显示出巨大的潜力，特别是在需要热稳定性和生物相容性的应用中，”他说

此外，根据Fabi的说法，这项研究的结果还为优化EPS生产提供了一个模型，并为该化合物的生物活性提供了新的视角，有可能为包括食品、化妆品和制药行业在内的各个行业开发可持续或生态友好的添加剂 More information: Shrabana Sarkar et al, Unveiling a novel exopolysaccharide produced by Pseudomonas alcaligenes Med1 isolated from a Chilean hot spring as biotechnological additive, Scientific Reports (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-74830-6

Journal information: Scientific Reports