细菌素Paracin 1.7的纯化与性质研究

摘要：【目的】分离纯化（Lactobacillus paracasei）HD1.7所产生的细菌素并分析其特性。【方法】细菌素Paracin 1.7的纯化采用色谱技术,其分子量检测采用十二烷基磺酸钠－聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）,利用琼脂扩散法测定细菌素活力。【结果】Paracin 1.7分离于我国传统发酵食品酸菜发酵液中,其产生菌为副干酪乳杆菌。 Paracin 1.7可以抑制其它微生物的生长,为细菌素。该菌在稳定期可产生大量Paracin 1.7。经过阳离子交换层析、凝胶过滤层析以及高效液相色谱（HPLC）,对该细菌素进行了初步纯化,并经Tricine-SDS-PAGE检测其分子量大约为11 kDa。Paracin 1.7抑菌谱较广,其抑菌范围包括Proteus, Bacillus, Enterobacter, Staphylococcus, Escherichia, Lactobacillus, Microccus, Pseudomonas, Salmonella, Saccharomyces,其中有些为食品源致病菌。该细菌素在酸性及高温下稳定,对几种蛋白质酶敏感。该细菌素对敏感菌株的作用方式为抑菌。在4oC保存4个月后,Paracin 1.7的抑菌活性保持稳定。【结论】基于细菌素Paracin 1.7的性质,该细菌素可用作食品防腐剂。     

细菌素Paracin 1.7的纯化与性质

[目的]分离纯化(Lactobacillus paracasei)HD1.7所产生的细菌素并分析其特性.[方法]细菌素Paracin1.7的纯化采用色谱技术,其分子量检测采用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE),利用琼脂扩散法测定细菌素活力.[结果]Paracin 1.7分离于我国传统发酵食品酸菜发酵液中,其产生菌为副干酪乳杆菌.Paracin 1.7可以抑制其它微生物的生长,为细菌素.该菌在稳定期可产生大量Paracin 1.7.经过阳离子交换层析、凝胶过滤层析以及高效液相色谱(HPLC),对该细菌素进行了初步纯化,并经Tricine-SDS-PAGE检测其分子量大约为11 kDa.Paracin 1.7抑菌谱较广,其抑菌范围包括Proteus,Bacillus,Enterobacter,Staphylococcus,Escherichia,Lactobacillus,Microccus,Pseudomonas,Salmonella,Saccharomyces,其中有些为食品源致病菌.该细菌素在酸性及高温下稳定,对几种蛋白质酶敏感.该细菌素对敏感菌株的作用方式为抑菌.在4℃保存4个月后,Paraein 1.7的抑菌活性保持稳定.[结论]基于细菌素Paracin 1.7的性质,该细菌素可用作食品防腐剂.     

应用数学统计法优化副干酪乳杆菌HD1.7固定化细胞制备和产细菌素发酵

摘要：【目的】应用数学统计法对副干酪乳杆菌HD1.7的固定细胞制备和发酵条件进行优化,以提高细菌素产量。【方法】用26?2部分因子分析法筛选对细菌素产量影响显著的因子,发现海藻酸钠浓度、接种量和发酵时间对细菌素的产生影响显著。利用最陡爬坡法逼近最大响应区域。用Box-Behnken设计确定最佳海藻酸钠浓度、接种量和发酵时间,并进行分批重复发酵。【结果】固定化生产细菌素的最佳条件是海藻酸钠浓度2.8%、CaCl2浓度5%、固定化时间4 h、菌体包埋量1/20、发酵时间63 h和固定化细胞的接种量8.2%,在此基础上用固定化细胞进行分批重复发酵,每批细菌素的发酵周期为24 h,产量为游离发酵的70%,比游离细胞发酵周期缩短1/2。【结论】通过对固定化细胞制备和发酵条件的优化,固定化细胞在327 h的分批重复发酵中细菌素的总体产量比游离细胞提高了19%,发酵液中无明显细胞渗漏现象且实现了细胞的重复利用,为细菌素的进一步研究和最终提取奠定了基础。     

