Phân lập và đánh giá khả năng sinh kháng sinh của xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây quế thu thập tại tỉnh yên bái

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
-------------------------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI
“PHÂN LẬP VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH KHÁNG SINH CỦA
XẠ KHUẨN NỘI CỘNG SINH TRÊN CÂY QUẾ THU THẬP TẠI
TỈNH YÊN BÁI”

Giảng viên hướng dẫn: TS. Phí Quyết Tiến
NCS. Vũ Thị Hạnh Nguyên
Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Thị Hồng Nhung

Lớp

: 11-03

Hà Nội -2015


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là cộng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và
kết quả thí nghiệm trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng có ai công
bố trong bất kì công trình nào khác. Một số thông tin trích dẫn đã được ghi rõ
nguồn gốc.

Hà Nội, ngày , tháng 05, năm 2015

Sinh viên

Nguyễn Thị Hồng Nhung


LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian thực hiện đề tài nghiên cứu trong luận văn này, tôi đã
nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô và các cán bộ khoa học Phòng Công
nghệ lên men, Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam.
Xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô thuộc Viện đại học Mở Hà Nội đã giúp
đỡ, chỉ bảo tôi trong quá trình học tập.
Xin chân thành cảm ơn TS. Phí Quyết Tiến - Trưởng phòng Công nghệ lên
men, Viện Công nghệ sinh học, NCS. Vũ Thị Hạnh Nguyên - cán bộ phòng Công
nghệ lên men, người đã hướng dẫn và chỉ cách tiếp cận vấn đề trong suốt thời gian
thực hiện đề tài này.
Đồng thời tôi cũng xin cảm ơn ThS. Quách Ngọc Tùng cùng các cán bộ
Phòng Công nghệ lên men đã chỉ bảo tôi nhiệt tình, giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi
trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, gia đình, những người đã giúp
đỡ, động viên và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực tập này.

Hà Nội, ngày

tháng 05 năm 2015
Sinh viên

Nguyễn Thị Hồng Nhung

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
STT

Từ viết tắt

Tên đầy đủ

1

ACP

Acyl carier protein

2

AT

Acyl transferase

3

ATP

Adenosine triphosphate

4

CA

Citrate acid-agar

5

DAB

Deacetil baceatin

6

DNA

Deoxyribonucleotide acid

7

DNR

Daunorubicin

8

DOX1

Doxorubicin

9

EPI

Epirubicin

10

IDA

Idarumycin

11

HV

Humic acid-agar

12

KS

Ketosynthase

13

LPS

Lipopolysaccharide

14

NO

Nitric oxide

15

NRPS

Nonribosomal peptide synthetase

16

PCR

17

PGE2

Phản ững chuỗi polymerase ( Polymerase
chain reaction)E2
Prostaglandin

18

PKS-I

Polyketide synthases I

18

PKS-II

Polyketide synthases II

19

RA

Raffinose-histidine agar

20

RNA

Acid ribonucleic

21

SPA

Sodium propionate-asparagine-salt agar

22

VSV

Vi sinh vật


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng

Tên bảng

Trang

1.1

Một số nghiên cứu trên thế giới về xạ khuẩn nội cộng sinh trên

10

cây dược liệu
1.2

Các kháng sinh mới từ xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây dược liệu

13

2.1

Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu

19

3.1

Đặc điểm hình thái của các chủng xạ khuẩn nội cộng sinh điển

25

hình phân lập từ các mẫu cây quế

3.2

Thống kê khả năng kháng vi sinh vật kiểm định của 105 chủng xạ
khuẩn nội cộng sinh

29


DANH MỤC HÌNH
Hình

Tên hình

Trang

1.1

Minh họa quá trình xâm nhập vào lỗ khí và gian bào của
Streptomyces galbus MBR-5 trên lá đỗ quyên sau 60 ngày
quan sát

6

1.2

Cấu trúc của một số kháng sinh điển hình thuộc nhóm
anthracycline: DOX, DNR, EPI, IDA

17

3.1

Hình ảnh khuẩn lạc đại diện của các chủng xạ khuẩn nội cộng
sinh trên bốn môi trường đặc hiệu sau 4 tuần nuôi cấy

24

3.2

Tỷ lệ xạ khuẩn nội cộng sinh được phân bố trên các bộ phận
của cây quế

26

3.3

Tỷ lệ xạ khuẩn nội cộng sinh phân theo các môi trường phân
lập

27

3.4

Tỷ lệ các chủng xạ khuẩn nôi cộng sinh được phân theo nhóm
màu

28

3.5

Hoạt tính kháng Proteus vulgaris (A), Staphylococus
epdermidis ATTC 12228 (B) của các chủng xạ khuẩn nội cộng
sinh

30

3.6

Các chủng xạ khuẩn trước (A, C) và sau (B, D) thử phản ứng
màu

31

3.7

Điện di đồ sản phẩm PCR khuếch đại gen pks-I của một số
chủng xạ khuẩn nội cộng sinh đại diện.

32

3.8

Điện di đồ sản phẩm PCR khuếch đại gen pks-II của một số
chủng xạ khuẩn nội cộng sinh đại diện.

33

3.9

Điện di đồ sản phẩm PCR khuếch đại gen nrps của một số

chủng xạ khuẩn nội cộng sinh đại diện.

33


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
PHẦN 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU......................................................................... 3
1.1. Xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây dược liệu........................................................ 3
1.1.1. Khái niệm xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây dược liệu .............................. 3
1.1.2. Phân lập xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây dược liệu................................. 4
1.1.3. Cơ chế cộng sinh của xạ khuẩn trong thực vật ......................................... 5
1.1.4. Tiềm năng ứng dụng của xạ khuẩn nội cộng sinh .................................... 7
1.2. Tình hình nghiên cứu xạ khuẩn nội cộng sinh ................................................ 9
1.2.1. Tình hình nghiên cứu xạ khuẩn nội cộng sinh trên thế giới ...................... 9
1.2.2. Tình hình nghiên cứu xạ khuẩn nội cộng sinh ở Việt Nam .................... 11
1.3. Khả năng sinh chất kháng sinh của xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây dược liệu
........................................................................................................................... 12
1.3.1. Chất kháng sinh từ xạ khuẩn nội cộng sinh ............................................ 12
1.3.2. Một số gen chức năng tham gia quá trình tổng hợp kháng sinh ............. 14
1.3.3. Khả năng sinh các chất kháng sinh thuộc nhóm anthracycline .............. 16
1.4. Cây quế và tiềm năng phân lập xạ khuẩn nội cộng sinh .............................. 17
PHẦN 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP .......................................................... 19
2.1. Vật liệu nghiên cứu ..................................................................................... 19
2.1.1. Chủng giống .......................................................................................... 19

