蛋白质组学在乳酸菌应激反应机制研究中的应用

蛋白质组是研究细胞内全部蛋白质的存在及其活动方式。各种外界环境胁迫会诱导乳酸菌不同种类和数目的蛋白质表达发生变化,涉及复杂的代谢调控途径。本文通过从蛋白质组水平上揭示蛋白质表达模式的动态变化,有助于阐明乳酸菌在环境胁迫下的应激反应分子调节机制。     

乳酸菌环境胁迫应答分子机制研究进展

对乳酸菌在酸胁迫、胆盐胁迫、高温胁迫、冷胁迫、氧胁迫以及营养胁迫条件下的分子机制进行详细阐述,旨在为乳酸菌资源的更好的利用提供理论基础。     

乳酸菌的热胁迫研究进展

乳酸菌和其他自由生活的微生物一样,在发酵及食品加工、贮藏过程中经常暴露于各种环境胁迫条件下,包括饥饿胁迫、渗透压胁迫以及热胁迫等,增加胁迫抗性是提高生物量及代谢产物积累的有效策略。热胁迫可能是自然界及工业应用中微生物所面临的最常见压力。目前研究表明来自不同生境的乳酸菌通过基因表达的快速变化对温度的突然升高做出反应,从而导致热休克蛋白的蛋白质水平升高。热休克蛋白在进化过程中具有高度保守性,在正常条件下,其有助于受体调节,细胞骨架稳定及蛋白质的折叠、组装、运输、降解。在热胁迫条件下,其功能变得尤为重要。综述了乳酸菌的热胁迫耐受机制及不同乳酸菌的热胁迫反应,为研究乳酸菌热胁迫应答机制提供一定的理论借鉴,有利于乳酸菌的工业化应用。     

乳酸菌的胁迫应答及其对碳水化合物代谢的影响

乳酸菌在生产及发挥益生功能时要受到多种不利环境条件的影响,如通过胃肠道时经历的低pH和胆盐等,在工业生产过程中所经历的环境胁迫(包括低温与高温、营养限制、氧化以及其它因素等)。乳酸菌会通过改变某些蛋白的表达,调整代谢通路,提高能量来适应胁迫。本文综述乳酸菌在酸、热、氧、冷及饥饿等胁迫条件下,参与碳水化合物代谢相关蛋白表达的变化及有关基因的变化,从代谢角度了解乳酸菌在耐受和适应环境胁迫时的机制,分析胁迫应答影响乳酸菌代谢通路改变所带来的应用,为研究乳酸菌胁迫应答机制及其工业化应用提供新思路。     

酸胁迫条件对粪肠球菌Gr17代谢合成细菌素的影响

目的:粪肠球菌Gr17分离自中国传统发酵酸鱼，可以代谢合成新型广谱IIa类细菌素enterocin Gr17，有作为发酵食品功能性菌株的巨大应用潜力，然而该菌株应用于实际发酵环境时会面临各种胁迫条件，酸胁迫是其中主要的胁迫因素之一。本研究旨在探讨不同酸胁迫条件对菌株Gr17生长及代谢合成细菌素的影响。方法:在筛选可正向影响细菌素合成的酸胁迫条件参数基础上，测定该条件下细菌素生物合成相关基因的表达水平变化，分析其影响机制。结果:与正常生长条件pH 7.0相比，在pH 4.5~6.5的酸胁迫条件下，菌株Gr17的菌体密度会随pH值的下降而降低；pH 5.0～6.5的酸胁迫条件可明显正向提高细菌素的分泌合成量，其中pH 5.5的酸胁迫条件最为明显。在此条件下，细菌素生物合成相关ABC转运系统as-48H、as-48G、as-48F、as-48E基因表达在处理时间48 h内没有显著变化，种内群体感应调控系统自诱导肽基因entIP在8 h时表达量明显提高，双组分基因entPK、entR以及细菌素编码基因entGr17在12 h时表达量明显提高。结论:基于以上结果，推测pH 5.5的酸胁迫条件可以促进自诱导肽的分泌表达，正向调控种内群体感应系统，从而增加细菌素的合成。本研究结果对于从分子水平上全面揭示实际发酵环境中乳酸菌细菌素的合成调控行为，最大限度地提高产细菌素乳酸菌在发酵生产中的应用价值具有重要的科学和现实意义。     

转录组学在乳酸菌研究中的应用

转录组学是一门从RNA水平上研究基因表达情况的学科,是一种重要的生命科学研究手段,被广泛应用到多个物种的研究中。乳酸菌作为一类公认安全的食品工业微生物,在发酵食品工业中发挥着重要作用。随着乳酸菌分子水平研究的快速发展,乳酸菌转录组学日益成为研究热点。本文对转录组学及其研究技术进行综述,阐述了转录组学在研究乳酸菌生长代谢调控机制、环境胁迫应激反应、发酵及益生功能中的应用,并对乳酸菌转录组学研究存在的问题及发展趋势进行了讨论,期望为乳酸菌转录组学研究提供参考。     

