基于PKS和NRPS基因的海洋来源抗病原菌活性菌株筛选及其代谢产物活性分析

基于聚酮合成酶基因(polyketide synthases gene,PKS)和非核糖体多肽合成酶基因(non ribosomal polypeptide synthase gene,NRPS),本研究从77株分离于北冰洋海泥的菌株中筛选出1株具有较高抗病原菌活性的菌株并对其进行了菌种鉴定。通过优化培养基组成和发酵条件提高了该菌株活性代谢产物的产量,并利用高分辨率质谱(high resolution mass spectrometry,HRMS)、核磁氢谱(¹H nuclear magnetic hydrogen,¹H NMR)和碳谱(¹³C NMR)对其主要代谢产物进行了结构鉴定。测定了该菌株主要代谢产物的抗菌谱及代谢产物对黄瓜枯萎病的影响。研究结果表明,该菌株为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),其对植物具有一定的促生作用。当发酵条件为麦芽糖5g/L、胰蛋白胨10g/L、氯化钠10g/L、温度30℃、转速150r/min、发酵时间60h时,该菌株代谢产物的抑菌圈直径由(16.23±0.42)mm提高至(24.42±0.57)mm。菌株代谢产物含有大环内酯类化合物macrolactin A,其对多种病原细菌和真菌具有明显拮抗作用。黄瓜幼苗实验表明,该菌株代谢产物对黄瓜枯萎病具有防护作用,其作为生防菌剂具有一定的开发应用潜力。     

纳米酶的抗菌作用及其机制研究进展

抗生素类药物的发现和使用给人类提供了抗击细菌感染的强大武器。但是,抗生素长期使用导致的细菌耐药问题限制了其在临床上的应用。开发新型的基于纳米酶(Nano-Enzyme)的新型抗菌剂为解决上述问题提供了新思路。将纳米酶可以归为两大类:一类是酶和纳米材料的复合材料;另一类是纳米材料本身具有类酶活性。因为银(Ag)纳米粒子是历史最悠久且研究最广泛的纳米抗菌剂,而且其抗菌机制多样化,因此将Ag纳米粒子的抗菌机制和最新进展单独论述。纳米抗菌剂可以组合多种抗菌机制协同抗菌,从而提高其抗菌性能。因此,在这篇综述中系统介绍了Ag纳米粒子和上述2种类型纳米抗菌剂的最新研究进展和抗菌机制,重点介绍了纳米材料的物理性质对抗菌活性和生物安全性的影响。最后,该综述还强调了该领域目前面临的问题和挑战,并对该领域的发展前景进行了展望。     

构树种子油的超声强化提取及其抗氧化性研究

本文采用单因素设计,进行均匀设计实验,用超声波提取法考察了溶剂种类、超声波强度、超声波提取时间、料液比(g/mL)对构树种子油提取率的影响,同时研究了构树种子油清除羟基自由基和超氧阴离子自由基的能力。结果表明,在以丙酮作提取剂,各因素对构树种子油提取效率的影响次序为:超声波强度料液比超声时间;工艺参数为:超声波强度为65%,料液比(g/mL)1∶12,超声提取时间7 min,构树种子油提取率可达30.2%。同时,以构树种子油清除羟基自由基能力和超氧阴离子自由基能力为指标,研究构树种子油的抗氧化能力。通过DPPH法和邻苯三酚自氧化法测定其抗氧化活性,结果发现其对羟基自由基的抑制率高达93.56%,而对超氧阴离子没有明显抑制作用。     

乳酸菌素-安全、天然的食品防腐剂

乳酸菌素是一类由乳酸菌在代谢过程中通过核糖体合成机制产生的抗菌多肽或蛋白,胞外分泌,能够通过在细胞膜上形成孔道或抑制细胞壁合成来达到溶菌目的。主要从乳酸菌素在食品中应用的安全性、影响乳酸菌素生物合成的条件、乳酸菌素活性的影响因素、以及目前乳酸菌素在食品领域的应用等方面进行了评述,揭示了乳酸菌素广阔的市场应用前景,从而使乳酸菌素这种天然防腐剂能获得更好地开发和利用。     