2.1.2. Hóa chất ................................................................................................ 19


2.1.3. Thiết bị.................................................................................................. 19
2.1.4. Môi trường nuôi cấy .............................................................................. 20
2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 21
2.2.1. Lấy mẫu ................................................................................................ 21
2.2.2. Xử lý bề mặt mẫu .................................................................................. 21
2.2.3. Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định ..................................... 21
2.2.4. Đánh giá khả năng sinh anthracycline ................................................... 22
2.2.5. Khuếch đại gen mã hóa PKS-I, PKS-II, NRPS của xạ khuẩn nội cộng
sinh ................................................................................................................. 22
PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 23
3.1. Phân lập xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây quế tại tỉnh Yên Bái .................... 23
3.2. Một số đặc tính sinh học của xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây quế ............... 26
3.2.1. Phân bố xạ khuẩn nội cộng sinh theo bộ phận cây quế.......................... 26
3.2.2. Xạ khuẩn nội cộng sinh theo môi trường phân lập ................................. 27
3.2.3. Phân nhóm xạ khuẩn nội cộng sinh theo nhóm màu .............................. 28
3.3. Đánh giá khả năng sinh kháng sinh của các chủng xạ khuẩn........................ 29
3.3.1. Khả năng kháng vi sinh vật kiểm định của xạ khuẩn ............................. 29
3.3.2. Khả năng sinh tổng hợp chất thuộc nhóm anthracycline ........................ 31
3.3.3. Khuếch đại một số gen chức năng tham gia sinh tổng hợp kháng sinh ... 32
PHẦN 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 35
4.1. Kết luận ....................................................................................................... 35
4.2. Kiến nghị..................................................................................................... 35
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 36


MỞ ĐẦU
Ngày nay, con người đang đối mặt với nhiều dịch bệnh gây ra bởi vi khuẩn,

nấm, virus và các vi sinh vật khác. Để điều trị các bệnh truyền nhiễm gây ra bởi vi
sinh vật, kháng sinh hoặc các chất kháng vi sinh vật được sử dụng là chủ yếu. Tuy
nhiên, vấn đề kháng thuốc kháng sinh của một số loại vi khuẩn và vi sinh vật khác
ngày càng phổ biến. Nên tìm kiếm các tác nhân kháng vi sinh vật mới từ tự nhiên
có hoạt tính cao đang là ưu tiên hàng đầu của các nhà khoa học trên thế giới. Ngoài
ra, các công ty, trường học, viện nghiên cứu trên thế giới không ngừng tìm kiếm và
phát triển các loại kháng sinh nhằm giảm thiểu vấn đề kháng kháng sinh và những
tác dụng phụ do một số thuốc hóa học gây ra.
Theo nghiên cứu của Bérdy, 2005 ước tính khoảng 70% các kháng sinh có
nguồn gốc tự nhiên được sử dụng trong y học lâm sàng hiện nay được sản sinh bởi
xạ khuẩn [11]. Một trong những nguồn phân lập xạ khuẩn nội cộng sinh là thực vật,
đặc biệt là cây dược liệu. Gần đây, một số nghiên cứu tại Đại học Vân Nam, Trung
Quốc cho thấy các hợp chất chuyển hóa thứ cấp do các chủng xạ khuẩn nội cộng
sinh trên cây dược liệu sinh ra rất đa dạng về mặt số lượng và hoạt tính sinh học
như các chất kháng vi sinh vật, kháng ung thư, chống ô xi hóa, chống sốt rét và
kiểm soát sinh học. Tuy nhiên, so với sự đa dạng của thế giới thực vật, số lượng các
nghiên cứu về xạ khuẩn nội cộng sinh trên thực vật vẫn còn rất hạn chế. Vì vậy cơ
hội để phân lập được các loài xạ khuẩn nội cộng sinh từ các cây dược liệu hứa hẹn
nhiều tiềm năng khai thác trong y học, nông nghiệp và các ngành công nghiệp.
Quế là một loài dược liệu được trồng rất phổ biến ở nước ta. Từ xa xưa, ông
cha ta đã sử dụng cây quế vào nhiều mục đích khác nhau như: chữa bệnh đường tiêu
hoá, đường hô hấp, kích thích sự tuần hoàn của máu, lưu thông thuyết mạch, làm
cho cơ thể ấm lên... Hiện nay, trên thế giới và Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu
về đa dạng xạ khuẩn nội cộng sinh cũng như các hợp chất sinh học từ xạ khuẩn nội
cộng sinh trên cây quế. Vì vậy, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Phân lập và
đánh giá khả năng sinh kháng sinh của xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây quế
thu thập tại tỉnh Yên Bái”.

Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

1


Đề tài được thực hiện tại phòng Công nghệ lên men, Viện Công nghệ sinh
học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam gồm 3 nội dung chính như sau:
- Phân lập và đánh giá đặc trưng xạ khuẩn nội cộng sinh trên các mẫu quế thu
thập tại tỉnh Yên Bái.
- Đánh giá khả năng kháng vi sinh vật kiểm định của các chủng xạ khuẩn phân
lập.
- Đánh giá sự có mặt của một số gen chức năng tham gia tổng hợp chất kháng
sinh.

Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

2


PHẦN 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây dược liệu
1.1.1. Khái niệm xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây dược liệu
Năm 1957, Smith đã phân lập thành công chủng xạ khuẩn Micromonospora
sp. ở mô tế bào từ 4/20 giống cà chua khỏe mạnh và chủng xạ khuẩn này có khả
năng ức chế mạnh nấm Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici [47]. Từ đó, có rất
nhiều định nghĩa về vi sinh vật nội cộng sinh. Trong đó, Bacon và White đã định
nghĩa: “vi sinh vật (VSV) nội cộng sinh là những VSV sinh trưởng trong mô tế bào
thực vật, không gây ra những hiệu ứng xấu tới cây chủ” [10]. Đồng thời, có rất
nhiều nghiên cứu cho thấy VSV nội cộng sinh tăng cường khả năng trao đổi chất,
kích thích tăng trưởng, tăng khả năng miễn dịch cho vật chủ bằng cách sản sinh ra
những sản phẩm trao đổi chất thứ cấp [20].