环境胁迫调控植物乳杆菌细菌素合成的研究进展

植物乳杆菌作为具有重要经济价值的乳酸菌被广泛应用于食品发酵与保鲜领域,由于其代谢过程中会产生具有广谱抑菌特性、对热稳定且易被蛋白酶水解的细菌素,因此有作为天然食品生物防腐剂的较大应用潜力。研究表明,在发酵过程中菌体的生长和细菌素的合成受多种环境因素如盐胁迫、酸胁迫、氧胁迫及低高温胁迫的影响,但目前环境因素调节信号分子产生以及调控相关基因合成细菌素的具体机制仍然有待研究,另一方面,通用的调控通路还未被发现。因此,本文介绍了植物乳杆菌抵御胁迫的反应机制并详细阐述了环境胁迫下与细菌素合成密切相关的调控基因和重要调控蛋白,为食品发酵加工过程中合理控制发酵条件,促进细菌素合成从而延长食品货架期提供理论依据。     

低聚糖对乳酸菌抗氧化胁迫能力的影响

目的:研究GOS(低聚半乳糖)和xos(低聚木糖)对乳酸菌(L.bulgaricus Fn009)耐H202胁迫能力的影响.方法:利用H2O2建立氧化应激模型,以MTT法(四甲基偶氮唑盐比色法)检测GOS和XOS对乳酸菌存活率影响,以流式细胞技术检测GOS和XOS对乳菌细胞膜完整性的影响,并测定GOS和XOS对乳酸菌抗氧化酶活力和应激蛋白基因表达水平的影响.结果:H202胁迫条件下,GOS和XOS干预组乳酸菌存活率提高了1.83～1.96倍,细胞膜完整率分别提高了17％和13％,T-SOD和GSH-Px酶活力均显著上升(p＜0.05),Dnak、GroEL和Gsp65应激蛋白基因的表达水平显著下调(p＜0.05).结论:GOS和XOS能够提高乳酸菌自身的抗氧化活力,降低H2O2胁迫对菌体细胞膜的损伤程度,增强乳酸菌对氧化胁迫的抗性.     

酸冷胁迫下保加利亚乳杆菌定量PCR内参基因的筛选

实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术具有灵敏度高、特异性强、重复性好、定量准确等优点,被广泛应用于目的基因表达的定量分析,而筛选表达水平稳定的内参基因是提高qRT-PCR结果准确性的重要前提。保加利亚乳杆菌既是酸奶发酵剂的常用菌种,又是引起酸奶后酸化的主要菌种。为了筛选保加利亚乳杆菌后酸化相关功能基因表达分析的qRT-PCR内参基因,以保加利亚乳杆菌的模式菌株ATCC 11842为试验菌株,根据前期ATCC11842菌株在后酸化不同条件下转录组学测序结果,选择5个候选内参基因（16SrRNA、rpoB、ldh、rodA、recA）,通过qRT-PCR技术研究候选内参基因在酸胁迫和酸冷胁迫下的表达量水平,即Ct值变化。采用3款软件geNorm、NormFinder和Bestkeeper分析比较候选内参基因在酸胁迫和酸冷胁迫下qRT-PCR的表达稳定性,并筛选获得qRT-PCR的最适内参基因。运用筛选到的最适内参基因,分析ATCC 11842菌株的3个目的基因（poxI、Ldb1301、dnaJ）在酸胁迫和酸冷胁迫下qRT-PCR的相对表达量,验证筛选的内参基因的可靠性。结果表明：同一候选内参基因Ct值在酸胁迫和酸冷胁迫下,rpoB和recA表达量变化最小。比较3个软件分析结果,一致得出：rpoB和recA是在酸胁迫和酸冷胁迫下表达最稳定的2个基因,即筛选出的qRT-PCR最适内参基因为rpoB和recA;3个目的基因（poxI、Ldb1301、dnaJ）在酸胁迫和酸冷胁迫下qRT-PCR的相对表达量的分析结果与前期转录组学测序结果一致,进一步证实本研究筛选的2个内参基因rpoB和recA的可靠性。本文为利用qRT-PCR技术研究保加利亚乳杆菌后酸化功能基因表达以及揭示后酸化机制及定向选育弱后酸化菌株提供了依据;也为采用qRT-PCR技术研究其它益生乳酸菌引起酸奶后酸化或不同条件下功能基因表达提供借鉴。     

保加利亚乳杆菌不同环境胁迫的交互保护作用及其基因表达分析

保加利亚乳杆菌是发酵乳制品常用主要菌种,经常受到多种环境胁迫。为了深入揭示其抗逆保护机制,在确定保加利亚乳杆菌模式菌株ATCC 11842不同环境胁迫(酸、盐、胆盐、氧、冷)下的亚致死与最低致死条件的基础上,通过比较不同环境胁迫亚致死条件处理后的菌体细胞的存活率变化,研究菌体细胞在多重胁迫环境下的交互保护作用。根据前期ATCC 11842菌株在酸胁迫和酸冷胁迫条件下转录组学测序结果,从响应酸胁迫的基因中选取与糖代谢、氨基酸代谢、转运系统、分子伴侣、应激等相关11个基因,利用RT-qPCR技术分析11个基因在不同环境胁迫下转录水平的表达量变化。结果表明:ATCC 11842菌株经酸胁迫和氧胁迫亚致死条件(pH 4.8,40 min;15 mmol/L H₂O₂,1 h)预处理后,均可显著提高最低致死条件下的存活率,在ATCC 11842菌株体内响应酸胁迫的11个基因中,有10个基因也响应其它不同环境胁迫,并探明这10个响应酸胁迫的基因(LDB＿RS02110、LDB-RS00810、LDB＿RS04920、LDB＿RS05285、LDB＿RS0...     

