细菌胞外多糖的生物合成与基因控制

细菌胞外多糖是指细菌在生长发育过程中合成并分泌到细胞外的长链,高分子糖类聚合物。细菌胞外多糖的生物合成途径涉及装配、多聚化及运输三个过程,是多种酶和转运系统的结果,其发生的部位包括胞内和胞外,有些合成过程会发生在细胞壁上,对于胞外多糖合成相关基因的报道,发现控制胞外多糖合成是一大类基因簇,不同的菌株其基因簇的数量和种类各不相同。这些研究的不断更新为将来胞外多糖的应用提供了更加广阔的前景。     

刚果红平板法筛选血链球菌胞外多糖缺失突变株

细菌胞外多糖不但能够保护细菌,防止外界环境变化和侵蚀者对菌体细胞的侵害,而且在医学微生物学中还具有特有的生物学活性, 包括抗辐射、抗氧化等特性。尽管细菌胞外多糖受到了学者的广泛关注,但胞外多糖的生物合成机制还不十分清楚。以血链球菌为模式生物,以随机插入突变机制构建的血链球菌胞外多糖形成基因文库为受试对象,建立了一种简单易行的刚果红平板法用于筛选血链球菌细胞外粘多糖形成缺失突变株的方法,为日后研究细菌胞外多糖形成机制以及临床上筛选胞外多糖缺失突变株奠定了基础。     

双歧杆菌胞外多糖研究进展

双歧杆菌是一种众所周知、使用范围很广的商用益生菌,其生长繁殖贯穿人的整个生命过程。有研究表明双歧杆菌具有益生功能的主要分子机制依赖于双歧杆菌自身分泌的胞外多糖。尽管一些细菌胞外多糖已经商业化用于食品和医药保健品等领域,如黄原胶、透明质酸和右旋糖苷等,但双歧杆菌等常用益生菌的胞外多糖还鲜见有商业化应用的报道。本文综述了双歧杆菌胞外多糖的合成分子机制、单糖组成及其理化性质,分析了双歧杆菌胞外多糖对肠道菌群的调节作用,阐述了双歧杆菌胞外多糖在抗氧化、改善和提高宿主免疫、抗过敏、抗肿瘤以及降低胆固醇等方面所体现出的益生功能。同时也对双歧杆菌胞外多糖分子机制研究和产业化开发方面存在的一些问题进行了讨论。     

有机溶剂胁迫处理对菌株Bacillus subtilis OST23a产胞外多糖的影响

【目的】研究有机溶剂胁迫处理对菌株分泌胞外多糖的影响并确定最佳条件。【方法】利用分泌抗氧化活性胞外多糖海洋细菌Bacillus subtilis OST23a及其突变菌株UD292为出发菌株,在考察菌株有机溶剂耐受性的基础上,测定不同浓度正己烷胁迫处理不同时间后该菌株抗氧化胞外多糖产量。【结果】结果表明最佳胁迫处理浓度和时间分别为3%和6 h,此时Bacillus subtilis OST23a和菌株UD292胞外多糖分泌量分别从9.02 mg/L和43.92 mg/L显著提高到52.97 mg/L和201.81 mg/L,且胞外多糖的抗氧化性能无显著变化。Bacillus subtilis OST23a和菌株UD292连续传代试验结果表明菌株遗传性状较稳定。【结论】有机溶剂胁迫可以提高细菌分泌胞外多糖的能力,在微生物育种方面有潜在的应用。     