Trong số VSV nội cộng sinh, xạ khuẩn nội cộng sinh được chú ý bởi khả năng
tổng hợp chất kháng sinh ức chế VSV gây bệnh. Bên cạnh việc nghiên cứu tác dụng
dược phẩm thu nhận từ xạ khuẩn nội cộng sinh, một số nhà nghiên cứu đã nghiên
cứu khả năng kiểm soát sinh học của xạ khuẩn nội cộng sinh trong suốt hai thập kỷ
qua [33, 34]. Kunoh cũng đã cho thấy khả năng kiểm soát sinh học của xạ khuẩn
nội cộng sinh trước tác nhân gây bệnh của đất qua rễ các mô thực vật khỏe mạnh
[34]. Có thể nói, những hiểu biết về mối tương tác phân tử giữa xạ khuẩn và thực
vật là chìa khóa để khai thác những đặc tính có lợi của xạ khuẩn nội cộng sinh trong
kích thích sinh trưởng ở thực vật.
Những nghiên cứu trên thế giới đã khẳng định vai trò quan trọng của xạ khuẩn
nội cộng sinh trong việc tổng hợp chất kháng sinh. Tiềm năng khai thác của các hợp
chất có hoạt tính sinh học mà xạ khuẩn nội cộng sinh sinh ra càng lớn do sự đa dạng
của chúng trong các mô thực vật là rất phong phú. Hơn nữa, theo nghiên cứu, thực
vật có khoảng 300.000 loài trên trái đất. Mỗi loài thực vật là nơi cư trú của rất nhiều
loài xạ khuẩn nội cộng sinh khác nhau. Tuy nhiên, tính đến nay, số lượng các
nghiên cứu về xạ khuẩn nội cộng sinh từ thực vật vẫn còn rất hạn chế. Do vậy,
nghiên cứu mối quan hệ giữu thực vật và VSV nội cộng sinh cũng như các hợp chất
Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

3


kháng sinh từ xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây dược liệu đang là hướng nghiên cứu
triển vọng của các nhà khoa học trên thế giới.
1.1.2. Phân lập xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây dược liệu
Xạ khuẩn nội cộng sinh cư trú trong mô thực vật. Do vậy, chúng bị ảnh hưởng
bởi rất nhiều yếu tố khác nhau như: pH của đất, lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm, thành
phần chất vô cơ và hữu cơ trong đất… Đồng thời, mật độ xạ khuẩn nội cộng sinh
phụ thuộc vào vị trí, loại mô khác nhau trên thực vật [43].
Trên bề mặt tế bào thực vật chứa rất nhiều vi khuẩn, nấm. Do vậy, trong quá

trình phân lập xạ khuẩn nội cộng sinh, ta cần xử lý bề mặt thực vật thật kỹ, tránh bị
nhiễm VSV cũng như tăng độ thuần chủng của loài xạ khuẩn nội cộng sinh phân lập
được. Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu cũng như thử nghiệm về việc phân lập
xạ khuẩn nội cộng sinh cũng như việc khử trùng bề mặt mẫu. Từ các tài liệu cho
thấy, để tránh khả năng nhiễm vi khuẩn cũng như vi nấm trên bề mặt, ta phải khử
trùng bề mặt mẫu. Ta rửa mẫu dưới vòi nước chảy liên tục để rửa trôi vi khuẩn và
vi nấm bề mặt, để khô, rồi cắt nhỏ mẫu bằng dụng cụ đã được khử trùng trước khi
phân lập. Một trong những tác nhân oxy hóa phổ biến để khử trùng bề mặt là
Sodium hypochlorite (NaClO). Mẫu thực vật được ngâm trong 70-90% ethanol từ
1-5 phút và 1-5% NaOCl trong khoảng 3-20 phút, tiếp theo rửa nhiều lần bằng nước
vô trùng nhằm loại bỏ lượng NaOCl còn dư [37]. Ngoài ra, hydro peroxide và thủy
ngân clorid cũng là chất khử trùng vô cùng hiệu quả [41]. Năm 1992, Sardi và cộng
sự đã công bố sử dụng hơi của propylene ocid để khử trùng bề mặt thay vì dùng hóa
chất khử trùng dạng lỏng [51]. Tuy nhiên chỉ khử trùng bề mặt với ethanol không
hiệu quả với VSV nội cộng sinh. Nếu ta tăng gấp 2-3 lần các bước khử trùng bề mặt
bằng hỗn hợp ethanol và một số chất khử trùng bề mặt khác thì có thể loại bỏ hoàn
toàn VSV nội cộng sinh. Bên cạnh đó, ta có thể dùng Tween 20 và Tween 80, làm
tăng ái lực giữa thuốc khử trùng với bề mặt thực vật, làm tăng hiệu quả khử trùng
bề mặt cũng như loại bỏ VSV nội sinh [12]. Qua thực nghiệm cho thấy do bề mặt lá
có nhiều nấm và vi khuẩn bề mặt hơn nên ta cần xử lý bề mặt lá kỹ hơn bằng cách
để thời gian ngâm lá trong NaClO lâu hơn.
Sau khi đã khử trùng xong, phần mẫu đó được đặt vào trên môi trường thạch
thích hợp, nuôi cấy ở nhiệt độ thích hợp từ 25-30oC. Tuy nhiên, trong quá trình
Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

