一、海洋微生物豐富的背景
海洋是生命最初的起源之地，也是一些結構特殊、功能獨特的天然產物的來源，這些物質主要積累在生物體中。如今的海洋占據了地表的71%，其中生存著數以億計的獨特海洋微生物。它們中絕大多數目前尚不為人所知，已知的極小部分中仍有大部分難以在實驗室中培養。然而，在為數不多可培養的海洋微生物中，科學家們便已取得了豐碩的成果。它們中的某些化學物質具有藥理活性，可用于癌癥等疾病的治療，有些則對化妝品行業有所裨益，還有的在食品保鮮領域，海洋微生物源天然產物因具有安全、無毒、高效等優點被廣泛使用，同時部分海洋微生物對新型材料的研究至關重要……種種跡象表明，海洋微生物產物的研究與利用將在不久的將來大放異彩。
二、海洋微生物的生存環境與采集
海洋環境覆蓋了廣泛的熱區間(從冰點以下的南極水域到350℃的海底熱泉)、壓力范圍(1pa-1000pa)與營養區(寡營養到富營養)，且擁有廣泛的光和非光性區。環境的差異促進了從微生物到哺乳動物的各系統發育層面的廣泛物種形成，而潛水技術的改進與遠程操作儀器的開發使海洋樣本的采集更加便捷安全。
三、有關海洋微生物的具體事例
1.抗菌治療
鞭毛蟲Goniodoma pseudogoniaulax是一種從海洋中得到的微生物，其體內產生的角泥蛋白A是一種抗真菌聚醚大內酯，以被證明可以抑制血管形成，且在體內具有活性。從庫拉索L. majusculata收藏的有機提取物中純化出了一種獨特的含硫代唑烷化合物庫拉辛A，該物質被發現為一種極為強效的抗增生劑，可抑制微管蛋白的集合，而微管蛋白對包括乳腺癌在內的某些來源細胞系具有一定的選擇性。從采自珊瑚藻的葡萄球菌屬菌株培養液中，一種新的環脂肽被分離出來，在實驗中其表現出了顯著的抗真菌活性
鞭毛蟲圖像(來自網絡)
2.化妝品行業
多種海洋細菌體內產生的化學物質可應用于化妝品行業。由海洋浮游藍綠色細菌產生的色素——生物天龍葡萄糖能夠保護皮膚免受紫外線-A輻射的不良影響，因此被用于防曬霜的配方中;而4-羥基苯甲酸酯因其對人體毒性低且擁有抗菌活性的特點，已被廣泛用作食品、制藥和化妝品行業的防腐劑
海洋藍綠色浮游細菌(來自網絡)
3.食品保鮮方面
海洋微生物源天然產物種類豐富、結構復雜，包括萜類、酮類、多糖、蛋白質、酯類、酚類及其他化合物等，具有優異的抗菌、抗氧化、抗炎及抑制生物膜形成等活性。海洋源乳酸菌產生的苯乳酸通過抑制李斯特菌細胞壁聚糖單體組裝酶、轉肽酶和轉糖苷酶活性，干擾肽聚糖的組裝和交聯，降低細胞壁中肽聚糖含量，抑制李斯特菌的生長，從而延緩豬肉、牛奶的腐敗變質，延長其貨架期。
海洋源乳酸菌(來自網絡)
4.新型研究方向
在某些尚未得到研究的領域，海洋微生物同樣擁有潛力大放異彩。據研究報道，多種海洋微生物(如放線菌、真菌、細菌、微藻酵母和藍細菌)采用不同的技術和表征方法合成納米顆粒(主要為銀納米顆粒)，部分報道涉及鉛納米顆粒。這些研究為進一步研究和潛在藥物開發提供了基礎。
四、海洋微生物產物介紹
1、 多糖類
目前常見的多糖包括殼聚糖、果膠糖、卡拉膠寡糖及海藻酸鹽等，因良好的水溶性、成膜性和抗菌性,可單獨或與其他活性劑、抗菌劑等聯合制備食品包衣薄膜用于食品保鮮。
2、蛋白質類
蛋白質類物質包括細菌素、溶菌酶等，通過破壞細胞壁膜結構完整性，引起內容物泄露,抑制細菌和霉菌的生長。
3、酯類
海洋微生物產生大量酯類化合物，如納他霉素、對羥基苯甲酸(4‐hydroxybenzoate esters，4HBA)酯及衍生物、羥基脂肪酸酯等，具有較好的抗菌、透氣性、生物可降解活性等。
4、酚類
海洋微生物中富含酚類化合物，具有較強的抗氧化和抗菌等活性。
5、其他化合物
海洋微生物源次級代謝產物如類胡蘿卜素、酮類、脂肪酸類等，同樣展示出良好的生物活性。
參考文獻：
1.《海洋微生物源天然產物在食品保鮮中的應用研究進展》----蔣金林，龔寧靜，朱垚燚，夏穎帆，裴金鳳
2.Marihysin B, a new cyclic lipopeptide from culture broth ofStaphylococcussp. - antimicrobial and glucoamylase inhibitory activities----Amgad I.M.Khedr,Gamal A. Mohamed,Sabrin R. M. Ibrahim,Reda F. A. Abdelhameed,Tagyedeen H Shoaib,Abdulrahim A. Alzain,Koji Yamada,Mohamed S. Refaey
3.海洋微生物の生理活性物質----小林淳一,石橋正己,繁森英幸
4.Marine Microorganisms: Potential Application and Challenges
5.Marine microbes: Invisible nanofactories----SyedBaker，B.P.Harini，S.Satish
本文作者：廈門大學2025級本科生李享、羅非寒。本文由海洋負排放(ONCE)國際大科學計劃、廈門大學碳中和創新研究中心支持。
責編：微科普