高效广谱猪链球菌7型前噬菌体裂解酶的挖掘及活性研究

【目的】噬菌体具有防控耐药性病原菌的抗菌应用潜力,但是有些病原菌噬菌体的获得非常困难,研究发现大多数病原菌存在前噬菌体(prophage),且由前噬菌体编码的裂解酶(endolysin)具有良好的抗菌应用前景,本研究将挖掘猪链球菌前噬菌体及其编码的裂解酶。【方法】通过对GenBank中登录的数株猪链球菌前噬菌体裂解酶的基因信息分析,挖掘出一株猪链球菌7型菌株前噬菌体编码的裂解酶,研究其生物学活性。以猪链球菌7型菌株7917的基因组为模板,采用PCR技术扩增获得裂解酶基因ly7917,将其克隆至质粒pET28a(+)并转化大肠杆菌DH5α细胞,挑选基因序列正确的阳性克隆、抽提质粒、转化表达菌株大肠杆菌BL21,经IPTG诱导可高效表达裂解酶Ly7917。【结果】平板裂解试验结果显示Ly7917具有高效裂菌活性,能够裂解猪链球菌2型高致病力菌株HA9801;浊度递减试验结果显示该裂解酶能够高效裂解猪链球菌2型、7型、9型和马链球菌兽疫亚种参考株、金黄色葡萄球菌(包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)等多种革兰氏阳性菌。【结论】基于前噬菌体挖掘的裂解酶Ly7917,具有高效广谱裂菌活性,为临床上利用裂解酶治疗耐药菌的混合感染提供了可能。     

两株副溶血弧菌烈性噬菌体的分离鉴定

研究旨在筛选烈性噬菌体, 为副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus, Vp)病害防控增加新的选择。以副溶血弧菌Vp13为宿主菌, 通过二层琼脂平板法筛选, 分离到了2株烈性噬菌体SX-2和SX-F。对其形态结构进行了透射电镜观察, 利用DNase I、 RNase A、Mung Bean Nuclease和Hind Ш酶进行噬菌体核酸类型鉴定, 并对噬菌体的裂解谱、最佳感染复数、一步生长曲线进行了测定。透射电镜观察结果显示: SX-2核衣壳头部长约110 nm, 宽约50 nm, 尾部长约150 nm, 宽约10 nm, 为典型的复合体制; SX-F核衣壳呈正六边形, 长约为56.86 nm,宽约50.74 nm, 未观察到尾部, 推测为正二十面体对称; 核酸测定结果显示两者均为线性双链DNA。依据国际病毒分类委员会第九次报告, SX-2符合肌尾噬菌体科特征, SX-F符合盖噬菌体科特征。噬菌体SX-2和SX-F对85株弧菌裂解结果显示: 噬菌体SX-2能够裂解23株副溶血弧菌和1株溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus), 噬菌体SX-F能够裂解19株副溶血弧菌和1株溶藻弧菌。SX-2和SX-F的最佳感染复数均为0.0001。一步生长曲线结果显示: SX-F的潜伏期约10min, 裂解期约70min, 裂解量为116.2; 噬菌体SX-2的潜伏期小于10min, 裂解期大约70min, 裂解量为209.3。两株噬菌体生物学特性表明SX-2与SX-F均为烈性噬菌体, 这为进一步探讨噬菌体防治技术奠定了基础。     

溶原性噬菌体在猪链球菌2型分离株中的检出和鉴定

[目的]为了研究噬菌体整合酶基因在猪链球菌2型(Streptococcus suis type 2,SS2)中的分布情况.[方法]根据噬菌体整合酶基因设计引物,建立了PCR方法,并对扩增产物进行测序.[结果]结果显示,25株SS2致病菌株均扩增出目的片段,非毒力株T15、5株其它血清型猪链球菌及兰氏C群猪源链球菌未扩增出目的片段.经丝裂霉素C诱导后,SS2致病菌株出现完全的细胞溶解,而非毒力株T15未出现溶解.SS2致病株HA9801和ZY05719诱导均产生溶原性噬菌体,分别命名为SS2-HA和SS2-ZY,电镜观察,二者均头部呈正六边形,无尾部,其核酸类型为dsDNA,可鉴定为复层噬菌体科(Tectiviridae)的成员.噬菌体SS2-HA和SS2-ZY整合酶基因序列与已报道的SS2噬菌体整合酶基因序列高度同源,显示SS2噬菌体整合酶具有较高的特异性.[结论]从SS2致病株中检出溶原性噬菌体和噬菌体整合酶基因,且噬菌体整合酶基因与SS2溶菌酶释放蛋白(mrp)等7种毒力相关基因有相关性,表明SS2的溶原性噬菌体可能与其致病性有关.     