4


phân lập, trong hai tuần đầu tiên, vi khuẩn hoặc nấm tạp nhiễm trên phần mẫu thực
vật thường phát triển mạnh. Để ngăn chặn sự sinh trưởng, phát triển của chúng cũng

như tìm ra các loài xạ khuẩn mới, một số môi trường được chọn lọc đã được sử
dụng: môi trường thạch humic acid-vitamin, môi trường thạch casein, tinh bột, cao
nấm men [14]. Bên cạnh đó, ta bổ sung các chất kháng sinh như acid nalidixic,
K2Cr2O7 để kháng vi khuẩn và trimethoprim, nystatin kháng nấm hoặc
cycloheximide để nâng cao tính chọn lọc xạ khuẩn vì xạ khuẩn phát triển chậm hơn
vi khuẩn và nấm [13].
1.1.3. Cơ chế cộng sinh của xạ khuẩn trong thực vật
Trước những lợi ích mà xạ khuẩn nội cộng sinh mang lại, ngày càng có nhiều
nhà khoa học nghiên cứu về mối quan hệ giữa xạ khuẩn và thực vật cũng như cơ
chế cộng sinh của chúng trong thực vật. Theo nhiều nghiên cứu cho thấy vi khuẩn
thường xâm nhập vào mô thực vật qua lỗ khí, vết thương, lỗ hổng trên bề mặt, khu
vực rễ phụ và biểu bì bị phân cắt bằng cách hình thành cụm tế bào của chúng [31].
Hầu hết xạ khuẩn hình thành hệ sợi mọc trên bề mặt cây và xâm nhập vào vật chủ
thông qua các lỗ hở tự nhiên và các vết thương do cơ học hoặc côn trùng. Chủng xạ
khuẩn Streptomyces scabies hình thành mạng lưới phủ trên bề mặt khoai tây. Sợi
nấm xâm nhập vào củ khoai tây thông qua lỗ hổng trên bề mặt cây non và các vết
thương khi khoai tây đang ở trong giai đoạn phát triển mạnh. Sau khi xâm nhập, các
tác nhân gây bệnh phát triển trong các khoảng trống của tế bào và phá hủy các tế
bào mà chúng tiếp xúc. Ngoài ra, chủng Streptomyces ipomoeae cũng gây bệnh thối
ở củ khoai tây bằng cách phát triển trên bề mặt rễ và xâm nhập vào rễ thông qua các
mô ở các vị trí liên kết giữa các tế bào [15]. Loài này hình thành hệ sợi phân nhánh
từ sợi chính và xâm nhập trực tiếp vào thành tế bào chủ.
Từ đó, rất nhiều nhà khoa học đã đưa ra các hình ảnh mô tả sự hiện diện của
các sợi nấm trong thực vật, tuy nhiên phương thức xâm nhập và cơ chế cộng sinh
của VSV nội cộng sinh vẫn là một ẩn số [45]. Năm 2003, Coombs và Franco đã gắn
protein huỳnh quang xanh vào chủng Streptomyces sp EN27 cấy vào hạt lúa mì để
nghiên cứu sự hình thành, phát triển của chúng trong cây chủ [17]. Kết quả, tuy
không chứng minh được giai đoạn xâm nhập ban đầu của xạ khuẩn nội cộng sinh
Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

5


vào cây chủ nhưng cũng khẳng định được xạ khuẩn nội cộng sinh xâm nhập vào
cây chủ từ rất sớm, và có thể xâm nhập qua phôi của vỏ hạt giống rồi mở rộng ra
các nội nhũ của hạt. Năm 2007, Franco tiếp tục quan sát khuẩn lạc của chủng EN27
tại các vết nứt xung quanh rễ và quá trình hình thành bào tử trong 3-4 tuần [22]. Kết
quả cho thấy sự lây nhiễm chủng vào rễ thông qua các vết nứt để xâm nhập và nhân
lên trong các mô tế bào.
Năm 2005, Suzuki và cộng sự đã chứng minh quá trình xâm nhập vào mô lá
và thân cây đỗ quyên của chủng S. galbus MBR-5 bằng cách quan sát qua kính hiển
vi điện tử, cho hệ sợi của chủng S. galbus MBR-5 vào lá thông qua các lỗ khí
nhưng không thông qua lớp biểu bì, vì lớp biểu bì còn nguyên vẹn (Hình 1.1).
Ngoài ra, chủng MBR-5 được chứng minh là có khả năng sinh các enzyme ngoại
bào thủy phân như xylanase, cellulase và pectinase [51] .

Hình 1.1: Minh họa quá trình xâm nhập vào lỗ khí và gian bào của
Streptomyces galbus MBR-5 trên lá đỗ quyên sau 60 ngày quan sát
Ghi chú: (a) quá trình xâm nhập vào lỗ khí. Khuẩn ty được gắn trên vật liệu
electron (G: tế bào bảo vệ). (b) các tế bào hệ sợi (mũi tên) trong khoang gian bào
bên dưới lớp biểu bì (E: tế bào biểu bì; IS : khoang gian bào; M: tế bào mesophyll).

Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

6


1.1.4. Tiềm năng ứng dụng của xạ khuẩn nội cộng sinh
Trong suốt thời gian cùng tiến hóa với cây chủ, các loài xạ khuẩn nội cộng
sinh đã thích nghi và hình thành khả năng cộng sinh hoàn toàn với cây chủ [58].

Các nhà máy chủ cung cấp các sản phẩm quang hợp và khoáng chất cho sự tăng
trưởng của các loài xạ khuẩn nội cộng sinh. Ngược lại, chúng thúc đẩy tăng trưởng
và bảo vệ cây chủ bằng cách cung cấp trực tiếp chất chuyển hóa thứ cấp có giá trị
hoặc chuyển các gen tương ứng với hệ gen của máy chủ [56], cũng như sinh ra một
số hợp chất thứ cấp có tác dụng lớn trong y học và đời sống như chất kháng sinh,
chất kháng ung thư, chất kích thích tăng trưởng,…
Kháng sinh, kháng ung thư, kháng viêm
Nhiều loài xạ khuẩn nội cộng sinh, đặc biệt là những loài được phân lập từ cây
dược liệu có khả năng ức chế cao hoặc tiêu diệt nhiều loại vi sinh vật gây bệnh như
vi khuẩn, nấm và virus. Do đó, xạ khuẩn nội cộng sinh có tiềm năng để phát triển
các loại thuốc kháng sinh mới. Ngày càng có nhiều chất kháng sinh mới được phát
hiện từ các loài xạ khuẩn nội cộng sinh như: celastramycins AB, kakadumycins và
demethylnovobiocins [9]. Chất 6 – prenylindole được tách chiết từ dịch lên men
chủng Streptomyces sp. TP- A0595 có hoạt tính kháng nấm Fusarium oxysporium
gây bệnh thối cổ rễ. Chất này được tách chiết từ lá cây rêu tản trước đó.
Bên cạnh chất kháng sinh, xạ khuẩn nội cộng sinh còn có tiềm năng lớn trong
việc sản xuất chất kháng u, kháng viêm. Maytansinoid được tìm thấy trong một số
loài thực vật bậc cao, xạ khuẩn Actinosynnema pretiosum có tác dụng kháng u
mạnh [35]. Hai hợp chất 5,7-dimetoxy-4-phenylcoumarin và 5,7-dimetoxy–4-pmethoxylphenylcoumarin thường thu nhận từ nhiều loài thực vật có hoạt tính kháng
nấm, kháng u cũng đã được tìm thấy trong Streptomyces aureofaciens CMUAc130
nội cộng sinh [53]. Ảnh hưởng hoạt tính kháng u, chúng không chỉ hình thành
nhóm nitric oxide (NO), prostaglandin E2 (PGE2) và tác nhân hoại tử khối u (TNFα), mà còn cảm ứng nitric oxide synthase và cyclooxygenase-2 trong
lipopolysaccharide (LPS) gây đại thực bào tế bào RAW 264.7. Tác dụng ức chế phụ
thuộc vào nồng độ chất và giảm đáng kể sự hình thành TNF-α, chống viêm [54] 4
sản phẩm trao đổi chất bậc hai (lansai A-D) thu nhận từ chủng Streptomyces sp.
SUC1 nội cộng sinh.
Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