洋葱伯克霍尔德菌CF-66环二肽的分离纯化及抑菌活性研究

植物真菌病害给农业生产带来了巨大损失,因此对高效、低毒、低残留的生物农药的开发迫在眉睫。洋葱伯克霍尔德菌CF-66（Burkholderia cepacia CF-66）对真菌类病原菌具有强烈的抑制作用。其发酵液经减压浓缩和乙酸乙酯萃取得到粗提液,粗提液经反复硅胶柱层析和反相高效液相色谱（RP-HPLC）多步柱层析,首次分离纯化得到一种环二肽——cyclo(Phe-Pro)(cFP)。利用气质联用（GC-MS）系统和HPLC进行定性和定量,结果表明分离纯化物质呈单峰,纯度较高且经标准曲线算出其浓度约为15 mg/ml。MIC值的测定结果表明该物质对立枯丝核菌、黄瓜菌核、玉米弯孢病菌等植物病原菌及冻土毛霉、黄曲霉、米根霉等食品腐败菌均具有较强的抑制作用。经显微镜观察发现,该物质可使丝状真菌菌丝生长异常,菌丝由光滑细长变得粗糙、弯曲、短粗且顶端膨大呈泡状。     

大肠杆菌细胞抽提物制备方案的简化与优化

无细胞蛋白表达系统是一种将目的蛋白在体外进行表达的新技术和新方法,已广泛应用到蛋白质组学、蛋白质结构和功能等领域的研究中。在无细胞蛋白表达系统中,细胞抽提物的制备是关键因素之一。通过对大肠杆菌细胞抽提物制备过程中离心速度、预孵化和透析等参数的考察,利用绿色荧光蛋白作为报告蛋白,可以得到一个细胞抽提物制备的简化方案。采用相对低的转速(12 000×g,10 min),简易空孵化即可制备出活性高的细胞抽提物,用于无细胞体系蛋白表达,其表达的绿色荧光蛋白产量为209μg/mL。与传统的大肠杆菌细胞抽提物S30相比较,新方案将使时间与成本节省62%,产量是传统方法的2.6倍,使无细胞蛋白表达技术的操作快速、高通量的优势更加明显。     

DKP对3株病原菌生物膜的抑制作用研究

生物膜的存在使一些由病原菌引发的疾病变得更加难以治疗。经研究发现一种环二肽物质DKP——cyclo(Pro-Phe)能够抑制这3株病原菌(Staphylococcus aureus,Pseudomonas aeruginosa,Candida albicans)生物膜的形成。通过对不同浓度DKP作用下所形成的生物膜进行结晶紫定量、菌落计数分析和结构显微分析表明:在DKP的浓度达到10 mg/ml时,S. aureus和P. aeruginosa的生物膜几乎消失;在DKP的浓度达到12 mg/ml时,C. albicans的生物膜被显著抑制。这一发现为寻找新型的生物膜抑制剂治愈顽固疾病带来了新的希望。     

酶工程课程教学改革探索

"酶工程"是生物工程专业的主干课程,其主要内容是研究酶的生产和应用。结合课程教学实践,从认真选择教材、优化教学内容,改进教学方法和手段,完善考核形式等方面对"酶工程"课程教学进行了初步探讨,以期提高教学效果。     

解淀粉芽孢杆菌Q-426群体感应系统ComX信息素前体肽的合成研究

采用Fmoc固相合成法合成了解淀粉芽孢杆菌Q-426群体感应系统Com X信息素的前体五肽。利用反向半制备色谱(RP-HPLC)和液质联用仪(LC-MS)对合成的五肽进行了分离纯化及纯度分析。建立了检测游离氨基酸的新方法,并详细考察了合成条件对树脂上肽链连接效率的影响。结果表明,新型NNA试剂(茚三酮+正丁醇+乙酸溶液)可替代传统的Kaiser试剂用于Fmoc固相合成中游离氨基的检测;在35℃下,使用DCM和DMF对树脂交替溶胀1h后,树脂上肽链的连接效率最高。合成的Com X信息素前体五肽粗品产率为98%,纯度为58.60%;经半制备型高效液相纯化后,纯度达99%。抑菌实验表明,Com X信息素前体五肽具有明显的生物活性。     

金黄色葡萄球菌agrC的克隆及序列分析

金黄色葡萄球菌agr系统能够调控多种毒力因子的表达,在该系统中,受体组氨酸蛋白激酶AgrC感受外部信号并传递给细胞内,在整个agr系统中起着重要的作用,成为药物发现的新靶点,该蛋白由agrC基因编码。通过分析发现,agrC基因的保守性非常差,这可能是由于它作为受体需要与信号分子结合的特异性所决定的。通过对已经公开的agrC基因序列进行比对分析,设计了多条引物,以金黄色葡萄球菌ATCC 6538的基因组DNA为模板,进行了PCR扩增并转化大肠埃希菌克隆该基因,获得了金黄色葡萄球菌ATCC 6538附属基因调节系统agrC基因的全序列。同时,通过对现有的提取金黄色葡萄球菌基因组的方法做了改进,得到了一种大量提取了金黄色葡萄球菌DNA的方法,获得的DNA纯度较高。