噬菌体裂解酶研究进展

噬菌体裂解酶是双链DNA噬菌体所特有的细胞壁水解酶。研究表明,所有噬菌体裂解酶在结构上具有相似性,即含有2个结构域：比较保守的N端催化区和差异较大的C端特异性结合区。裂解酶的高亲和性与种属特异的细胞壁糖基有关,而后常常是细菌存活的必要成分。所以,细菌难以产生对裂解酶的抗性。本简要综述噬茵体裂解酶的研究进展。     

噬菌体裂解酶——现状与未来

噬菌体裂解酶是一种由DNA噬菌体基因编码的高特异性酶, 可高效消化细菌细胞壁。革兰氏阳性菌噬菌体裂解酶的结构域相似, 裂解效率高, 与抗生素具协同抗菌作用, 且不易产生耐受性菌株, 抗体等体液因子对裂解酶的裂解活性影响小, 裂解酶作为一种潜在抗感染药物具有重要的研究价值。目前已建立了多种病原菌裂解酶应用的动物模型, 在防控耐药性病原菌感染上取得重要进展。本文就噬菌体裂解酶的抗菌作用进行综述。     

绒山羊源大肠杆菌噬菌体φPTK的分子生物学特性及对小鼠大肠杆菌感染的防治效果

【背景】抗生素耐药问题是影响人类及养殖业健康的重要因素,噬菌体能特异性裂解细菌,成为抗生素替代品研究热点,是解决抗生素耐药难题、促进养殖业健康发展的新途径。【目的】通过研究绒山羊源大肠杆菌烈性噬菌体φPTK (phage target of K1)的分子生物学特性,同时利用小鼠感染模型研究φPTK对小鼠大肠杆菌感染的防治效果,为绒山羊大肠杆菌病的防控提供新策略。【方法】用聚乙二醇-氯化钠(PEG 8000-NaCl)浓缩φPTK后,采用透射电子显微镜观察其超微形态结构;运用苯酚-氯仿法提取φPTK核酸后通过Illumina HiSeq高通量测序分析其全基因组结构,使用Mauve比较基因组学分析,通过MEGA绘制噬菌体进化树;通过构建小鼠感染模型分析φPTK对小鼠感染大肠杆菌的防治效果。【结果】透射电镜显示φPTK头部为正多面体形,直径90 nm,有长约112 nm、直径约18 nm的可收缩长尾;φPTK基因组全长169 688 bp,GC含量37.72%,有264个开放阅读框,含穿孔素-裂解酶(holin-lysin)裂解系统,有抗穿孔素蛋白和裂解抑制辅助蛋白,未发现抗生素耐药基因和毒力基因;比较基因组分析表明,φPTK为一株新的绒山羊源大肠杆菌烈性噬菌体;小鼠大肠杆菌感染前和感染后分别使用φPTK进行预防和治疗的试验表明,未使用φPTK的阳性对照组小鼠全部死亡,预防组和治疗组小鼠存活率分别为80%和60%。【结论】噬菌体φPTK是一株能够在小鼠大肠杆菌感染中具有较好预防效果的有尾噬菌体目(Caudovirales)肌尾噬菌体科(Myoviridae)绒山羊源大肠杆菌烈性噬菌体,本研究为绒山羊噬菌体生物制剂的创制奠定了基础。     