细菌生物被膜核心胞外多糖靶向水解酶的生物信息挖掘北大核心

【目的】胞外多糖是生物被膜不可或缺的重要成分,在细菌致病和耐药过程中发挥着重要作用。运用酶制剂针对生物被膜的核心胞外多糖进行靶向清除,能够从根本上破坏细菌生物被膜的核心骨架,有助于战胜细菌生物被膜导致的危害。【方法】本研究针对常见致病菌生物被膜核心胞外多糖Pel、Psl、褐藻胶、N-乙酰氨基葡萄糖(Poly-β(1,6)-N-acetyl-D-glucosamine,PNAG)和纤维素,基于NCBI数据库中丰富的基因序列信息,筛选靶向生物被膜核心胞外多糖的水解酶,进一步运用phyre2、SWISS-MODEL等生物信息工具,分析了这些水解酶的理化性质、遗传进化、功能域及三维结构。【结果】筛选获得了153个靶向生物被膜核心胞外多糖的水解酶及其序列信息。其中,靶向Pel胞外多糖的水解酶共30个,属于糖苷水解酶114家族(glycoside-hydrolase family GH114);靶向Psl胞外多糖的水解酶共25个,属于糖苷水解酶超家族(glyco_hydro super family);靶向褐藻胶胞外多糖的水解酶共33个,属于褐藻胶裂解酶超家族(Alg Lyase superfamily);靶向PNAG胞外多糖的水解酶共30个,属于糖苷水解酶13家族(glycoside-hydrolase family GH13);靶向纤维素胞外多糖的水解酶共35个,属于糖苷水解酶8家族(glycosyl hydrolases family GH8)。【结论】这些水解酶菌具备靶向瓦解生物被膜核心胞外多糖的潜力,亟待进一步开发与应用。本研究提供了迄今为止最为全面的生物被膜核心胞外多糖水解酶序列组成及生物信息,为生物被膜的精准预防和靶向控制奠定扎实的数据基础。     

细菌胞外多糖的生物合成

细菌胞外多糖是指细菌在生长发育过程中合成并分泌到细胞外的多糖物质。P.A.Sandford报道有多种细菌产生胞外多糖,其中有些种类如黄原胶(xanthan gum)、右旋糖苷(dextran)、凝乳糖(curdlan)和印度固氮菌多糖等,经微生物发酵工程已实现工业化生     

细菌胞外多糖生物合成多水平调控

在依赖C_(55)-Lipid-p糖基载体脂的细菌胞外多糖生物合成中,糖基底物、糖基-核苷酸和C_(55)-Lipid-p糖基载体脂是糖基的三级供体。细菌通过糖基三级供体多水平控制胞外多糖生物合成。了解胞外多糖生物合成多水平调控对微生物胞外多糖发酵生产有重要的指导意义。例如,筛选底物吸收能力强或C_(55)-Lipid-p含量高的菌株,或通过控制发酵条件维持C_(55)-Lipid-p糖基载体脂高效的运载活性皆能提高胞外多糖的发酵水平。底物的吸收和代谢流向控制     

西南地区高山湖泊中可培养细菌多样性及其所产胞外活性物质的特性

【目的】研究西南不同地区的高山湖泊中可培养细菌的多样性及其产胞外蛋白酶、纤维素酶和胞外多糖的能力。【方法】以西南4个不同地区的高山湖泊:雷波的马湖(LB)、中缅边境的凯邦亚湖(ZM)、沙德的莲花湖(SD)、腾冲的青海湖(TC)的水样为研究对象,利用稀释涂布平板方法对可培养细菌进行分离筛选,然后通过对可培养细菌的生理生化指标和16S r RNA基因序列进行分析,初步确定细菌属别;对分离得到的菌株进行产胞外蛋白酶和纤维素酶活性测定和产胞外多糖能力检测。【结果】从西南地区4个湖泊中共分离筛选得到41株细菌,其中LB 15株、ZM 13株、SD 7株、TC 6株。根据16S r RNA基因序列的系统进化分析,4个地区可培养细菌的组成和丰度存在明显差异,其中LB和ZM的优势菌属是芽孢杆菌属(Bacillus),其次是气单胞菌属(Aeromonas)和假单胞菌属(Pseudomonas),分离的TC菌株全部属于芽孢杆菌属(Bacillus),分离的SD菌株特异性较强。进一步酶活性和胞外多糖检测表明,分离得到的41株细菌中有28株菌的发酵产物具有蛋白酶活性,6株具有纤维素酶活性,17株可产胞外多糖(Exopolysaccharides,EPS)。其中有2株细菌同时产蛋白酶、纤维素酶和胞外多糖,10株细菌同时产蛋白酶和胞外多糖,2株细菌同时产蛋白酶和纤维素酶,1株细菌同时产纤维素酶和胞外多糖。【结论】西南4个高山湖泊中存在丰富的微生物菌种资源,且4个湖泊中筛选的可培养细菌受所处环境的影响大。其中莲花湖由于高海拔和较偏僻等特点,人为干扰小,分离得到的细菌类群与其他湖泊相比明显不同;而马湖、凯邦亚湖和青海湖3个湖泊的海拔相对较低,受人类活动影响较大,分离得到的细菌均较常见。此外高山湖泊中的可培养细菌具有分泌多种胞外活性物质特性,为工业化应用奠定了资源基础,极具更深入的开发和研究价值。     

