水产品腐败菌群体感应系统及群体感应抑制剂研究进展

群体感应(quorum sensing,QS)是一种微生物细胞间进行信息交流的系统。腐败菌的一些特性也受到QS系统的调控。在水产品保鲜领域,腐败菌的群体感应逐渐成为研究热点。本文中,笔者着重对水产品中微生物的群体感应作用机制、主要腐败菌的群体感应现象以及群体感应抑制剂等方面的研究进展进行概述,并对目前群体感应研究中所出现的问题及发展进行了总结及展望,旨在为以群体感应为基础的新型食品保鲜材料的开发提供参考。     

海洋微生物群体感应抑制剂研究进展

海洋生态环境复杂多变,其未被开发的栖息地蕴藏着丰富且稀有的生物资源,具有高盐、高压、寡营养、常年高温或低温等特点。海洋微生物经过长期持续的缓慢进化,已形成独特的代谢机制来适应海洋相对特殊的生态环境,极大地增加了发现新型活性物质的可能性。因此,海洋微生物代谢产物被认为是发现新型天然活性化合物(群体感应抑制剂)的潜在来源。本文首先介绍群体感应概念及起源,随后简述不同种群群体感应系统,然后介绍群体感应抑制剂定义及分类,最后回顾海洋微生物群体感应抑制剂的研究进展,从而为进一步研究群体感应抑制剂奠定基础,同时也为研发新型抗病原菌感染药物提供新的思路。     

细菌群体感应调控多样性及群体感应淬灭

群体感应(Quorum sensing, QS)是细菌通过信号分子分泌、识别,从而调控基因水平转移、毒力因子分泌、芽孢产生及生物膜形成等群体行为的细胞交流机制。干扰信号分子的分泌、识别,可以阻断群体感应,实现群体淬灭。群体淬灭(Quorum quenching, QQ)是目前致病性控制、致腐性预防以及生物膜污染削减的重要策略之一。本文以群体感应信号分泌-识别-响应为主线,将群体感应分为等级、平行及竞争型三类调控方式,并对其特征进行了详细阐述;同时,探讨了信号分子类似物、信号分子降解酶剂、信号受体激活剂/抑制剂等策略在不同调控方式淬灭中的适用性;最后,对群体感应调控及淬灭进行了展望,以期为丰富细菌群体感应认知、促进群体淬灭应用提供参考。     

基于微生物群体感应的固定化研究进展

在EPS(extracellular polymeric substances)体系中,细胞的自增殖和自修复能力在实现高效连续化生产过程中起着重要作用,细胞显示出集群效应、生命周期得到延长和抗逆性增强等特性。基于此,开发并建立以微生物集群效应形成生物膜的固定化发酵系统并应用于多种化学品的生物制造将具有十分重要的意义。本文中,笔者综述以生物膜为催化剂的固定化发酵研究,解析生物膜形成的调控因子,重点阐述生物膜形成过程中基于信号分子介导的集群效应。目前对生物膜形成过程中基于信号分子介导的集群效应的机制研究尚存在不足,若能从分子和代谢层面探索生物膜中信号介导的细胞集群效应及其对生物催化体系的影响,将为解决固定化发酵中出现的耐受性差和细胞易衰老等问题提供新的途径,对推动工业产品的高效清洁生产具有十分重要的意义。     

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。     

细菌群体感应系统研究进展及其应用

细菌能自发产生、释放一些特定的信号分子,并能感知其浓度变化,调节微生物的群体行为,这一调控系统称为群体感应。细菌群体感应参与包括人类、动植物病原菌致病力在内的多种生物学功能的调节。本文综述了细菌群体感应的最新研究进展,并阐述了其在生物技术领域的应用前景。     

乳酸菌群体感应系统研究进展

群体感应及其自我调控是细菌间进行信息交流的重要机制。细菌通过特定的化学信号分子来监测菌群密度和周围环境的变化,进而调节菌体内相关基因表达,使菌体更加适应周围环境。乳酸菌很多生物学现象都与群体感应系统有关。本文中,笔者总结了乳酸菌群体感应系统的组成、信号转导机制及其生物学功能,这些功能包括调控菌体生物膜的形成、菌株自溶、抗菌肽的合成、酸胁迫应答。本综述将为乳品工业提高乳酸菌的发酵密度和扩大其益生菌功能提供新思路。     