群体感应系统调控乳酸菌细菌素合成的研究进展

乳酸菌细菌素具有广谱的抑菌活性,但其合成量低,限制了行业应用。群体感应是细胞间的通信过程,细菌通过感知信号分子浓度变化,调控相关的生物学过程。三组分系统在调控细菌素合成的过程中发挥了核心作用。本文中,笔者综述了调控乳酸菌细菌素合成的三组分系统的组成、Ⅰ类和Ⅱ类细菌素合成调控的基因与结构的差异性以及细菌密度和共培养等因素对细菌素的合成的影响,以阐明乳酸菌素合成的群体感应调控机制,对于其在食品、生物和医疗领域的应用都有重要的意义。     

黄河鲤水产细菌的分离及其毒力因子和群体感应信号分子的检测

【背景】水产细菌病害制约水产养殖业健康发展,群体感应与细菌毒力因子的产生密切相关,群体感应调控细菌的毒力因子特性值得进一步研究。【目的】探究群体感应与黄河鲤细菌病害的关系,明确群体感应对细菌毒力因子特性的影响。【方法】通过16S rRNA基因测序并构建系统进化树确定筛选菌株的进化地位,通过脱脂牛奶平板法和偶氮酪蛋白法检测菌株胞外蛋白酶活力,采用结晶紫染色法对菌株的生物膜形成能力进行测定,通过报告菌株BB170和CV026分别测定菌株产信号分子AI-2和高丝氨酸内酯的能力,外源添加高丝氨酸内酯检测信号分子对菌株胞外蛋白酶活力和生物膜形成能力的影响。【结果】哈夫尼亚菌(Hafnia sp.) Z11和气单胞菌(Aeromonas sp.) Z12具有高水平的胞外蛋白酶活力和生物膜形成能力,能够分泌AHLs信号分子且具有菌体密度依赖性。外源添加HSL对菌株毒力因子特性有不同程度的影响,外源添加高浓度的N-丁酰基高丝氨酸内酯(C4-HSL)和N-己酰基高丝氨酸内酯(C6-HSL)能够分别提高菌株Z11和Z12的胞外蛋白酶活力和生物膜形成能力。【结论】高浓度群体感应信号分子AHLs对哈夫尼亚菌和气单胞菌胞外蛋白酶活性有促进作用,说明该2种菌的群体感应现象可能会影响其毒力。     

海洋弧菌(Vibrio sp.)LA-05发酵液粗提物的群体感应抑制活性及其发酵条件优化

【背景】海洋微生物代谢产物被认为是发掘新型天然活性物质的潜在来源,其中不可避免地包含新型群体感应抑制剂(quorum sensing inhibitors, QSIs)。响应面法是运用多元二次回归模型拟合各因素和响应值之间的函数关系,对各因素及其交互作用进行评价,可有效地从影响代谢产物发酵条件的各因素中预测出最佳条件。【目的】以紫色杆菌(Chromobacterium violaceum)ATCC 12472^T为指示菌株,研究海洋弧菌(Vibrio sp.)LA-05发酵液粗提物的群体感应抑制活性。在单因素试验基础上,应用响应面法对菌株发酵条件进行优化,以提高其发酵代谢产物中活性物质的产量。【方法】使用琼脂平板扩散法进行初筛后,通过分析发酵液粗提物对紫色杆菌生长曲线及紫色素产量的影响研究其群体感应抑制活性。在单因素试验基础上,采用Box-Behnken设计原则,以紫色素抑制率为响应值,通过响应面试验优化菌株发酵条件,从而提高其发酵液中活性物质的产量。【结果】在基本不影响紫色杆菌正常生长的浓度范围内,粗提物可不同程度地抑制紫色素的产生。模型预测结果表明,最优发酵条件...     

细菌群体感应与Ⅱ类乳酸菌细菌素的合成调控

Ⅱ类乳酸菌细菌素具有抑菌谱广,尤其对单核细胞增生李斯特菌表现出强抑制作用,被视为一类新型、安全的天然食品防腐剂,具有广泛应用前景,但合成量低是目前限制其应用的瓶颈之一。群体感应是细菌细胞间的相互交流,从而感知自身信号分子浓度进行基因表达调控的一种生理行为,已经证明乳酸菌群体感应系统能调控细菌素的合成。本文综述了细菌群体感应调控机制及其对乳酸菌细菌素生物合成调控的作用,为通过群体感应系统调控提高乳酸菌细菌素的产量提供思路。     

