ε-聚赖氨酸对阪崎克罗诺杆菌细胞结构与生物被膜形成的影响北大核心CSCD

ε-聚赖氨酸(ε-polylysine,ε-PL)作为一种抗菌活性强、安全性高、热稳定性好的阳离子型天然多肽,已作为安全的食品防腐剂受到关注。以阪崎克罗诺杆菌(Cronobacter sakazakii)为供试菌株,揭示ε-PL的抑菌机理,为细菌耐药性和食品防腐措施研究提供理论支持。研究了ε-PL作用下对阪崎克罗诺杆菌的最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)、细胞膜壁通透性、细胞表面疏水性及运动性等生理特性的影响,并利用透射电子显微镜对ε-PL作用下的细菌细胞形态变化进行了观察,在此基础上,探究了ε-PL对阪崎克罗诺杆菌生物被膜(biofilm,BF)的抑制和清除作用效果,并利用荧光染色显微观察清除后被膜菌通透性的改变。ε-PL对阪崎克罗诺杆菌的抑菌活性具有浓度依赖性,ε-PL对阪崎克罗诺杆菌ATCC51329的MIC为256 μg/mL。ε-PL能够增强细胞膜壁通透性,使其细胞内容物如核酸、碱性磷酸酶等大量渗出,从而表现对阪崎克罗诺杆菌的杀菌作用。同时ε-PL能够降低阪崎克罗诺杆菌的表面疏水性和运动性,进而影响阪崎克罗诺杆菌生物被膜的形成。ε-PL对阪崎克罗诺杆菌生物被膜抑制和清除的作用效果显著,结合物理振荡,可大大提高生物被膜清除效率。ε-PL能够破坏阪崎克罗诺杆菌的细胞结构,从而达到抑菌效果。ε-PL能够降低阪崎克罗诺杆菌细胞表面的疏水性、运动性,进而ε-PL能够抑制生物被膜的形成,对成熟生物被膜也具有清除作用。     

链霉菌ε-聚赖氨酸发酵过程中的氧化胁迫效应

【目的】探究ε-聚赖氨酸(ε-PL)产生菌对p H和ε-PL的耐受性、氧化胁迫与ε-PL合成之间的关系。【方法】选取3株ε-PL产生菌Streptomyces sp.AF3-44、Streptomyces sp.AS32和Streptomyces albulus F15,比较其在发酵性能、p H和ε-PL耐受性以及抗氧化胁迫能力上的差异,并对菌株发酵过程的活性氧成因进行分析。【结果】在3株菌中AF3-44具有最强的p H和ε-PL耐受性及抗氧化胁迫能力,因而在发酵后期能够保持良好的细胞活性和最高的ε-PL浓度;ε-PL引起的氧化胁迫主要发生在发酵前期,而发酵中后期氧化胁迫的产生主要由酸性p H导致。【结论】提高链霉菌ε-PL发酵过程中的抗氧化胁迫能力,可提升菌体活力和发酵水平。     

链霉菌M-Z18膜蛋白ε-聚赖氨酸降解酶的分离纯化、酶学性质及应用

【目的】研究链霉菌Streptomyces sp.M-Z18ε-聚赖氨酸降解酶(Pld)的分离纯化及其生理生化特性,并利用该酶制备低聚合度ε-聚赖氨酸(ε-PL)。【方法】菌体细胞经超声破碎、NaSCN溶解和HiTrapTMButyl HP疏水层析制备到Pld,随后研究了其酶学性质、动力学和降解ε-PL过程,最后利用常量稀释法比较了不同聚合度范围ε-PL的最小抑菌浓度。【结果】从Streptomyces sp.M-Z18细胞膜上分离纯化到Pld,纯化倍数为80.4倍,回收率达到59.3%。以L-赖氨酰对硝基苯胺为底物,酶促反应的最适温度为37℃,最适pH为7.0,动力学常数Km为0.621 mmol/L,Vmax为701.16 nmol/min·mg;酶活在pH 7.0-10.0和50℃以下稳定。降解ε-PL实验发现,纯化到的Pld以内切方式降解ε-PL。抑菌实验表明,高聚合度ε-PL(30-35)对细菌的抑制效果较好,而低聚合度ε-PL(8-20)更有利于抑制酵母菌的生长,各种聚合度ε-PL对霉菌的生长抑制均较差。【结论】从ε-PL产生菌中分离纯化到内切型ε-PL降解酶,发现不同聚合度范围ε-PL对微生物的抑制能力存在显著差异。     