副溶血弧菌噬菌体Vpas_PP24的分离鉴定及生物学特性

【背景】副溶血弧菌是南美白对虾养殖中常见的致病菌,传统的抗生素防治办法不仅低效,而且越来越难以满足食品安全和绿色环保及可持续发展的要求。副溶血弧菌的生物防治是南美白对虾养殖业可持续发展的必由之路。噬菌体是天然安全的活体抗菌剂,因其对特定细菌的专一性感染和高效性裂解而备受关注。【目的】分离一株能高效裂解副溶血弧菌的烈性噬菌体,为探索副溶血弧菌的噬菌体防治方法提供基础研究。【方法】以28株病虾来源的副溶血弧菌为宿主菌,用双层琼脂平板法从海鲜市场污水中分离副溶血弧菌噬菌体;点斑法测定噬菌体的裂解谱,并对筛选到的宽裂解谱噬菌体进行透射电镜(transmission electron microscopy,TEM)观察、生物学特性测定和全基因组序列分析。【结果】分离筛选到一株副溶血弧菌烈性噬菌体,命名为Vpas_PP24。透射电镜观察显示该噬菌体头部为二十面体,有一长尾,头部长约92 nm,宽约46 nm,尾部长约147 nm,属于有尾噬菌体目长尾噬菌体科。其基因组全长83 482 bp,预测有118个开放阅读框(open reading frames,ORFs),具有已知功能的有13个,不含非编码RNA、毒力基因及抗生素抗性基因。基因组一致性对比显示噬菌体Vpas_PP24可能为弧菌噬菌体的一个新种。Vpas_PP24对28株副溶血弧菌的裂解率为54%,对其他种属的116株弧菌的总裂解率为16%;最佳感染复数(multiplicity of infection,MOI)为0.000 1,效价可达3.0×10¹⁰ PFU/mL。一步生长曲线显示Vpas_PP24的潜伏期为10 min,暴发期为150 min,暴发量为30 PFU/cell。该噬菌体在温度<50 ℃、pH 4.0-11.0范围内活性稳定,对糜蛋白酶、木瓜蛋白酶和对虾肝胰腺酶提取液的水解作用不敏感,但蛋白酶K可快速使其失活,紫外辐照也能使Vpas_PP24失活。宿主菌对该噬菌体的不敏感突变频率为2×10^-5。【结论】分离筛选到一株裂解谱较宽、基因型较新、生物学性质较稳定的副溶血弧菌噬菌体,该噬菌体具有进一步开发成为新型副溶血弧菌抗菌剂的潜力。     

提高噬菌体裂解酶抗菌活性的研究进展

随着细菌耐药性问题的日益严重,人们开始寻求新型抗菌制剂。噬菌体裂解酶是一种由ds DNA噬菌体编码的水解酶,能高效特异性地裂解细菌细胞壁且不易使细菌产生耐药性。由于天然裂解酶具有宿主谱窄,不能裂解革兰阴性菌等缺点,研究者对裂解酶进行了大量的设计改造。本研究主要对提高噬菌体裂解酶抗菌活性的研究进展进行综述。     

鱼源副乳房链球菌前噬菌体裂解酶Sply828的抗菌活性

【背景】副乳房链球菌（Streptococcus parauberis）是重要的水产病原菌,该病原菌已逐渐出现新的血清型及多重耐药性状,因此亟须开发出一种新的抗菌药物用于该病害的防治。研究发现,前噬菌体编码的裂解酶能够有效地杀死其宿主,具有良好的抗菌应用前景。【目的】以副乳房链球菌前噬菌体裂解酶为对象,研究其杀菌宿主谱并优化其裂解活性的条件。【方法】利用PHASTER工具对副乳房链球菌菌株KRS02083全基因组序列分析发现,其前噬菌体包含一种裂解酶的基因Sply828;通过基因克隆、表达和纯化等技术得到裂解酶Sply828蛋白;通过浊度递减实验探究裂解酶Sply828对不同细菌的杀菌活性及其最适的裂解条件。【结果】裂解酶Sply828对鱼源副乳房链球菌具有最佳的杀菌活性,并发现该酶对处于指数生长期的细菌杀菌效果最好;其最适裂解温度为28°C,最适pH为6.2;Ca²⁺和Mg²⁺对该酶的杀菌活性有促进作用,但是Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Ni²⁺明显抑制...     

噬菌体裂解酶应用研究进展

近年来,随着抗生素的滥用,导致多重耐药性菌株出现的频率加快。因细菌感染导致死亡的人数逐年增多,人类健康面临巨大挑战,因此研制新型抗菌药物刻不容缓。噬菌体裂解酶因其高效的杀菌能力及高度的宿主专一性而成为新一代抗菌制剂的候选之一。其是一种细胞壁水解酶,在双链DNA噬菌体复制后期被合成,通过水解细胞壁肽聚糖上的化学键,从而裂解细菌细胞壁,释放出子代噬菌体。本文系统地介绍了噬菌体裂解酶的研究进展,为相关裂解酶抗菌药物的研发做出有益探索。