7

Kích thích tăng trưởng thực vật
Các loài nội cộng sinh sinh trưởng bên trong cây chủ để lấy chất dinh dưỡng
và sự bảo vệ từ cây chủ. Đổi lại, chúng tăng cường khả năng miễn dich cho các nhà
máy chủ bằng cách sản xuất một loạt các chất chuyển hóa có hoạt tính sinh học.
Thông qua VSV nội cộng sinh kích thích sự tăng trưởng của cây trồng bằng các loài
nội cộng sinh có thể cố định nitơ hoặc sản xuất phytohormone, kiểm soát sinh học
của phytopathogen thông qua sản xuất thuốc kháng sinh hoặc siderophore, cạnh
tranh dinh dưỡng và cảm ứng của hệ thống kháng bệnh. Meguro và cộng sự (2006)
đã tìm thấy chủng Streptomyces sp. MBR-52 trong rễ, có tác dụng kích thích sự
mọc rễ [40]. Khi ông thực hiện cấy loài xạ khuẩn này vào rễ cây non, ông quan sát
thấy khả năng mọc rễ của cây nhanh hơn bình thường. Điều này có ý nghĩa vô cùng
quan trọng trong thực tế để rút ngắn thời gian thử nghiệm các cây giống nuôi cấy
mô trong môi trường ấm áp và ẩm ướt, qua đó làm giảm nguy cơ mắc bệnh nhiễm
khuẩn của cây con.
Enzyme thủy phân
Ngoài ra, xạ khuẩn nội cộng sinh còn có khả năng sinh enzyme ngoại bào cao.
Một số chủng thuộc chi Streptomyces có khả năng sinh một số enzyme thủy phân
như xenlulase, hemicellulase, chitinase, amylase và glucanase. Streptosporangium
spp. được phân lập từ lá của cây ngô đã được đưa ra để sản xuất glucoamylase.
Fatema và cộng sự (2013) đã chứng minh rằng, hệ sợi nấm Streptomyces trên bề
mặt lá cây đỗ quyên đã tiết ra enzyme thủy phân bề măt lá để xâm nhập vào các mô
tế bào [21].
Kiểm soát sinh học
Không chỉ được chú ý bởi khả năng sinh chất kháng sinh, xạ khuẩn nội cộng
sinh còn được chú ý bởi khả năng kiểm soát sinh học đối với các mầm bệnh do khả
năng cộng sinh và tổng hợp các sản phẩm trao đổi chất kháng VSV gây bệnh. Năm
2004, Cao và cộng sự đã báo cáo hoạt động kiểm soát sinh học của chủng
Streptomyces sp. chống lại bệnh thối nhũn ở cây cà chua non do R. solani gây ra.
Nhiều nghiên cứu khác đã chứng minh khả năng bảo vệ cây chủ khỏi các tác nhân

gây bệnh từ đất như Pythium coloratum , Rhizoctonia solani, Verticillium dahliae,
Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

8


F. oxysporium, Colletotrichum orbiculare [18]. Năm 2007, Li và cộng sự đã công
bố về khả năng kiểm soát sinh học của chủng nội cộng sinh Geotrichum sp. AL4,
Geotrichum sp. AL4 kết hợp với Azadirachta indica có khả năng sản xuất hai dẫn
xuất cloepimeric 1,3-oxazinane, ức chế đối với hai chủng Bursaphelenchus
xylophilus và Panagrellus redivevus.
Cơ chế kiểm soát sinh học chủ yếu do các sản phẩm trao đổi chất thứ cấp như
chất kháng sinh, enzyme thủy phân, phytohormone…Ngoài ra, các chủng xạ khuẩn
nội cộng sinh giúp tăng cường hệ thống miễn dịch đối với thực vật nhờ kích thích
các thụ thể tế bào. Như S. galbus R-5 không chỉ sinh cellulase, pectinase mà còn
sản sinh ra actinomycin X2 và fungichromin giúp tăng cường sức đề kháng trong
cây đỗ quyên, tăng cường sản sinh jasmonate kích thích hệ thống miễn dịch [46].
Tuy cơ chế tương tác giữa các hợp chất chuyển hóa thứ cấp do xạ khuẩn nội
cộng sinh sinh ra với sự phát triển của cây chủ chưa được làm rõ nhưng tác dụng
mà chúng mang lại cho cây chủ cũng như ứng dụng trong y học, dược phẩm, nông
nghiệp đã được chứng minh. Điều này càng thúc đẩy các nhà khoa học tập trung
nghiên cứu việc sàng lọc các hợp chất sinh học có nguồn gốc từ xạ khuẩn nội cộng
sinh cũng như mối quan hệ tương tác giữa chúng và vật chủ.
1.2. Tình hình nghiên cứu xạ khuẩn nội cộng sinh
1.2.1. Tình hình nghiên cứu xạ khuẩn nội cộng sinh trên thế giới
Trong vài thập kỷ qua, các nhà khoa học đã không ngừng nghiên cứu, tìm
kiếm các loài xạ khuẩn nội cộng sinh cũng như các hợp chất mới có hoạt tính sinh
học từ xạ khuẩn trong mô tế bào thưc vật. Rất nhiều loài xạ khuẩn nội cộng sinh
cũng như các hợp chất mới đã được tìm thấy từ xạ khuẩn nội cộng sinh. Sơ lược về
tình hình nghiên cứu xạ khuẩn nội cộng sinh trên thực vật trong 10 năm qua được

thể hiện trong bảng 1.1.

Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

9


Bảng 1.1. Một số nghiên cứu trên thế giới về xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây
dược liệu
Cây dược liệu

Phân loại xạ khuẩn

Cơm cháy
( Sambucus adnata)

Glycomyces

Riềng nếp
( Alpinia galangal)

Streptomyces,
Nocardia, Microbispora,
Micromonospora

Mộc lan

[28]
[54]

Streptomyces

[14]

Saccharopolyspora,
Actinomadura

[44]

( Kennedia nigricans)
Dó bầu ( Maytenus
austroyunnanensis)

Tài liệu tham
khảo

Thông đỏ
( Callitris preissii)

Nocardia callitridis

Cam thảo nam
( Scoparia dulcis)

Glycomyces scopariae

[42]

Gừng

Streptomyces aureofaciens

[54]

[32]

(Zingiber offcinale)
Trong thời gian ngắn đã có rất nhiều loại xạ khuẩn nội cộng sinh được phân
lập từ cây dược liệu. Trong giai đoạn từ 2005 đến 2012 đã có hơn 70 loài xạ khuẩn
mới phân lập được từ mô sống của cây dược liệu được công bố trên các tạp chí
International Journal of Systematic and Evolutionery Microbiology and Antonie
van Leeuwenhoek [11]. Năm 2008, Li và cộng sự áp dụng phương pháp xử lý nhiệt
khô và xử lý mẫu thực vật với nitơ đông khô trước khi phân lập đã phân lập được từ
cây thanh hao hoa vàng 228 chủng xạ khuẩn, trong đó 31 chủng có hoạt tính phổ
rộng kháng khuẩn, 7 chủng có hoạt tính amylase mạnh, 10 chủng có hoạt tính
protease mạnh, 1 chủng có hoạt tính lipase mạnh và 19 chủng có hoạt tính ức chế sự
phát triển của cỏ dại. Cũng trên đối tượng này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các
phương pháp xử lý bề mặt mẫu khác nhau cũng như sử dụng các loại môi trường
khác nhau để phân lập được 312 chủng xạ khuẩn nội cộng sinh tại Vân Nam, Trung
Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

10


Quốc. Trong đó, 48 chủng thể hiện hoạt tính kháng đối với các vi khuẩn kiểm định.
Đến nay, nhiều công trình trên thế giới đã công bố hoạt chất cinnamaldehyde trong
cây quế có hoạt tính kháng khuẩn cao đối với cả vi khuẩn Gram (+) và vi khuẩn
Gram (-) (Staphylococcus, Micrococcus, Bacillus, Enterobacter...) nhờ ức chế quá
trình tổng hợp ATP và gây ra sự giảm việc sản xuất ATP nội bào. Tuy nhiên, chưa
có công trình nghiên cứu về xạ khuẩn liên quan đến cơ chế nội cộng sinh trên cây

quế.
Như vậy, sự đa dạng của xạ khuẩn nội cộng sinh trong thực vật, đặc biệt là cây
dược liệu vô cùng phong phú hứa hẹn tiềm năng ứng dụng cao trong đời sống bởi
các hợp chất sinh học do xạ khuẩn nội cộng sinh sinh ra. Tuy nhiên, so với thế giới
thực vật phong phú, những nghiên cứu về xạ khuẩn nội cộng sinh từ thực vật vẫn
còn khá hạn chế. Điều này cho thấy, xạ khuẩn nội cộng sinh cũng như các chất có
hoạt tính sinh học từ xạ khuẩn nội cộng sinh là một tiềm năng ứng dụng lớn trong y
học, thực phẩm.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu xạ khuẩn nội cộng sinh ở Việt Nam
Trước những lợi ích của xạ khuẩn nội cộng sinh mang lại, các nhà khoa học
Việt Nam cũng đã bắt đầu nghiên cứu về chúng cũng như các hợp chất hóa học
được sản xuất từ xạ khuẩn nội cộng sinh. Tuy nhiên, số lượng nghiên cứu về VSV
nội cộng sinh nói chung và xạ khuẩn nội cộng sinh nói riêng vẫn còn hạn chế.
Nhóm nghiên cứu của PGS. TS Lê Mai Hương tại viện hóa hợp chất thiên nhiên đã
thăm dò khả năng tạo chất taxol từ cây thông đỏ Việt Nam và tách chiết một chất
gần giống 10-deacetil baceatin III (10—DAB) chuyển hóa thành taxol. Từ lõi cây,
nhóm nghiên cứu này đã phân lập được 6 chủng nấm, trong đó có 1 chủng thuộc
loài Mucor circinolloides và Mucor tieghem. Chất tách chiết từ dịch lên men của
chủng nấm nội cộng sinh có đặc điểm gần giống với 10-DAB từ cây thông đỏ. Từ
kết quả đó, ta thấy những sản phẩm trao đổi chất có hoạt tính sinh học không chỉ
được tạo ra từ cây chủ mà còn có thể tạo bởi VSV nội cộng sinh [2]. Năm 2013,
Hoàng Hoa Long và cộng sự đã phân lập chủng vi khuẩn Bacillus sp. B55 trên cây
thuốc lá làm tăng khả năng sống sót và kích thích sinh trưởng của cây chủ trong

Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

11


điều kiện tự nhiên có thể thông qua một số cơ chế như tổng hợp IAA và hòa tan

phosphate vô cơ [1].
Theo thống kê của viện dược liệu, Việt Nam đã phát hiện hơn 4000 loài cây
thuốc, trong đó có nhiều loại dược liệu quý được thế giới công nhận như cây hồi,
quế, atiso… Cho đến nay, trên thế giới và Việt Nam chưa có công trình nghiên cứu
xạ khuẩn nội cộng sinh, cũng như đánh giá đa dạng xạ khuẩn trên cây quế.
1.3. Khả năng sinh chất kháng sinh của xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây dược
liệu
1.3.1. Chất kháng sinh từ xạ khuẩn nội cộng sinh
Chất kháng sinh đã được phát hiện và ứng dụng trong việc đẩy lùi bệnh tật do
vi khuẩn hay nấm gây ra như thương hàn, tả, đậu mùa. Theo Berdy (2005) khoảng
70% các kháng sinh có nguồn gốc tự nhiên được sử dụng trong y học lâm sàng hiện
nay được sinh bởi xạ khuẩn [11]. Nhiều loại xạ khuẩn nội cộng sinh, đặc biệt là
những loài từ cây dược liệu có khả năng ức chế, tiêu diệt nhiều loại VSV gây bệnh
như vi khuẩn, nấm, virus. Bảng dưới đây cho thấy tiềm năng sinh chất kháng sinh
của xạ khuẩn nội công sinh phân lập từ cây dược liệu ( Bảng 1.2).

Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

12


Bảng 1.2. Các kháng sinh mới từ xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây dược liệu
Xạ khuẩn
Streptomyces sp.
NRRL 30562

Cây dược liệu

Chất kháng sinh

Hoạt tính

Hoa mộc lan

Munumbicins A- D

Kháng sinh

(Kenndida nigriscans)

Streptomyces sp.
NRRL 30566

Cơm vàng
(Grevillea pteridifolia)

Kakadumycins

Kháng sinh

Streptomyces sp.
CS

Mỹ đăng mộc
(Maytenus hookeri)

24-demethylbafilomycin A2

Kháng sinh,
kháng ung thư

Streptomyces
albidoflavus

Vẹt dù (Bruguiera
Gymnorrhiza)

Antimycin A18

Kháng nấm

Streptomyces sp.
TP-A0556

Thanh mộc (Aucuba
japonica)

Demethylnovobioc
in

Kháng VSV

Streptomyces sp.
TP-A0595

Hẹ
(Allium tuberosum)

6- Prenylindole

Kháng nấm

Micromonospora
lupine

Đậu lupin (Lupinus
Angustifolius)

Lupinacidins A, B

Kháng ung thư

Streptomyces sp.
TP- A0456

Liễu sam (Cryptomeria
japonica)

Cedarmycins A, B

Kháng nấm

Streptomyces
aureofacies
CMUAc130

Gừng (Zingiber
offcinale)

Arylcoumarins

Kháng nấm

Cho đến nay, rất nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu các chất kháng sinh
từ thực vật, đặc biệt là kháng sinh sinh ra từ VSV nội cộng sinh trên cây dược
liệu ngày càng được chú ý. Công tác nghiên cứu về chất kháng sinh từ thực
vật, đặc biệt là từ cây dược liệu ngày càng được chú ý. Trong bảng 1.1 cho
thấy đã có rất nhiều chất kháng sinh được phân lập từ nhiều nguồn khác nhau,
kháng được nhiều loài VSV khác nhau như lansai A-D,
Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

munumbicin,
13


celastramycin AB [9]. Năm 2002, Castillo và cộng sự đã phân lập được
Streptomyces sp. NRRL 30562 từ hoa mộc lan để sản xuất bốn loại kháng
sinh mới, munumbicins A, B, C và D với khối lượng tương ứng 1269,6;
1298,5; 1312,5 và 1326,5 Da. Các chất kháng sinh này có khả năng chống
nấm gây bệnh và vi khuẩn. Chất Kadumycin được tách chiết từ dịch lên men
chủng Streptomyces sp. NRRL 30566 phân lập từ cây cơm vàng sinh kháng
sinh có hoạt tính kháng ký sinh trùng sốt rét Plasmodium falciparum, với
nồng độ ức chế tối thiểu là 0,2-0,3 µg. mL-19 [14]. Gần đây, hợp chất chống
nấm rất mạnh saadamycin được tìm thấy trong Streptomyces sp. Hedaya48 và
thể hiện hoạt tính kháng nấm gây bệnh hắc lào và một số nấm gây bệnh khác
[19]. Alpha- glucosidase được sinh ra từ xạ khuẩn nội cộng sinh phân lập từ
các cây thuốc chữa bệnh tiểu đường như: lô hội, cây nghệ đen (Curcuma
aeruginosa), cây rau má (Centela asiatica), cây xuyên tâm liên (Andrographis
paniculata), cây tô mộc (Caesalpinia sappan), cây nghệ (Curcuma
xanthoriza), cây kim thất (Gynura procumbens), cây atiso (Hibiscus

sabdariffa). Chất này có khả năng làm chậm sự giải phóng glucose từ
cacbohydrate trong thức ăn và sự hấp thụ glucose dẫn đến giảm nồng độ
glucose trong máu, ngăn chặn tăng đường huyết sau khi ăn [49]. Những
nghiên cứu trên chứng minh và khẳng định xạ khuẩn nội cộng sinh là nguồn
đầy hứa hẹn hợp chất kháng vi sinh vật gây bệnh. Tuy nhiên, số lượng các
loài thực vật được nghiên cứu vẫn còn rất hạn chế so với giới thực vật. Do
vậy, xạ khuẩn nội cộng sinh nói chung và xạ khuẩn nội cộng sinh từ cây dược
liệu nói riêng là nguồn đầy hứa hẹn để sản xuất chất kháng sinh.
1.3.2. Một số gen chức năng tham gia quá trình tổng hợp kháng sinh
Một số nghiên cứu cho thấy chất kháng sinh từ các loài nội cộng sinh chủ yếu
thuộc một số nhóm: alkaloid, polyketide, steroid, terpenoid, phenol, quinine, và
flavonoid. Polyketide là một trong những sản phẩm trao đổi chất bậc hai được sản
sinh ra từ xạ khuẩn nội cộng sinh, nấm và vi khuẩn. Polyketide được cấu thành từ
việc ngưng tụ các đơn vị ketide. Các hợp chất này được chia thành 2 loại:
Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

