壳聚糖中胺基对其抑菌性能的影响及与DNA的作用

采用抑菌圈法研究了壳聚糖对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(St.aureus)的抑菌活性。利用壳聚糖的席夫碱反应,对壳聚糖的胺基进行保护后,研究了壳聚糖中胺基对其抑菌性能的影响。同时,运用紫外吸收光谱和电化学的方法,研究了壳聚糖与DNA的相互作用,提出了壳聚糖对E.coli和St.aureus的抑菌机理。研究结果表明,壳聚糖对E.coli和St.aureus具有很好的抑制作用,且抑菌活性与其胺基有关;壳聚糖能与细胞内带负电的核酸结合,使细胞正常DNA复制生理功能受到影响,抑制细菌的繁殖,从而达到抑菌的目的。     

家蝇幼虫壳聚糖的抑菌活性及影响因子

为研究昆虫壳聚糖的抑菌活性及影响因子, 由家蝇Musca domestica幼虫制备了10个不同分子量的壳聚糖,在不同条件下分别对6种细菌作抑菌实验, 并通过测定细菌细胞膜和细胞壁的透性初步探讨了壳聚糖的抑菌机理。结果表明,分子量在21～251 kD的壳聚糖有很强的抑菌活性,抑菌活性呈现随pH的降低而增加的趋势,pH 5.5时最低抑菌浓度在0.03％～0.06%之间,Ca²⁺和Mg²⁺能够显著降低壳聚糖的抑菌作用。通过对实验结果的方差分析表明,壳聚糖的不同分子量、pH值和金属离子等外界因素都是壳聚糖抑菌活性的极显著影响因素,而菌株本身也是极显著影响因素之一。壳聚糖能够增加细胞膜通透性,造成细胞内容物的外泄。     

来自穿膜肽的新肽的抗菌活性及抑菌机制

[目的]研究基于穿膜肽和抗菌肽构效关系改造获得的新肽P7的抗菌活性及其对大肠杆菌(E.coli)的抑菌机制.[方法]微量稀释法和溶血实验分析P7的抑菌活性及其对正常细胞的细胞毒性;采用膜荧光探针、流式细胞术和扫描电镜分析P7对E.coli膜通透性、膜完整性的影响和细胞超微结构变化;通过激光共聚焦分析P7在E.coli细胞中的定位;凝胶阻滞实验测定P7与E.coli基因组DNA结合能力.[结果]P7比母肽显示更强的抑菌活性,最低抑菌浓度范围为4-32 μmol/L,且在作用浓度范围内具有较弱的溶血活性.P7可以增加E.coli外膜和内膜的通透性,使E.coli细胞膜的完整性和细胞表面结构受损.同时P7可以穿过E.coli细胞膜在细胞质聚集并与基因组DNA结合.[结论]P7通过增加E.coli内外膜通透性,穿过细胞膜与胞内DNA结合发挥抑菌活性.     

壳聚糖Fe（Ⅲ）配合物的合成、表征及抑菌性能

合成了壳聚糖Fe(Ⅲ)配合物,利用IR、UV、和TG-DTA对配合物进行了表征.研究了壳聚糖及壳聚糖铁(Ⅲ)配合物对常见的两种细菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌)的抑菌性能.结果表明:水溶性的壳聚糖在配合前后,其结构表征发生了一定的变化,并且壳聚糖铁(Ⅲ)配合物的抑菌性能比水溶性壳聚糖本身显著提高(P＜0.05).     

硫脲壳聚糖Zn(Ⅱ)配合物的制备、表征及生物活性

利用FT-IR、UV、TG-DTA和XRD手段,对合成的硫脲壳聚糖及硫脲壳聚糖-Zn(Ⅱ)配合物进行了表征,研究了壳聚糖、硫脲壳聚糖及硫脲壳聚糖-Zn(Ⅱ)配合物对细菌大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和真菌黑曲霉的抑菌性能.结果表明:合成的硫脲壳聚糖-Zn(Ⅱ)配合物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌性能比单一的壳聚糖、硫脲壳聚糖显著提高,对真菌黑曲霉亦具有较强的抑制作用.     