产Ⅱ类细菌素乳酸菌群体感应及其应用

群体感应(quorum sensing,QS)是微生物通过感知与细胞密度相关的信号分子的浓度来调控基因表达的一种行为。许多产Ⅱ类细菌素乳酸菌通过自诱导肽介导的QS系统调控其细菌素的合成。本文综述了乳酸菌Ⅱ类细菌素合成的QS调控现象、调控机制、QS系统组分以及QS的应用。产Ⅱ类细菌素乳酸菌QS的研究,必将为揭示发酵调控机理、调控发酵过程提供新的研究平台,为食品级基因表达系统的开发提供新的选择。     

应用数学统计法优化副干酪乳杆菌HDl.7固定化细胞制备和产细菌素发酵

[目的]应用数学统计法对副干酪乳杆菌HD1.7的固定细胞制备和发酵条件进行优化,以提高细菌素产量.[方法]用2(6-2)部分因子分析法筛选对细菌素产量影响显著的因子,发现海藻酸钠浓度、接种量和发酵时间对细菌素的产生影响显著.利用最陡爬坡法逼近最大响应区域.用Box-Behnken设计确定最佳海藻酸钠浓度、接种量和发酵时间,并进行分批重复发酵.[结果]固定化生产细菌素的最佳条件是海藻酸钠浓度2.8%、CaC2,浓度5%、固定化时间4 h、菌体包埋量1/20、发酵时间63 h和固定化细胞的接种量8.2%,在此基础上用固定化细胞进行分批重复发酵,每批细菌素的发酵周期为24 h.[结论]通过对固定化细胞制备和发酵条件的优化,固定化细胞在327 h的分批重复发酵中细菌素的总体产量比游离细胞提高了19%,发酵液中无明显细胞渗漏现象且实现了细胞的重复利用,为细菌素的进一步研究和最终提取奠定了基础.     

细菌密度阈值感应现象的研究

细菌通过复杂的信号传递系统进行着信息交流.细菌的密度阈值感应现象(quorum sensing,QS)是这一信号系统的重要组成部分.细菌通过释放,发现,接受信号分子而实现这一途径.这些信号分子被称为自体诱导分子(autoinducers,AI).通过自体诱导分子细菌可以分辨细胞密度的大小,并通过控制基因的表达而调节细菌的数量.这一过程被称为细菌的密度阈值感应现象.通过这一机制,细菌可以调控整个细菌菌落的基因表达.细菌的密度阈值感应现象使真核生物与原核生物之间的界限变得模糊,细菌可以像多细胞生物一样拥有许多作为个体细菌不可能拥有的特性.细菌的许多行为都受到密度阈值感应机制的调控,如共生现象,毒力因子的表达,耐药性的产生及生物膜的形成等等.研究表明正是通过这种密度阈值感应现象,无论是高度特异的密度阈值感应现象还是普遍存在的密度阈值感应现象,实现了细菌与细菌之间的交流.原核生物与真核生物都不可避免地受到密度阈值感应现象的影响.竞争细菌及易感的真核生物宿主可以通过分泌破坏自体诱导分子或产生自体诱导分子抗体来破坏细菌的密度阈值感应系统而对抗细菌的入侵.     

海绵共栖细菌NJ6-3-1基于群体感应调控的抗菌活性

[目的]选择一株海绵共栖细菌Pseudoalteromonas sp.NJ6-3-1,研究其抗菌物质的代谢是否受到群体感应的调控.[方法]我们研究了在不同生长条件细菌NJ6-3-1代谢物的抗菌活性与细胞密度的关系;通过模拟自然的竞争环境,研究了低密度条件下的细菌NJ6-3-1与外源细菌Staphylococcus aureus共培养时的抗菌活性情况.[结果]实验发现细菌NJ6-3-1代谢抗菌物质的行为与细胞密度密切相关,只有当细胞密度达到一定的阈值OD630=0.4时,NJ6-3-1才能代谢抗菌物质;同时发现外源病原菌S.aureus代谢产物中存在某种信号分子,能诱导NJ6-3-1在不产生抗菌物质的生长条件下代谢抗菌物质.[结论]以上结果初步说明NJ6-3-1的抗菌活性受到种内和种间群体感应系统的调控.     