聚赖氨酸的研究进展

聚赖氨酸(ε-PL)是由20～35个赖氨酸残基通过α-羧基和ε-氨基聚合成的具有抑菌功效的多肽。它具有安全性高、对革兰氏阳性菌,革兰氏阴性菌,真菌等都有广泛的抑制繁殖作用等优点且热稳定性,水溶性好。在食品保鲜防腐、医学等方面都有广泛的应用。     

聚赖氨酸的研究进展

聚赖氨酸(ε-PL)是由20～35个赖氨酸残基通过α-羧基和ε-氨基聚合成的具有抑菌功效的多肽.它具有安全性高、对革兰氏阳性菌,革兰氏阴性菌,真菌等都有广泛的抑制繁殖作用等优点且热稳定性,水溶性好.在食品保鲜防腐、医学等方面都有广泛的应用.     

一株ε-多聚赖氨酸产生菌的筛选与鉴定

【目的】筛选和鉴定产ε-多聚赖氨酸(ε-polylysine,ε-PL)的放线菌菌株,测定所产ε-PL的结构和聚合度,研究其抑制微生物生长的效果。【方法】利用亚甲基蓝和ε-PL因静电排斥而形成透明圈原理筛选ε-PL产生菌,采用Itzhaki方法复筛。考察分离菌株的形态、生理生化特征和16SrRNA基因、gyrB基因序列的同源性鉴定菌种。结合其波谱特征对其所产ε-PL进行结构和聚合度鉴定。采用抑菌圈法考察所产ε-PL对7株指示菌的抑菌活性。【结果】获得3株能够产生ε-PL的放线菌,其中X-18的ε-PL产量最高,达到0.8g/L,综合形态、生理和分子生物学分析结果,鉴定为白色链霉菌(Streptomyces albulus)。根据波谱学特征,并与标准品比对,证实该ε-PL分子聚合度为25–30,抑菌实验结果显示,它对细菌的抑菌效果明显好于真菌。【结论】从土壤中分离到1株抑菌效果较好的ε-PL产生菌S. albulus X-18,丰富了ε-PL产生菌资源。     

ε-聚赖氨酸高产菌选育与发酵性能评价

【目的】选育ε-聚赖氨酸(ε-PL)高产菌,并探究不同碳源对其发酵性能的影响。【方法】借助基因组重排和核糖体工程两种育种手段强化ε-PL产生菌的合成能力,并利用p H冲击工艺评价不同碳源对ε-PL发酵的影响。【结果】经过4轮基因组重排和4轮核糖体工程连续选育,获得1株高产突变株Streptomyces albulus GS114,其摇瓶ε-PL产量达到3.0 g/L,较出发菌提高了1.7倍。该改造菌株在5 L发酵罐中分别以葡萄糖和甘油为碳源进行192 h的补料-分批发酵时,ε-PL发酵产量分别达到了43.4 g/L和45.7 g/L,较出发菌提高了11.0%和14.9%,而菌体量分别减少了24.0%和33.2%,ε-PL得率提高了34.2%和30.7%。【结论】基因组重排结合核糖体工程育种是一种有效的ε-PL高产菌选育手段,研究结果将为ε-PL高产菌改造和工业生产碳源选择提供直接指导。     

ε-聚赖氨酸高产改造菌发酵过程分析与工艺改进

ε-聚赖氨酸(ε-PL)是我国新近批准的一种天然食品防腐剂,由链霉菌好氧发酵制备而来。通过传统育种手段强化产生菌ε-PL合成能力是提高其发酵水平的重要途径,然而高产改造菌与出发菌株发生的生理改变却很少被关注。本研究从培养特征,营养需求和发酵过程参数等方面进行比较与分析,发现高产菌株Streptomyces albulus GS114具有需氧量小、菌体量低、ε-PL产量高、单位菌体ε-PL合成能力强、转化率高等特点。为了进一步提高S.albulus GS114的ε-PL产量,通过提高pH冲击策略中预培养p H增加其菌体量,实现ε-PL产量达到53.49 g/L,较优化前提高了11.9%。研究结果将为ε-PL工业化生产奠定基础。     

氨基酸对禾粟链霉菌生物合成ε-聚赖氨酸的影响

为了探索氨基酸对Streptomyces graminearus LS-B1以葡萄糖发酵生产ε-聚赖氨酸(ε-PL)的影响,分别在发酵过程中添加了16种常见氨基酸.研究结果表明,苯丙氨酸(Phe)、精氨酸(Arg)、酪氨酸(Tyr)、甘氨酸(Gly)、天冬酰胺(Asn)、色氨酸(Try)6种氨基酸对ε-PL合成有一定的...     