羧甲基壳聚糖金属配合物的抗氧化活性研究

研究了壳聚糖、羧甲基壳聚糖及3种羧甲基壳聚糖金属配合物(CMC-Cu、CMC-Co、CMC-Ag)的抗氧化活性,同时考察了金属离子含量对CMC-Cu配合物抗氧化活性的影响。结果表明:对羟自由基的清除能力依次为CMC-CuCMC-CoCMC-Ag羧甲基壳聚糖壳聚糖,清除能力随着浓度的增大而增强;对超氧负离子自由基清除能力依次为CMC-AgCMC-CuCMC-Co羧甲基壳聚糖壳聚糖,清除能力随浓度的增加而增强;还原能力依次为CMC-CoCMC-AgCMC-Cu羧甲基壳聚糖壳聚糖。Cu2+含量与CMC-Cu配合物的抗氧化活性有关。     

Yb3+-儿茶素配合物的抑菌活性及其机理探究

本文对Yb~(3+)-儿茶素配合物(Yb~(3+)-C)的合成、抑菌活性及抑菌机理展开了系统研究.结果表明,合成配合物Yb~(3+)-C的最适摩尔比为1∶4.Yb~(3+)-C的最小抑菌浓度(MIC)均显著低于Yb~(3+)和C,对大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)及沙门氏菌(Salmonella)均有较强的抑菌作用,而对金黄色葡萄球菌抑制作用更强,其MIC值低至0.0963 mmol/L.进一步研究表明,Yb~(3+)-C仅需要2 h就能杀灭细菌,可有效缩短杀菌时间.此外,扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察结果以及Yb~(3+)在细胞膜和细胞内的吸收和分布表明,Yb~(3+)-C对细胞具有更强的亲和力与穿透力,使Yb~(3+)更容易在细胞质中累积至有效浓度,从而造成细胞结构的破坏,并引起细胞凋亡.     

大肠杆菌拓扑异构酶I结合重金属的特性及功能影响

【背景】大肠杆菌拓扑异构酶Ⅰ(Escherichia coli topoisomerase I,E.coli TopA)在DNA复制、转录、重组和基因表达调控等过程发挥关键作用。研究表明E.coli TopA只有结合锌离子才具有活性,然而E.coli TopA能否结合其他金属离子尤其是重金属离子,以及结合其他金属后是否具有活性,目前仍不清楚。【目的】探究大肠杆菌拓扑异构酶Ⅰ是否结合环境中常见重金属离子,研究重金属离子结合E.coli TopA蛋白后对其活性的影响。【方法】在分别添加有锌、钴、镍、镉、铁、汞、砷、铬、铅、铜离子的M9基础培养中表达、纯化出E.coli TopA蛋白,并对纯化得到的蛋白用电感耦合等离子体质谱仪进行相应金属离子含量的测定;利用表达E.coli TopA锌指结构的突变体蛋白鉴定重金属离子的结合位点;通过体外超螺旋DNA松弛实验测定不同金属结合E.coli TopA的拓扑异构酶活性;通过测定蛋白内源性荧光推测不同金属结合E.coli TopA的空间构象差异。【结果】E.coli TopA在体内除了能结合锌和铁之外,还能够结合钴、镍、镉3种离子,但是不能结合汞、砷、铬、铅、铜离子。钴、镍、镉结合形式的E.coli TopA,每个蛋白分子最多可以结合3个相应的金属离子,他们与TopA蛋白的结合位点也是位于3个锌指结构域,而且每个锌指结构域结合1个金属离子。此外,E.coli TopA结合钴、镍、镉离子后,其DNA拓扑异构酶活性并未受到影响,可能是由于钴、镍、镉离子结合形式的E.coli TopA蛋白,其空间构象与锌结合形式相比并未发生显著变化。【结论】由于DNA拓扑异构酶在维持细胞正常生理功能中发挥关键作用,研究表明E.coli TopA的功能不会受到常见重金属的干扰(不结合或者结合后活性无影响),这也有可能是大肠杆菌在进化过程中产生的对抗环境中重金属离子毒害作用的一种自我保护和耐受机制,具有重要的生理意义。     