贝莱斯芽孢杆菌RJW-5-5的分离鉴定及细菌素、抗菌肽基因簇挖掘

【背景】化学防治污染日益严重,作物抗性、农药残留、病害再生现象越来越普遍,因此筛选新型生防菌株及研究其抗菌物质已成为热点。【目的】筛选出一株对禾旋孢腔菌等植物病原菌具有生防功能的贝莱斯芽孢杆菌,挖掘其调控合成细菌素、抗菌肽(RiPPs)的基因簇。【方法】通过分离筛选、对峙培养等方法筛选出菌株,通过全细胞脂肪酸和Biolog分析法以及分子生物学方法进行菌株鉴定。利用Illumina NovaSeq 6000平台进行全基因组序列测定,通过BAGEL4挖掘潜在的细菌素、RiPPs基因簇及潜在的作用机制。【结果】菌株RJW-5-5对禾旋孢腔菌的抑制效果最好,抑制率可达78.4%,对疫霉菌、菊池链格孢等病原菌均有较好的抑制作用,利用NCBI网站的BLAST功能对所测的16S rRNA基因和rpoB基因序列进行同源性分析,鉴定菌株RJW-5-5为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。BAGEL4分析菌株RJW-5-5全基因组序列含有合成Lasso_peptide、Cerecidin、Sactipeptides以及Propionicin_SM1的基因簇,其中Propionicin_SM1为首次在芽孢杆菌属中发现,能够合成双功能蛋白TrpGD、二硫还原酶、2-氧戊二酸脱氢酶E1组分等。【结论】菌株RJW-5-5能够抑制多种农作物病害,具有多种羊毛硫抗生素、套索肽、细菌素等抗菌肽基因簇,具有广阔的发展前景及应用潜力。     

Human defensin 5 disulfide array mutants: disulfide bond deletion attenuates antibacterial activity against Staphylococcus aureus

Human α-defensin 5 (HD5, HD5(ox) to specify the oxidized and disulfide linked form) is a 32-residue cysteine-rich host-defense peptide, expressed and released by small intestinal Paneth cells, that exhibits antibacterial activity against a number of Gram-negative and -positive bacterial strains. To ascertain the contributions of its disulfide array to structure, antimicrobial activity, and proteolytic stability, a series of HD5 double mutant peptides where pairs of cysteine residues corresponding to native disulfide linkages (Cys(3)-Cys(31), Cys(5)-Cys(20), Cys(10)-Cys(30)) were mutated to Ser or Ala residues, overexpressed in E. coli, purified, and characterized. A hexa mutant peptide, HD5[Ser(hexa)], where all six native Cys residues are replaced by Ser residues, was also evaluated. Removal of a single native S-S linkage influences oxidative folding and regioisomerization, antibacterial activity, Gram-negative bacterial membrane permeabilization, and proteolytic stability. Whereas the majority of the HD5 mutant peptides show low micromolar activity against Gram-negative E. coli ATCC 25922 in colony counting assays, the wild-type disulfide array is essential for low micromolar activity against Gram-positive S. aureus ATCC 25923. Removal of a single disulfide bond attenuates the activity observed for HD5(ox) against this Gram-positive bacterial strain. This observation supports the notion that the HD5(ox) mechanism of antibacterial action differs for Gram-negative and Gram-positive species [Wei et al. (2009) J. Biol. Chem. 284, 29180-29192] and that the native disulfide array is a requirement for its activity against S. aureus.     

稳定表达禽β防御素6的DF-1细胞系的建立及其抑菌活性

【背景】禽β防御素6是禽体内分泌的一类抗菌肽,在抵抗病原入侵和免疫调节中发挥着重要作用,但其常规表达方式效率较低,难以在产业化生产中加以应用。【目的】建立稳定表达AvBD6的细胞系,并检测其表达产物对耐药大肠杆菌的抗菌活性,为其他防御素表达提供参考。【方法】利用显微镜观察构建真核重组表达载体pLOV-eGFP-AvBD6转染至293T细胞后的转染效率;收集293T细胞上清液并感染DF-1细胞,通过嘌呤霉素加压筛选稳定表达株;利用RT-PCR和Western Blot分别检测目的基因在转录水平和蛋白水平的表达情况;利用扫描电镜观察细胞培养上清液对耐药大肠杆菌的抗菌效果及其对菌体的损伤。【结果】成功构建重组表达载体pLOV-eGFP-AvBD6,筛选出稳定表达AvBD6的DF-1细胞系,而且目的基因在转录水平和蛋白水平均有表达;细胞培养上清显著降低大肠杆菌和副伤寒沙门菌存活率,对金黄色葡萄球菌的抗菌活性较低。【结论】建立了稳定表达AvBD6的DF-1细胞系,其表达产物对耐药大肠杆菌具有良好的抗菌效果,对推动防御素的应用提供技术支持。     

