淡水湖渔场沉积物中产胶原蛋白酶菌株的筛选及发酵优化

【背景】胶原蛋白酶能够高效降解水不溶性的胶原蛋白,在各行业中都有着广泛的应用。淡水湖渔场中大部分动物残骸中的胶原蛋白都会沉降到沉积物中,因而其生态环境中应含有丰富的产胶原蛋白酶菌株。【目的】以环洞庭湖水系淡水湖渔场沉积物为样品,筛选产胶原蛋白酶菌株,并对其中一株产酶量和生物安全性均高的菌株进行鉴定及发酵产酶条件的初步研究,以期为胶原蛋白和胶原蛋白酶的工业生产及应用奠定基础。【方法】采用稀释涂布平板法和点种法筛选产胶原蛋白酶菌株,通过茚三酮显色法测定发酵液胶原蛋白酶酶活,并结合16S rRNA基因序列比对和系统发育分析确定产酶菌株的种类。采用滤纸片扩散法检测菌株抗生素敏感性和溶血性,用溴甲酚紫显色法检测菌株氨基酸脱羧酶活性,硝酸还原酶活性测定用试剂盒,通过单因素试验法和正交试验法进行菌株产胶原蛋白酶发酵条件的优化。【结果】从环洞庭湖水系中的4个淡水湖渔场的表层沉积物中共筛选分离得到113株产胶原蛋白酶菌株,并从中挑选一株来自东湖沉积物的产酶量和生物安全性均高的菌株,该菌株为Exiguobacterium属细菌,命名为Exiguobacterium sp. DJ1。菌株DJ1的最佳产酶条件...     

N-十一烷酰基环戊酰胺对铜绿假单胞菌生物被膜及毒力的影响

【背景】铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)耐药性问题日趋严重的重要原因之一是细菌生物被膜的产生,群体感应(quorum sensing, QS)系统在其生物被膜形成过程中发挥了重要作用。QS抑制剂能够抑制生物被膜的形成和毒力因子的分泌,成为解决细菌耐药性问题的新策略。【目的】通过化学方法对las系统信号分子N-(3-氧十二烷基)-l-高丝氨酸内酯[N-3-(oxododecanoyl)-l-homoserine lactone, OdDHL]的母核和酰基侧链同时改变,合成N-十一烷酰基环戊酰胺,命名为Y0-C11-HSL,探讨其对P. aeruginosa生物被膜形成和毒力因子分泌的作用潜力和分子机制。【方法】采用结晶紫染色和扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)评价Y0-C11-HSL对生物被膜形成和结构的影响,通过测定毒力因子的产生和运动试验评析Y0-C11-HSL的抑制活性,通过傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer, FT-IR)研究Y0-C11-HSL对胞外聚合物(extracellular polymers, EPS)表面化学基团的影响,采用分子对接进一步解析Y0-C11-HSL的作用机制。【结果】与对照组相比,在10-200μmol/L浓度梯度下,Y0-C11-HSL能够减少P. aeruginosa生物被膜形成,且在200 μmol/L时减少率达24.1% (P＜0.01)。此外,在200 μmol/L处理下,Y0-C11-HSL能够显著抑制绿脓菌素、鼠李糖脂、胞外多糖和水解蛋白酶的分泌,抑制率分别为34.7% (P＜0.01)、33.1% (P＜0.01)、27.3% (P＜0.01)和37.3% (P＜0.01),抑制swarming和twitching运动,抑制率分别为45.6% (P＜0.01)和51.7% (P＜0.01),影响了EPS表面化学基团。分子对接结果表明,Y0-C11-HSL能与OdDHL结合的LasR受体蛋白竞争性结合。【结论】Y0-C11-HSL能与OdDHL结合的LasR受体蛋白竞争性结合,对转录蛋白产生影响,进而下调P. aeruginosa QS相关基因的表达。