假单胞菌生物被膜核心胞外多糖生物合成系统研究进展

胞外多糖是假单胞菌生物被膜的重要组成部分,能增强菌体对外界环境、抗菌剂和宿主防御的耐受性.假单胞菌能产生3种与生物被膜形成密切相关的核心胞外多糖:褐藻胶、Psl和Pel,它们在细菌细胞中的合成和转运分别依赖对应的褐藻胶、Psl和Pel生物合成系统.因此,本综述系统全面地总结了假单胞菌3种胞外多糖生物合成系统结构生物学的...     

Enterobacter cloacae Z0206细菌胞外多糖的体外抗氧化活性研究

本实验旨在对Enterobacter cloacae Z0206菌进行发酵培养,以制备胞外多糖,并对其体外抗氧化活性进行初步研究。通过产多糖菌E.cloacaeZ0206的深层发酵制备细菌胞外多糖,在此基础上对其清除DPPH自由基、超氧阴离子、抑制羟自由基的能力以及还原力等四个方面进行实验,评价其抗氧化活性。结果表明,深层发酵制备的E.cloacaeZ0206胞外多糖产量为6.62g/L,其在5mg/mL时对DPPH自由基和羟自由基的清除率分别达到61.57%和40.08%。提示E.cloacaeZ0206细菌胞外多糖具有显著的抗氧化能力,具有开发为抗氧化类食品或药品的潜力。     

蓝藻胞外多糖的生态学意义及其工业应用

蓝藻能够合成胞外多糖并释放到细胞外围及周围环境中,这是其为适应复杂多变的环境而进化出的一种适应性机制.作为细胞与外界环境之间的保护性屏障,蓝藻胞外多糖可以起到抵抗干旱、紫外辐射、生物矿化和原生动物捕食等功能.蓝藻胞外多糖是一种酸性杂多糖,超过75％的多糖由6种以上单糖组成,葡萄糖是出现频率最高的单糖.胞外多糖的性质因种而异,多数蓝藻的胞外多糖呈现阴离子特性,这主要是由于糖醛酸和硫酸基团等带电基团的存在,硫酸基团同时也是多糖呈抗病毒特性的基础,而乙酰基团、缩氨酸部分及脱氧糖等疏水基团的存在使多糖呈乳化特性.因此,蓝藻胞外多糖在食品、化妆品、制药、污水处理等行业有广阔的应用前景.蓝藻胞外多糖的工业应用不仅能将水华蓝藻资源化,创造可观的经济效益,也能解决打捞蓝藻处置难题,避免随意堆放造成的二次污染.但截至目前,仍没有蓝藻胞外多糖类产品出现,理论研究与大批量工业生产之间仍然有很多技术性问题亟待解决.     