高产紫杉醇菌株的诱变选育及其差异表达基因消减cDNA文库的构建

[目的]选育高产紫杉醇菌株,并构建选育到的高产紫杉醇菌株与出发菌株HD1-3差异表达的cDNA消减文库.[方法]分别采用硫酸二乙酯和紫外线与硫酸二乙酯复合诱变处理菌株HD1-3孢子;以选育到的高产紫杉醇菌株为tester,菌株HD1-3为driver,应用抑制性消减杂交技术构建选育到的高产紫杉醇菌株与菌株HD1-3差异表达的cDNA消减文库.[结果]试验确定的Nodulisporium sylviforme紫杉醇产生菌HD1-3孢子复合诱变的适宜条件为:将106cfu/mL孢子悬液经过8%硫酸二乙酯处理15 min后,在电磁搅拌下,用紫外灯(30 w,距离30 cm)照射处理45 s,获得了1株遗传性状稳定、高产紫杉醇的突变株--UD14-11,其紫杉醇产量从出发菌株HD1-3的232.73±4.61μg/L提高至312.81±7.51μg/L;构建的文库滴度为1.2×107cfu/mL,阳性克隆率75.3%,片段大小主要集中在300 bp-1.0kb.[结论]选育到了1株遗传性状稳定、高产紫杉醇突变株;成功地构建了高产紫杉醇菌株UD14-11与菌株HD1-3差异表达的cDNA消减文库,为寻找、分离微生物生物合成紫杉醇相关基因和利用基因工程或代谢工程手段定向设计改造菌株奠定基础.     

副干酪乳杆菌响应调节蛋白基因克隆与序列分析

根据HPK10亚家族氨基酸序列相似的特点,设计2对引物获得Lactobacillus paracasei HD1．7的HPK10亚家族保守区域序列,此片段长为330bp。根据此序列进行比对分析并设计简并引物,扩增获得整个响应调节蛋白（RR）序列,长为807bp。利用生物信息学软件对此序列进行了同源性分析、氨基酸组成分析、疏水性分析、磷酸化位点预测、CDS分析及二、三级结构预测。结果表明,该克隆片段为L．paracasei HD1．7的响应调节蛋白。     

一株耐受低pH光滑球拟酵母RT-6的生理特性

摘要：【目的】 研究一株耐受pH 1.91的光滑球拟酵母 (Torulopsis glabrata) RT-6的生理特性。【方法】在不同的pH条件下,对比分析原菌CCTCC M202019和突变株RT-6胞内pH、胞内ATP水平、H+-ATPase酶活、膜脂肪酸组成和聚磷酸盐含量等生理学特性的差异。【结果】与原菌比较,突变株RT-6：(1)生物量和丙酮酸产量分别提高了60.6 %和85.4 % (56 h);(2) 在胞外pH5.0、4.5、4.0时,胞内pH极显著高于原菌;(3)胞内ATP、H+-ATP     

基于化学遗传学筛选产萘醌类化合物内生放线菌

【目的】为探究含具有抗肿瘤活性的美登素的滑桃(Trewia nudiflora)种子中内生放线菌的多样性,以及从内生放线菌中寻找萘醌类化合物产生菌。【方法】利用放线菌富集筛选培养基对经消毒处理的滑桃种子进行内生菌分离,根据菌落形态及16S rRNA基因序列分析进行菌种的分类鉴定。通过对所分离到的内生放线菌拮抗模式病原细菌(金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌)、作物病原真菌(小麦赤霉菌、水稻纹枯病致病菌等)活性检测,以及萘醌类化合物合成关键基因为探针定向筛选萘醌类化合物产生菌。【结果】从分离到的100余株滑桃种子内生菌中鉴定出66株以链霉菌为主的放线菌,发现Streptomyces sp.HTZ27菌株含有目标基因,经固体发酵、化合物分离纯化、鉴定后,发现该菌发酵产物中有呋喃萘醌I,得率接近5 mg/L。【意义】本研究采用的化学遗传学方法可有效提高筛选目标化合物产生菌的效率,所筛选到FNQ I产生菌为深入研究呋喃萘醌类化合物生物合成与调控、抗肿瘤分子机理以及产业化应用等创建了有利条件。