聚-ε-赖氨酸高产菌株的筛选及其发酵工艺的初步研究

利用亚甲基蓝平板初筛、摇瓶复筛,从土壤中筛选了一株聚-ε-赖氨酸(ε-PL)高产菌株,ε-PL摇瓶产量大于2g/L,经初步鉴定该菌株为白色链霉菌(Streptomyces albulus)。对该菌株发酵生产ε-PL的培养基成分进行初步研究表明:葡萄糖是最好的碳源,酵母粉和硫酸铵是最佳的复合氮源,在优化培养基下,ε-PL摇瓶产量达到3.9g/L。     

基于pH调节和有机氮源流加调控补料分批发酵过程提高ε-聚赖氨酸产量

为了解决ε-聚赖氨酸(ε-PL)补料分批发酵过程中后期ε-PL产率下降的问题,提出了在补料阶段利用调节p H值和流加有机氮源(酵母粉)两种手段来提高ε-PL产率。利用上述两种策略,实现ε-PL平均产率分别达到4.62 g/(L·d)和5.16 g/(L·d),较未调控补料分批发酵(典型补料分批发酵)分别提高了27.3%和42.15%;同时,实现ε-PL产量分别达到36.95 g/L和41.32 g/L,较未调控补料分批发酵分别提高了27.4%和42.48%。进一步细胞活性染色和关键酶活性分析发现,两种策略均能显著提高细胞活力和关键酶活性。该研究结果表明,在发酵中后期通过调节p H值和流加酵母粉两种措施能够显著增强细胞活性和产生菌代谢能力,从而达到提高ε-PL产率和产量的目的。     

聚-ε-赖氨酸补料发酵的初步研究

在5L自动发酵罐中,通过分批发酵和补料分批发酵,对白色链霉菌(Strepomyces albulus)生物合成聚-ε-赖氨酸(ε-PL)进行了初步研究。结果表明,在分批发酵中,利用pH控制策略,ε-PL产量从0.6 g/L提高到2.4 g/L。在分批补料发酵中,采用pH控制策略,当糖浓度在10g/L以下,补加葡萄糖和硫酸铵,则菌体大量生长,ε-PL产量提高到16.81 g/L,为分批培养的27倍。     

豆豉中高效抑菌活性乳酸菌的筛选及其抑菌研究

目的从云南传统发酵豆豉中分离乳酸菌,并从中筛选具有高抑菌活性的菌株,进一步研究其抑菌谱,并初步分析其抑菌机制,为新型生物防腐剂的开发提供理论依据。方法应用传统纯培养技术及spot-on-lawn法从云南传统发酵豆豉中筛选得到具有抑菌作用的乳酸菌40株,并从中筛选得到1株具有高效抑菌活性的植物乳杆菌YM-4-3菌株。通过HPLC和紫外分光对其主要抑菌物质进行分析与抑菌试验。结果 YM-4-3菌株是1株具有新型生物防腐剂应用潜力的乳酸菌菌株。结论初步推测YM-4-3菌株抑菌机制为有机酸主导,细菌素和其他化学抑菌物质协同作用。     

聚-ε-赖氨酸高产菌株的筛选及其发酵工艺的初步研究

利用亚甲基蓝平板初筛、摇瓶复筛,从土壤中筛选了一株聚-ε-赖氨酸（ε-PL）高产菌株,ε-PL摇瓶产量大于2g/L,经初步鉴定该菌株为白色链霉菌（Streptomyces albulus）。对该菌株发酵生产ε-PL的培养基成分进行初步研究表明：葡萄糖是最好的碳源,酵母粉和硫酸铵是最佳的复合氮源,在优化培养基下,ε-PL摇瓶产量达到3.9 g/L。     

ε-聚赖氨酸生物制造及其在食品防腐领域的应用

ε-聚赖氨酸是由L-赖氨酸α-COOH和ε-NH2 缩合而成,由微生物合成的一种同型氨基酸聚合物.ε-聚赖氨酸是一种优良的生物防腐剂,对G+、G-、酵母菌和霉菌都有较好的抑菌效果.本文综述了ε-聚赖氨酸的来源与性质、产生菌的筛选与改造、发酵过程优化与调控、ε-聚赖氨酸分解酶、ε-聚赖氨酸合成机理和ε-聚赖氨酸酯化结构与...     