一种新的细菌多糖——SMI多糖

细菌多糖产生菌种类很多如黄单胞菌、产碱杆菌、明串珠菌、贝耶林克氏菌、假单胞菌以及其他土壤细菌等等,其中黄单胞菌产生的多糖黄原胶(xanthan),已工业化生产,在工农业上已得到广泛应用。目前,开辟新的胞外多糖来源也引起科学工作者的重视。     

两种乳酸菌胞外多糖对人体粪便菌群的影响

目的 在体外利用7名志愿者的新鲜粪便作为来源,选择菊粉作为对照,研究干酪乳杆菌LC2W与鼠李糖乳杆菌Y37胞外多糖对人体肠道菌群的影响.方法 利用PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)方法分析样品中菌群组成,高效液相色谱分析培养前后胞外多糖组分变化.结果 与菊粉相比,粪便菌群在添加乳杆菌胞外多糖培养后,Parabacteroides类群细菌明显增加,4名志愿者粪便样品中出现明显的双歧杆菌条带,两种乳杆菌胞外多糖对粪便菌群的影响差异无统计学意义;而添加菊粉培养后,Bacteroides类群细菌的条带明显增加.两种乳杆菌胞外多糖中主要是大分子量的部分被利用.结论 干酪乳杆菌LC2W与鼠李糖乳杆菌Y37的胞外多糖在体外有调节粪便菌群的作用.     

海洋微生物胞外多糖结构与生物活性研究进展

海洋微生物胞外多糖结构和功能的特异性源于海洋特殊环境,对其研究具有重要的理论和应用价值。综述了海洋微生物胞外多糖的结构及其生物活性研究进展,展望了研究及应用前景。     

蓝细菌多糖及其应用研究概况

本文简要介绍了有关蓝细菌（蓝藻）多研究进展,并分析了它们潜在的应用价值。主要是以单糖组分为主对迄今蓝细胞贮藏多糖、细胞外被多糖和胞外多糖的研究和了系统阐述、其中,细胞被多糖又按细胞壁多糖、鞘多糖、荚膜和粘质多糖进行了归类。对相关的应用研究分三个方面总结为：（１）生物学活性,包括抗辐射、抗氧化等特和潜在的抗肿瘤、抗病毒、降低胆固含量等活性;（２）流变学特性及其在工业上的应用前景;３）在土壤改良及沙漠     

蝉虫草菌丝体胞内和胞外多糖抗肝细胞氧化损伤比较研究

蝉虫草（蝉花）作为我国传统的中药材,是一种药食两用的虫生真菌,因含有丰富的活性物质而具有广泛的医疗保健价值。本研究以自由基清除率为指标分析蝉虫草胞内和胞外多糖的化学抗氧化活性,再以H₂O₂诱导的人肝LO2细胞氧化损伤为模型,进而分析比较二者对肝细胞氧化应激损伤的改善作用。结果表明,在化学抗氧化能力比较上,蝉虫草菌丝体胞外多糖有效清除?OH自由基、ABTS自由基和DPPH自由基的EC₅₀值分别为1.06mg/mL、0.96mg/mL和0.63mg/mL,而胞内多糖的EC₅₀值分别为3.71mg/mL、2.83mg/mL和1.70mg/mL,表明蝉虫草胞外多糖的化学抗氧化能力更强;在改善细胞氧化应激损伤比较上,与模型组对比,二者均能随着浓度递增而显著地提高细胞存活率,但胞外多糖比胞内多糖更强,当多糖浓度为5mg/mL时,胞外多糖细胞存活率达到92.36%,胞内多糖只达到82.07%;在调节细胞抗氧化酶清除ROS的机制上,与模型组对比,胞外多糖分别上调SOD酶活力2.51倍和CAT酶活力2.91倍,极显著地降低了细胞ROS水平（P<0.01）来改善细胞的氧化应激损伤作用。相应地,胞内多糖只上调了1.85倍和2.33倍,显著性地清除了ROS（P<0.05）,表明蝉虫草菌丝体胞外多糖具有更显著的抗肝细胞氧化损伤作用。本研究结果显示蝉虫草菌丝体胞外和胞内多糖均具有良好的抗肝氧化损伤活性,且胞外多糖比胞内多糖活性更好,为蝉虫草菌丝体多糖在保肝产品中的开发和应用提供了科学依据。     