废水处理中群体感应调控行为研究进展

群体感应是微生物在繁殖过程中分泌一些特定的信号分子,当信号分子浓度达到一定阈值后,可以调控某些基因表达,从而实现信息交流的现象.群体感应调控着生物膜形成、公共物质合成、基因水平转移等一系列社会性行为,广泛存在于各类微生物信息交流中.活性污泥、生物膜和颗粒污泥等生物聚集体广泛存在群体感应现象,了解和认识群体感应与微生物之间的调控行为,对于废水处理具有重要意义.本文综述了感应信号分子的分类、群体感应调控机制,群体感应在活性污泥、生物膜、好氧颗粒污泥和厌氧颗粒污泥等废水处理中的调控行为的研究进展,并对废水处理中群体感应的研究进行了展望,以期为深入理解废水处理中群体感应调控行为提供参考.     

DSF-家族群体感应信号生物合成途径与调控机制研究进展

群体感应是微生物间相互交流的一种重要机制.Diffusible Signaling Factor(DSF)-家族群体感应信号分子存在于多种革兰氏阴性菌中,调控细菌的致病性和适应性.本文首先介绍DSF-家族群体感应信号的结构多样性与保守性、生物合成途径和两类调控机制.DSF家族群体感应信号属于一类长链不饱和脂肪酸,碳水化...     

细菌群体感应及其调控应激反应的研究进展

细菌可利用群体感应系统进行种内及种间的交流,这种交流已经被证实对细菌存在多种调控功能。现有研究表明,细菌的群体感应系统也可以调控细菌的应激反应。本文中,笔者对细菌的群体感应及其对应激反应调控作用的相关研究现状进行了阐述,旨在为应对致病菌和乳酸菌的应激反应提供参考。     

葡萄球菌毒力调控中的群体感应系统

葡萄球菌细胞密度依赖性的多基因表达调控(群体感应)系统,是通过自身诱导与信号转导途径使其感知环境信息,调节多种毒力因子的表达。这些毒力因子的表达受agr、sae以及arl等多种基因表达系统的紧密调控,同时也受Sar家族蛋白的调节。此外,葡萄球菌毒力及抗性密切相关的生物膜形成与发育,也受群体感应系统的影响。对群体感应系统的自身诱导作用的干扰,原则上可成为寻找新型抗菌药物较适合的途径。     

细菌群体感应系统与噬菌体的相互作用机制研究进展

细菌在与噬菌体的长期共进化过程中形成多种抵抗噬菌体侵染的机制,其中群体感应参与的细菌抵御噬菌体侵染机制成为近年来的研究热点。群体感应与噬菌体之间的相互作用是复杂和多样的,本文将重点综述群体感应在噬菌体侵染中的作用、调控在噬菌体裂解-溶源转变的作用,以及群体感应与噬菌体的其他相互影响等内容,为噬菌体在细菌性疾病的治疗提供理论依据。     

群体感应在动态代谢调控中的研究进展

群体感应(quorum sensing,QS)是一种特殊的动态代谢调控机制,是细菌用于监控自身群体密度的环境信号感受系统。近年来,随着合成生物学的大力发展,基于稳定的菌群关系的人工合成菌群以及混菌共培养技术也取得了突破性的进展。群体感应系统因为可以实现细菌自主控制菌群关系的目的,而在菌群关系构建以及代谢工程中的研究和应用受到越来越多的关注。在对群体感应系统进行概述的基础上,对单菌基于群体感应的动态代谢调控进行了总结;同时也对群体感应的动态调控在革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌之间以及混菌共培养过程中的研究进展进行综述,以期能对群体感应系统的其他应用提供一些建议和帮助。     

革兰氏阳性菌群体感应系统研究进展

细菌利用群体感应系统进行细菌间以及细菌与宿主间的交流,革兰氏阳性与阴性菌的群体感应系统差异显著,阳性菌的群体感应系统主要由寡肽类信号分子和受体蛋白组成,对细菌致病性等相关生理特性具有重要作用。就常见的革兰氏阳性菌：蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌的群体感应系统的基因组成、信号分子及其调控机制特点的研究进行了总结,对群体感应系统在细菌营养吸收、生物膜形成、毒力因子和孢子产生等重要生理活动的调节机制进行了重点阐述,为革兰氏阳性菌群体感应的相关研究提供了有益参考。     