一株产ε-聚赖氨酸的白色链霉菌遗传转化体系

为了更好地研究ε-聚赖氨酸(ε-PL)生物合成的分子机制以及构建ε-PL高产基因工程菌株,拟建立一株ε-PL产生菌株Streptomyces albulus PD-1的遗传转化体系。通过对培养基类型、孢子预萌发处理、培养基中Mg2+浓度等条件进行考察,以Escherichia coli ET12567(p UZ8002)为供体菌,成功地将p IB139质粒导入S.albulus PD-1中。结果表明:质粒转化效率达到(3±0.4)×10-6个接合转化子/受体。接合子传代实验和PCR结果发现,p IB139质粒能够稳定整合在S.albulus PD-1染色体的att B位点上。本研究建立了一株ε-PL生产菌株的遗传转化体系,为从分子水平上研究ε-PL的合成及ε-PL高产菌株的构建奠定了基础。     

ε-聚赖氨酸的微生物合成与降解

ε-聚赖氨酸为一种均聚氨基酸,由单个赖氨酸分子在α-羟基和-ε氨基形成酰胺键而连接成的多聚体,目前主要通过白色链霉菌(Streptomyces albulus)的微生物合成进行生产,具有抑菌谱广、热稳定性好、在酸碱条件下稳定等特点,作者综述了ε-聚赖氨酸微生物合成的方法、可能的生物合成和降解机制等,并简要介绍ε-聚赖氨酸作为食品保鲜剂在食品和生物高分子材料在基因治疗、药物载体、基因芯片、高吸水性材料等方面的应用前景。     

ε-聚赖氨酸产生菌新菌株的筛选和产物结构鉴定

通过对Nishikawa的方法进行改进,在广东各地土样中筛选到一株产量为0.846 g/L的新ε-聚赖氨酸(ε-PL)产生菌株,命名为Str-8。对Str-8菌株进行形态、生理生化和16S rDNA分析,初步确定为不吸水链霉菌Streptomyces ahygroscopic。纯化的发酵产物通过水解、质谱、紫外光谱等性质确定为ε-PL。     

家蝇抗菌肽的抑菌动力学研究及其机理初探

利用鼠伤寒沙门氏菌针刺诱导家蝇幼虫表达抗菌肽,对抗菌肽的抑菌动力学进行研究,并通过抗菌肽样品对不同细菌动力学特性的研究出发对抗菌肽抑菌作用机制进行探讨。研究发现抗菌肽样品的活性与作用时间有关,24h内出现一到两个活性峰,同一抗菌肽样品对不同细菌的抑菌动力学有差异,抗菌肽的抑菌动力学机制应该与它的的抑菌作用机制有关。通过电镜观测、细胞磷代谢、紫外吸收物测定以及抗菌肽与细菌DNA相互作用结果可知,微生物诱导家蝇表达的抗菌肽样品不仅能够造成细菌细胞的快速坍塌破裂而且能够破坏细胞核心,与DNA结合作用。抗菌肽抑菌动力学的解释：微生物诱导产物中含有两类抗菌肽,一类抗菌肽能造成细胞膜的快速坍塌破裂形成第一个活性峰;另一类抗菌肽可进入细胞,破坏细胞核心,造成紫外吸收物大量外泄形成第二个活性峰。     

ε-多聚赖氨酸和谷胱甘肽影响抗真菌药物对烟曲霉作用效果

为了解多肽ε-多聚赖氨酸和谷胱甘肽对常见抗真菌药物体外抗人类病原真菌烟曲霉效果的影响,利用平板点菌实验、最低抑菌浓度实验中的微量液基法和E-test法,以及ROS检测等方法研究ε-多聚赖氨酸和谷胱甘肽在抗真菌药物体外抗烟曲霉过程中的作用以及可能的作用机制。通过基因定点敲除谷胱甘肽合成酶基因gcsA和gshA观察细胞内谷胱甘肽对于烟曲霉生长的重要性。结果显示,ε-多聚赖氨酸与抗真菌药物尤其是卡泊芬净和伊曲康唑呈协同作用;而谷胱甘肽则能够明显地拮抗伊曲康唑和卡泊芬净的抗烟曲霉作用。ε-多聚赖氨酸与伊曲康唑联用时菌体内的ROS含量比单独使用伊曲康唑时显著增多,而谷胱甘肽与伊曲康唑联用时菌体内的ROS含量比伊曲康唑单独使用时减少。基因敲除实验结果显示γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酸合成酶基因gcsA为烟曲霉生长必需基因,而谷胱甘肽合成酶基因gshA对生长没有明显影响。结果表明,ε-多聚赖氨酸与谷胱甘肽影响了伊曲康唑和卡泊芬净对烟曲霉的作用。ε-多聚赖氨酸通过促进伊曲康唑刺激细胞产生ROS诱导烟曲霉死亡从而实现协同作用。谷胱甘肽为细胞内必需还原型多肽,通过消除胞内伊曲康唑诱导产生的ROS从而产生拮抗作用。