大肠杆菌拓扑异构酶Ⅰ结合重金属的特性及功能影响

【背景】大肠杆菌拓扑异构酶Ⅰ(Escherichia coli topoisomerase I,E.coli TopA)在DNA复制、转录、重组和基因表达调控等过程发挥关键作用。研究表明E.coli TopA只有结合锌离子才具有活性,然而E.coli TopA能否结合其他金属离子尤其是重金属离子,以及结合其他金属后是否具有活性,目前仍不清楚。【目的】探究大肠杆菌拓扑异构酶Ⅰ是否结合环境中常见重金属离子,研究重金属离子结合E.coli TopA蛋白后对其活性的影响。【方法】在分别添加有锌、钴、镍、镉、铁、汞、砷、铬、铅、铜离子的M9基础培养中表达、纯化出E.coli TopA蛋白,并对纯化得到的蛋白用电感耦合等离子体质谱仪进行相应金属离子含量的测定;利用表达E.coli TopA锌指结构的突变体蛋白鉴定重金属离子的结合位点;通过体外超螺旋DNA松弛实验测定不同金属结合E.coli TopA的拓扑异构酶活性;通过测定蛋白内源性荧光推测不同金属结合E.coli TopA的空间构象差异。【结果】E.coli TopA在体内除了能结合锌和铁之外,还能够结合钴、镍、镉3种离子,但是不能结合汞、砷、铬、铅、铜离子。钴、镍、镉结合形式的E.coli TopA,每个蛋白分子最多可以结合3个相应的金属离子,他们与TopA蛋白的结合位点也是位于3个锌指结构域,而且每个锌指结构域结合1个金属离子。此外,E.coli TopA结合钴、镍、镉离子后,其DNA拓扑异构酶活性并未受到影响,可能是由于钴、镍、镉离子结合形式的E.coli TopA蛋白,其空间构象与锌结合形式相比并未发生显著变化。【结论】由于DNA拓扑异构酶在维持细胞正常生理功能中发挥关键作用,研究表明E.coli TopA的功能不会受到常见重金属的干扰(不结合或者结合后活性无影响),这也有可能是大肠杆菌在进化过程中产生的对抗环境中重金属离子毒害作用的一种自我保护和耐受机制,具有重要的生理意义。     

茶多酚对大肠杆菌抑菌机理的研究

茶多酚(tea polyphenols,TP)是一种具有广谱抗菌作用的活性质,以大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)为研究对象,采用牛津杯实验研究茶多酚的最小抑菌浓度,并采用结晶紫实验、电导率测定、离子泄漏测定来分析TP对E.coli细胞膜通透性的影响。通过琼脂糖凝胶电泳分析TP对E.coli DNA的影响。结果显示,TP对E.coli的最小抑菌浓度为40μg/m L;结晶紫实验中,随着浓度的增大,OD590也随之增大;随着处理时间的增长,电导率随之增大,离子泄漏随之增多,说明TP可以作用于E.coli的细胞膜,能够改变其通透性。通过琼脂糖凝胶电泳分析可知TP处理后和空白对照组相比较,DNA条带出现变暗、拖尾现象,说明TP能够作用于E.coli的遗传物质DNA。     

黄芩苷镧(Ⅲ)、钇(Ⅲ)配合物的合成及生物活性研究

改进以往反应条件,合成了黄芩苷镧(Ⅲ)、黄芩苷钇(Ⅲ)配合物,利用IR、UV、LC-MS和金属元素含量测定对配合物进行了表征。采用MTT法分别考察了两种新化合物的抑菌活性(金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、沙门氏菌、白色念珠菌)和抗肿瘤活性(A549、HepG2),采用灌胃法考察化合物对小鼠的急性毒性。结果表明:黄芩苷在与金属配合后,结构表征发生了一定的变化,配合物无金属离子毒性反应,并且其抑菌、抗肿瘤作用均显示出黄芩苷镧>黄芩苷钇>黄芩苷。     

桂皮酸-8-羟基喹啉稀土配合物的合成、抑菌活性及其对DNA的作用

以稀土离子为模板,用桂皮酸、8-羟基喹啉为原料,在乙醇溶液中首次合成了两种稀土三元配合物,采用元素分析、摩尔电导、红外光谱、紫外光谱和荧光光谱进行表征,并研究了配合物对常见细菌大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌活性以及与DNA的相互作用.结果表明:配合物的抑菌活性较配体和稀土离子均有提高,能使细胞正常的DNA复制生理功能受到影响.     

复合生物保鲜剂对松鼠葡萄球菌的抑菌性能及其作用机理研究

以冷藏带鱼中分离出的革兰氏阳性优势菌——松鼠葡萄球菌(Staphylococcus sciuri)为试验菌,研究复合生物保鲜剂(配比浓度为:壳聚糖10.0 g/L,溶菌酶0.3 g/L与茶多酚3.0 g/L)对松鼠葡萄球菌的抑菌效果与作用机理。通过牛津杯法确定复合保鲜剂对松鼠葡萄球菌的最小抑菌浓度(MIC)与最小杀菌浓度(MBC),结合抑菌活力、细菌生长曲线、碱性磷酸酶(AKP)活性、细胞膜完整性、膜通透性与细菌超微结构观察等,综合评价不同浓度复合保鲜剂在不同处理时间内对松鼠葡萄球菌的作用效果。结果表明,复合保鲜剂对松鼠葡萄球菌的MIC与MBC分别为0.8与1.6 mg/mL,随着处理时间的延长,复合生物保鲜剂明显抑制松鼠葡萄球菌的生长,使菌体细胞外的AKP量增多,造成细菌菌体细胞壁通透性增大,细胞结构的完整性受到破坏,菌液电导率值显著升高,菌体电解质等内容物外泄,影响细胞内环境和细胞膜的稳定性,菌体皱缩变形,表面粗糙,细胞壁塌陷,细胞质外泄渗出,导致菌体死亡。     