14


polyketide synthase (PKS) và nonribosomal peptide synthetase (NRPS) [39]. Hai
hợp chất này được sử dụng để sản xuất một số thành phần kháng sinh như
avermectin, erythromycin, và vancomycin [30]. Số lượng gen pks-I, pks-II và nrps
có ảnh hưởng đến khả năng sinh các hợp chất chuyển hóa thứ cấp. Điều này đã
được chứng minh bởi Ayuso (2004) thông qua số lượng modun lactamduran của
Amycolatopsis và Streptomyces hygroscopicus [8].
Các polykethide đa vòng thơm được hình thành từ quá trình ngưng kết acyl
acetate và nhóm β-carbonyl. Gen mã hóa enzyme chịu trách nhiệm tổng hợp
polyketide đa vòng thơm chủ yếu là polyketide synthase II (PKS-II). Các chuỗi
polyketide được hình thành, kéo dài và đóng vòng tạo thành sản phẩm cuối cùng
nhờ sự hỗ trợ của ketosynthase (KS), acyl transferase (AT) và acyl carier protein

(ACP). Các gen chịu trách nhiệm tổng hợp sản phẩm cuối cùng là polyketide
synthase I (PKS-I) [39]. Gen pks-I là enzyme và xúc tác cho quá trình sinh tổng hợp
hầu hết các polyketide phi vòng thơm như erythromycin, rifamycin, epothilone, và
myxothiazol [55].
Ngoài gen pks, gen chức năng nrps cũng tham gia vào quá trình hình thành
polyketide. NRPS là nhóm enzyme có khối lượng phân tử lớn, bao gồm vùng A
(adenyl hóa), vùng ngưng tụ hoặc kéo dài (C), vùng E (epime hóa) và TE
(thioesterase). NRPS tham gia tổng hợp polyketide không thông qua ribosome, bào
gồm: kháng sinh, chất ức chế miến dịch, kháng viêm [26]. Trong quá trình tổng
hợp, NRPS chịu trách nhiệm phát hiện, loại bỏ các acid amin có những sai khác nhờ
sự tương tác với vùng epime hóa dưới tác động của methyltransferase và oxydase
[39].
Để khuếch đại các gen trên, mồi suy biến đã được thiết kế, khuếch đại vùng A
và KS nhằm sàng lọc gen tham gia vào quá trình tổng hợp chất kháng sinh, kháng
viêm hay nghiên cứu đa dạng của gen pks-I, pks-II, nrps.

Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

15


1.3.3. Khả năng sinh các chất kháng sinh thuộc nhóm anthracycline
Trong quá trình cộng sinh với cây chủ, thực vật nội cộng sinh không chỉ sinh
ra các chất chuyển hóa sinh học có khả năng kháng khuẩn mà còn sản xuất ra các
hợp chất chống ung thư. Gần đây, các nhà khoa học đã chú ý hơn đến việc nghiên
cứu các hợp chất sinh học mới từ xạ khuẩn nội cộng sinh có khả năng chống ung
thư và đã thu hoạch được kết quả rất tốt. Các chất chuyển hóa thứ cấp mang hoạt
tính kháng ung thư sản xuất từ xạ khuẩn nội cộng sinh cản trở sự nhân lên, làm
giảm hoặc phát triển tế bào ung thư.
Theo một số nghiên cứu cho thấy có rất nhiều nhóm kháng sinh có khả năng

điều trị ung thư như anthracycline, actinomycin và bleomycin. Trong đó,
anthracycline được sử dụng rộng rãi trong điều trị ung thư như ung thư máu, ung
thư bạch huyết, ung thư tiền liệt tuyến, ung thư vú, ung thư bàng quang [24]. Do có
mặt của vòng anthraquinone trong cấu tạo hóa học, các anthracycline thay đổi màu
sắc tùy theo pH của môi trường, cụ thể là có màu da cam ở pH acid và màu tím khi
ở pH kiềm. Đặc tính này được dùng để sàng lọc sơ bộ các chủng sinh anthracycline
trong số các chủng xạ khuẩn phân lập được. Nhóm chất kháng ung thư này cho đến
nay được ghi nhận gồm daunorubicin (DNR), doxorubicin (DOX1), epirubicin
(EPI) và idarumycin (IDA) . Daunorubicin và idarumycin gắn vào các cặp base do
đó kìm hãm tổng hợp RNA và DNA. Mithramycin và chromomycin A3 (là các
actinomycin), kìm hãm tổng hợp RNA phụ thuộc DNA. Bleomycin tương tác và
làm đứt gãy DNA.

Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

16


Hình 1.2. Cấu trúc của một số kháng sinh điển hình thuộc nhóm
anthracycline: DOX, DNR, EPI, IDA
Sự khác nhau về cấu trúc của DOX và DNR là chuỗi của DOX kết thúc ở gốc
alcohol, còn DNR kết thúc ở gốc methyl. Chính sự khác biệt này tạo nên sự khác
biệt trong phổ điều trị ung thư của hai hợp chất này. DOX có tác dụng trong điều trị
ung thư vú, hình thành các khối u. Trong đó, DNR lại có tác dụng trong điều trị
bệnh bạch cầu cấp tính. Tuy nhiên, cả DOX và DNR đều gây tác dụng phụ như gây
đau cơ tim mãn tính hay suy tim [25].
Trước những nhược điểm của DNR và DOX cùng với nhu cầu trong việc tìm
kiếm chất kháng ung thư, các nhà khoa học đã biến đổi cấu trúc hóa học của 2 hợp
chất trên, thu được EPI và IDA. EPI là doxorubicin được epime hóa tại vị trí C-4
hydroxyl trên phân tử đường, được sử dụng nhiều trong điều trị ung thư dạ dày, ung

thư vú,... IDA là dẫn xuất của daunorubicin, bị khuyết thiếu nhóm methoxyl tại vị
trí C-4 dẫn đến làm tăng khả năng hòa tan trong chất béo, dung môi cũng như ức
chế tế bào ung thư.
1.4. Cây quế và tiềm năng phân lập xạ khuẩn nội cộng sinh
Cây quế (Cinnamo) tên khoa học là Cinnamomum loureirii, thuộc giống:
Cinnamomum, họ: Lauraceae, lớp hạt mầm, ngành hạt kín. Quế có đặc trưng là vỏ
có tinh dầu thơm, cay, là một vị thuốc trong đông y, làm hương liệu hay gia vị. Quế
là loài cây thích hợp khí hậu nhiệt đới ẩm, mưa nhiều, nắng nhiều, vì vậy các vùng
Nguyễn Thị Hồng Nhung, lớp 11-03

17