乳酸菌胞外多糖对人类肠道菌群的影响

摘要：胞外多糖（EPS）是微生物在生长代谢过程中分泌到细胞壁外及周围生长介质中的一类生物大分子物质。乳酸菌胞外多糖除了具有重要的加工优势外,如提高酸奶等乳制品的粘度、质地和口感,还具有重要的生理活性。本文重点介绍了乳酸菌胞外多糖的分类和主要生物活性,并从胞外多糖的益生元特性、作为肠道能源物质、对肠道细胞的粘附、调节肠道菌群多样性、调节肠道免疫五个方面综述了乳酸菌胞外多糖对人类肠道菌群的影响,同时对胞外多糖的后续研究提出了自己的建议。     

乳酸菌胞外多糖对人类肠道菌群的影响

胞外多糖(EPS)是微生物在生长代谢过程中分泌到细胞壁外及周围生长介质中的一类生物大分子物质。乳酸菌胞外多糖除了具有重要的加工优势外,如提高酸奶等乳制品的粘度、质地和口感,还具有重要的生理活性。本文重点介绍了乳酸菌胞外多糖的分类和主要生物活性,并从胞外多糖的益生元特性、作为肠道能源物质、对肠道细胞的粘附、调节肠道菌群多样性、调节肠道免疫五个方面综述了乳酸菌胞外多糖对人类肠道菌群的影响,同时对胞外多糖的后续研究提出了自己的建议。     

c-di-GMP对细菌胞外多糖合成与运输的调控

环二鸟苷酸(Cyclic diguanylate,c-di-GMP)的发现已有29年。作为重要的细菌第二信使,c-di-GMP可参与调节细菌生物膜的合成与降解、运动、毒性、细胞周期、细胞分化等多种活动过程。胞外多糖(EPS)是细菌生物膜的主要组成成分,其合成和运输主要受c-di-GMP调控。目前细菌胞外多糖在医药、食品、农业、工业和环保等多个领域均有广泛的应用,其相关研究备受关注。本文旨在论述细菌中c-di-GMP合成与降解的调控,部分合成酶(Diguanylate cyclase,DGC)与降解酶(Phosphodiesterase,PDE)及其受体分子(Receptor)晶体结构等研究成果,并结合我们研究农杆菌ATCC31749中c-di-GMP对可德胶合成调控的基础上,重点阐述c-di-GMP对纤维素、藻酸盐、多聚氮乙酰葡萄糖胺(PNAG)和可德胶等EPS合成与运输的调控机制。     

水稻条斑病菌胞外多糖相关基因的鉴定

摘要:【目的】前期研究中从Tn5 转座子插入的水稻条斑病菌突变体库中获得了17 个胞外多糖改变的突变体。【方法】本文对这些突变体的Tn5 插入位点和基因类型进行了鉴定。【结果】结果显示,胞外多糖减少的11 个突变体中多数为Tn5 插入在已知的gum、xan 和wxoc 基因簇上,Xoryp_4217、Xoryp_2488 和Xoryp_0918为未知的与胞外多糖产生有关的基因,属首次报道;6 个胞外多糖增多的突变体中,fimO、pilY 和xopQ 与胞外多糖产生有关,但在水稻条斑病菌中未见报道;Xoryp2392、Xoryp_4221 和Xoryp_3511 为首次鉴定,其中Xoryp_3511 仅在水稻黄单胞菌中存在。毒性测定结果显示,胞外多糖减少的突变体在水稻上的毒性变弱,而胞外多糖增加的突变体在水稻上的毒性没有显著变化。【结论】这些结果为进一步分析水稻条斑病菌胞外多糖代谢途径以及与水稻的互作关系奠定了基础。