细菌生物膜群体感应系统研究进展

细菌生物膜群体感应系统是指细菌通过分泌信号分子并通过感知其在周围环境中的浓度,调控某些基因的特异性表达及生理功能和生活习性的系统,是细菌生命活动的主要调控机制之一。通过对细菌生物膜群体感应的研究,可以了解其内部机理和特性,从而找到抑制生物膜有害作用的最好方法。对细菌生物膜群体感应系统的种类、特征和相关应用的研究进行综述。     

海洋微生物群体感应与群体感应淬灭的开发利用

群体感应与感应淬灭在微生物中普遍存在,群体感应通过调控基因表达赋予细菌有益或有害的特性,这些特性与人类健康、农业及水产养殖等领域密切相关。群体感应现象首先发现于海洋环境,近几年海洋采样等相关技术的发展,极大促进了海洋微生物的群体感应与淬灭研究的快速发展。本文对细菌及典型真菌的群体感应作用机制、信号分子的多样性以及其与细菌致病性的相关性进行了阐述,对群体感应淬灭的机制与意义、淬灭因子多样性以及相关酶资源的发掘也进行了分析和展望。     

微生物群体感应系统与食品防腐保鲜

微生物群体感应(QS)是其群体密度变化时,通过信号分子的产生与接收对种内或种间菌体生理代谢状况进行调节的一种现象,其本质是微生物种内或种间的信息交流。当前,受微生物侵染腐败影响,世界范围内的食品损失巨大,有大量证据表明群体感应现象参与食品腐败过程,因此掌握微生物群体感应现象的基本规律对食品防腐保鲜与减少食物浪费有重要意义。基于此,笔者简要梳理了微生物群体感应的基本概念与原理,列举了食品腐败中部分常见的群体感应现象和部分群体感应抑制剂的研究,并提出合理性建议,以期为群体感应在食品领域的研究提供理论依据与支持。     

群体感应与微生物耐药性

微生物耐药性已成为全球关注的严重问题,其演化机制和调控机理也已成为研究热点。近年来的研究发现,一些微生物耐药性机制受到群体感应系统的调控。群体感应是一种在微生物界广泛存在并与菌体密度关联的细胞-细胞间的通讯系统。高密度的菌落群体能够产生足够数量的小分子信号,激活下游包括致病毒力和耐药性机制在内的多种细胞进程,耐受抗生素并且危害寄主。本文结合国内外最新的研究进展,对微生物群体感应系统的研究现状进行了概括性介绍,重点阐述了群体感应系统对微生物耐药性机制的调控作用,如微生物生物被膜形成和药物外排泵调控等方面的作用,并探讨了利用群体淬灭控制微生物耐药性的新策略。     

群体感应调控干腌肉制品中乳酸菌环境胁迫应激机制研究进展

乳酸菌作为干腌肉制品生产过程中的主要微生物之一,对制品品质的形成和安全性具有重要意义,而如何耐受腌腊过程中的环境胁迫是乳酸菌生存的基本要求。已有研究表明,LuxS/AI-2介导的群体感应(quorum-sensing,QS)系统能够调节乳酸菌在高盐、高酸等特定环境下AI-2的活性和luxS的转录水平。本文中,笔者主要综述了干腌肉制品中常见乳酸菌、乳酸菌群体感应系统及其分类以及群体感应调控乳酸菌环境胁迫应激机制,并对今后的研究方向进行了展望,以期为乳酸菌群体感应调控的干腌肉制品品质及其质量安全控制提供参考。     

真菌群体感应信号分子及群体感应猝灭的研究进展

群体感应(quorum sensing,QS)是微生物中普遍存在的细胞间通讯系统,细菌中的研究较为深入,近年来在真菌中也有发现。微生物通过向环境释放可扩散的群体感应信号分子(quorum sensing molecules,QSM)来感知群体密度并调控自身的生理行为,以适应环境的变化。目前验证的真菌QSM包括醇类、脂氧合物、小分子肽以及某些挥发性物质。除影响种内的生长发育及次级代谢物产生外,真菌QSM还与其侵染能力、致病性和毒素产生有关,为了抵御QS的不利影响,生物共同进化过程中相应地出现了群体感应淬灭(quorum quenching,QQ)机制,QQ能够修饰或抑制QSM的合成从而破坏QS。本文中,笔者对国内外近10年来对真菌QSM种类、生理作用及QQ的研究进展进行综述,以期为深化真菌群体感应机制的研究提供参考。