蛋白组学技术在乳酸菌环境胁迫应激研究中的应用

文中介绍了蛋白质组学新技术原理及常用技术路线,着重论述了该技术对乳酸菌在各种不同环境胁迫应激研究中的应用,从酸胁迫、冷胁迫、胆盐胁迫、渗透压胁迫及氧化胁迫等方面分别做了应用分析,并对该技术在分子生物学领域尤其是乳酸菌分子生物学研究方面未来的发展做了展望。     

乳酸菌质粒基因表达载体系统

乳酸菌是一类重要的工业菌株。近年来对于乳酸菌的遗传学和分子生物学的研究成为热点，并在一些方面取得了突破性成果。本文介绍了乳酸菌食品级表达载体的安全要求和食品级选择标记以及乳酸菌质粒的研究进展。     

乳酸菌耐盐分子机制研究进展

乳酸菌广泛应用于食品和发酵行业。在酱油、熏肉、泡菜等发酵食品的生产过程中,乳酸菌的生长常受到 高盐浓度的影响。盐胁迫引起的渗透压变化会引起乳酸菌细胞结构损伤,导致细胞生理代谢活动紊乱甚至死亡。因 此,乳酸菌在盐胁迫条件下生存、生长和代谢的能力在食品发酵过程中是非常重要的。本文就乳酸菌的耐盐机制进 行阐释,以期为乳酸菌科学研究及食品发酵工业应用提供参考。     

乳酸菌的分类鉴定方法的研究进展

近年来随着乳酸菌众多有益功能的开发,乳酸菌在食品、保健品等行业的应用越来越广泛。然而大部分乳酸菌菌种均无统一的标准鉴定方法,难于对该类产品进行质量控制,保证其安全性,故建立规范的乳酸菌标准鉴定方法势在必行。该文论述了目前国内外用于乳酸菌分类鉴定的方法。     

乳制品中乳酸菌分子鉴定技术进展

该文全面论述了乳制品中乳酸菌分类和鉴定的分子鉴定技术,着重阐述了乳制品中乳酸菌鉴定及多态性研究中的DNA指纹图谱技术、基于rDNA序列的分子标记技术和种间特异性PCR等技术的原理、方法及应用.分子鉴定技术的发展为乳酸菌快速分类和鉴定提供了现代可靠的技术手段.根据不同分子鉴定方法分辨率和检测限的不同,可依据研究目的选择合适的分子方法或分子鉴定与表型鉴定结合的方法更有效快速的进行乳制品中乳酸菌的鉴定.     

乳酸菌细胞固定化发酵的研究进展

乳酸菌足能利用糖发酵产生乳酸的一类细菌,在食品、医药、工业、农业和科研等领域均有广泛的应用。本文综述了利用乳酸菌进行细胞固定化发酵生产乳酸、乳制品以及Nisin的国内外研究进展情况。并对乳酸菌固定发酵技术的应用前景进行了简要论述。     

云南撒尼地区乳饼及酸乳清中乳酸菌的鉴定及其生物多样性研究

本研究对采自云南省石林彝族自治县5个不同地点的25份撒尼山羊奶乳饼和5份酸乳清样品进行了乳酸菌的分离,了解乳酸菌的进化途径及各菌株间的亲缘关系。采用16S rRNA基因序列分析技术和传统理化特性研究相结合对乳酸菌种属进行鉴定,同时绘制乳酸菌系统发育树,对其序列进行分子系统发育分析。30份样品中73株乳酸菌疑似分离株进行属种鉴定,46株杆菌分离株归属4个不同属中的13个种,27株球菌分离株归属5个不同属中的9个种,其中植物乳杆菌和融合魏斯氏菌分别占所有分离株的19.18%和15.07%,是云南撒尼羊奶乳饼及酸乳清样品中的优势菌株,云南撒尼山羊奶乳饼及酸乳清样品中的乳酸菌既丰富多样,这可能与云南特有的地理、地貌和气候环境云南撒尼民族制作乳饼方法、凝乳时间、生活习惯、挤奶容器和卫生条件有关。     

乳酸菌作为基因表达载体的研究概况

就乳酸菌表达载体进行综述,包括乳酸菌的应用与安全性,乳酸菌表达载体的质粒、乳酸菌表达系统的筛选标记、乳酸菌作为表达载体的不足与未来的发展前景。