壳聚糖-Zn(Ⅱ)亲和层析介质的制备及表征

以自制的壳聚糖微球为载体,环氧氯丙烷(ECH)为活化剂,亚氨基二乙酸(IDA)为螯合配基,Zn2+为螯合金属离子制备壳聚糖-Zn(II)亲和层析介质。最佳活化工艺:M壳聚糖(g)∶VECH(m L)为1∶4、Na OH浓度为1.2 mol/L、活化温度为50℃,活化时间为4 h,测得环氧基修饰密度达0.2472 mmol/g;最佳螯合工艺:IDA作为配基、浓度为0.6 mol/L、反应温度为70℃、反应时间为6 h,Zn Cl2作为螯合金属盐、浓度为0.1 mol/L、反应时间为3 h,Zn2+螯合量达到最大值。通过红外光谱表征,证明壳聚糖与Zn(II)发生了螯合配位反应,生成了壳聚糖-Zn(II)配合物。     

壳聚糖复合物的抑菌性研究

自制了壳聚糖系列复合物(CTS-X):黄原酸化壳聚糖(CTS-CS2)、巯基化壳聚糖(CTS-SH)、壳寡聚糖(O-CTS)、不同溶剂化的壳聚糖(CTS)及这些物质的系列金属离子(Ca、Zn、Fe、Mn、Cu、Ni、Co、Ag)配合物。分别用圆滤纸法和杯碟法对细菌和真菌:金黄葡萄球菌、枯草杆菌、大肠杆菌及黑曲霉和冻土毛霉等,进行了抑菌性研究。并讨论了最低抑菌浓度,作了抑菌曲线。经系统筛选得到对枯草杆菌有特效抑菌性的黄原酸化壳聚糖锌(CTS-CS2-Zn),对金黄葡萄球菌有特效抑菌性的黄原酸化壳聚糖银(CTS-CS2-Ag)。并用具有一定抑菌性和一定还原性的CTS-X作为水果保鲜剂对草莓、荔枝、樱桃等作了保鲜研究,收到良好效果。为CTS-X的广泛应用提供了实验依据。     

新疆家蚕抗菌肽抗菌作用的超微结构观察及抗菌机理初探

为探讨基因工程表达的新疆家蚕(Bombyx mori)抗菌肽(cecropin-XJ)的抗菌机制,通过紫外分光光度法研究抗菌肽的抑菌动力学,并采用透射电镜观察抗菌肽作用于金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)后的超微结构,对抗菌肽抗菌机理进行初步探讨。结果表明,抗菌肽抑菌作用比较明显,抗菌肽的活性与作用时间有关。抗菌肽可能是通过"桶-板"模式渗透细胞膜,从而影响细胞膜的结构和功能,使细胞膜形成许多孔道,增强了金黄色葡萄球菌细胞的通透性,造成细胞内的原生质扩散,并从孔道向胞外渗漏,影响了细菌的代谢系统,从而起到抑菌、杀菌作用。抗菌肽使金黄色葡萄球菌细胞内容物大量渗漏而死亡,死亡细胞的细胞壁保持完整,表明细胞膜是抗菌肽作用的主要靶位点。     

本期重点推介

正溶菌酶通过破坏细菌细胞壁的完整结构,最终导致细菌裂解死亡,在昆虫的体液免疫中扮演着重要角色。小菜蛾Plutella xylostella是危害十字花科蔬菜的世界性害虫之一。为了明确小菜蛾溶菌酶的分子特性和功能,福建师范大学生命科学学院宁燕夏和杨梅等利用RACE技术克隆小菜蛾溶菌酶基因Pxlys,利用原核表达系统表达和纯化获得Pxlys重组蛋白,利用牛津杯法检测Pxlys重组蛋白对3种革兰氏阳性细菌和4种革兰氏阴性细菌的抑菌活性,并利用扫描电子显微镜观察Pxlys重组蛋白对停滞棒杆菌Corynebacterium stationis和大肠杆菌Escherichia coli的溶菌特征,结果显示Pxlys对革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌均有抑菌活性,其中对革兰氏阳性细菌的抑菌活性更强,且溶菌特征不同(pp.781-789)。     

壳聚糖抑菌机制的初步研究

壳聚糖在医学、食品、环保、日化用品等领域有着广泛而重要的应用.近年来,壳聚糖由于对不同的菌类都具有良好的抑菌效果而被研究者们密切关注.然而,有关壳聚糖抑菌机制的研究却并不多,其抑菌机制也没有被完全阐明.在本研究中,我们发现很多金属离子可以对壳聚糖的抑菌效果产生影响,高浓度金属离子(0.5%)可以使壳聚糖完全丧失抑菌活性.还发现金黄色葡萄球菌和白色念珠菌在壳聚糖的作用下会发生钾离子和ATP的渗漏,而且五万分子量的壳聚糖引起钾离子和ATP的渗漏大约比五千分子量壳聚糖多2到4倍.不同分子量的壳聚糖对金黄色葡萄球菌和白色念珠菌都具有较好的抑菌效果,但是引起钾离子和ATP的渗漏量却存在很大差异,这说明小分子量壳聚糖很可能存在与大分子量壳聚糖不同的抑菌机制.     

优化的绿色荧光蛋白在超嗜热嗜酸古菌冰岛硫化叶菌中的表达与应用

【目的】开发可用于在极端嗜热嗜酸模式泉古菌冰岛硫化叶菌(Sulfolobus islandicus)中进行高效表达的eCGP123(enhanced consensus green protein variant 123)荧光蛋白,并用作S.islandicus的细胞内蛋白定位工具。【方法】绿色荧光蛋白突变体eCGP123具有极高的热稳定性、耐酸性和可逆的荧光特性等。本研究主要对eCGP123的基因根据S.islandicus密码子偏好性进行优化与合成,在大肠杆菌(Escherichia coli)中表达并研究其蛋白性质;通过在eCGP123的C末端分别融合具有不同细胞内定位的蛋白(包括E.coli来源的Fts Z和S.islandicus来源的Ups E、PCNA1和SiRe_1200等),构建eCGP123及其融合蛋白的表达菌株,用激光共聚焦显微镜分析eCGP123及其融合蛋白在E.coli和S.islandicus活细胞中的亚细胞定位。【结果】我们确认了在E.coli中表达并纯化密码子优化后的e CGP123具有与野生型绿色荧光蛋白相同的吸光值和较高的热稳定性。细胞学分析显示细胞分裂相关蛋白FtsZ和Si Re_1200分别主要定位于E.coli和S.islandicus分裂细胞的中间;鞭毛组分蛋白Ups E呈点状均匀分布,可能定位于细胞膜上;DNA复制滑动夹亚基PCNA1呈区域性点状分布,暗示了DNA复制区域的位置。蛋白的亚细胞定位与预期结果基本吻合。【结论】绿色荧光蛋白e CGP123可以作为报告蛋白,应用于S.islandicus细胞的蛋白定位分析中,可作为该模式菌株中功能基因研究的重要工具,但需要进一步优化条件。     

白花丹素对E.coli藻酸盐合成的抑制作用

细菌分泌的胞外多糖在生物被膜的形成和发展过程中发挥着重要作用。通过测定白花丹素对大肠埃希菌10389菌株(E.coli 10389)藻酸盐合成的影响及其对rse A和rpo E基因表达量的影响,探讨白花丹素对大肠埃希菌生物被膜(biofilm,BF)形成的抑制作用及机制。研究结果显示,白花丹素能抑制E.coli 10389生物被膜的形成,其抑杀E.coli 10389的最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)和最低杀菌浓度(minimal bactericidal concentration,MBC)分别为16和64μg/mL。白花丹素对成熟BF内的细菌也有抑制和杀灭作用,其抑杀E.coli 10389成熟BF内细菌的MIC和MBC分别为64和128μg/mL。白花丹素能够抑制E.coli 10389藻酸盐的合成,其中1/2MIC的白花丹素作用E.coli 10389 24 h后,与对照组比,藻酸盐的合成量降低了34.83%(P0.01)。白花丹素可显著影响E.coli 10389 rse A和rpo E基因的相对表达量,其中1/2MIC的白花丹素作用E.coli 10389 24 h后,与对照组相比,rse A的表达量上调了17.43%,rpo E的表达量降低了12.8%(P0.05)。结果表明,白花丹素能够抑制E.coli 10389 BF的形成,其作用机制可通过影响rse A和rpo E的基因表达量,进而抑制藻酸盐的合成来抑制大肠埃希菌生物被膜的形成。