枯草芽孢杆菌菌株B_3抗菌肽的分离纯化与鉴定

针对1株分离自甘肃河西盐碱土壤的具有产抗菌肽潜质的枯草芽孢杆菌B_3菌株(Bacillus subtilis B_3),拟构建一种有效的抗菌肽分离纯化方法,旨在为获得该抗菌肽纯品及其结构信息,并为抗菌肽制备及其制品检测提供方法参考。采用由阳离子交换层析、疏水层析和尺寸排阻层析单元组成的串联柱层析系统对B_3菌株液态发酵产物进行初步分离,对不同时段的收集液做抑菌实验,比较评价分步层析效果;再通过反相HPLC进一步分离纯化后用质谱分析检测,以获得具有抑菌活性多肽的分子质量及结构信息。经串联层析法分离的具有抑菌活物质是一种小分子富脯氨酸抗菌肽,其氨基酸序列Pro-Tyr-Ile-Pro-Gln-Pro-Arg-Pro-Pro-His-Pro-Arg-Leu,分子质量为1 567.86 Da,等电点为10.84。经美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)数据库比对,发现其为一种未报道的多肽。经抑菌活性检测表明,该抗菌肽对大肠杆菌(Escherichia coli)和沙门氏杆菌(Salmonella enterica subsp.enterica)均有抑菌作用,其最小抑菌质量浓度均为0.020 312μg/mL。同时,该抗菌肽表现出较强的耐热性、耐酸碱性和光照稳定性,是一种对供试靶标菌具有抑菌活性的新抗菌肽。     

产抗菌肽乳源乳酸菌的筛选及定向培养

为了获得乳酸菌高效表达抗菌肽的代谢调控方法,对德氏乳杆菌保加利亚亚种等7种乳酸菌进行了产抗菌肽能力的筛选和定向培养。筛选出具有较高抑菌活性的菌株嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌,它们产生的抑菌物质经排除酸、过氧化氢后,仍具有抑菌活性,然而经蛋白酶处理后其抑菌活性明显下降。结果表明,两种菌发酵上清液对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有抑制作用。经一系列定向培养嗜酸乳杆菌抑菌直径达到(23.53±0.06)mm,与未经定向培养的抑菌直径(11.63±0.15)mm相比抑菌活性提高了102%;经定向培养的干酪乳杆菌抑菌直径达到(21.27±0.25)mm,与未经定向培养的抑菌直径(12.50±0.10)mm相比抑菌活性提高了70.2%。     

花椒籽蛋白抗菌肽的抑菌作用及其稳定性研究

本研究采用菌落计数法对花椒籽蛋白抗菌肽的抑菌效果及稳定性进行了研究。结果表明:抗菌肽对大肠杆菌、沙门氏菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌均具有抑制作用;抗菌肽的抑菌活性随浓度的升高而增强;经不同温度、加热时间处理后,抗菌肽的抑菌活性与对照相比无显著差异(p0.05);抗菌肽在经p H 2.0~12.0处理后仍有抑菌活性,p H 2.0时的抑菌率最低(58.13%),p H 12.0时的抑菌率最高(79.17%);随着金属离子浓度的增加,经K+、Ca2+和Fe3+处理后的抗菌肽的抑菌活性分别呈降低、增加、变化平缓的趋势,经0.1 mol/L K+处理后的抗菌肽的抑菌活性明显增强;经有机溶剂处理后,抗菌肽的抑菌活性有所降低;经吐温20、吐温80处理后,抗菌肽的抑菌活性极显著增强(p0.01),SDS对抑菌活性的增加不显著。因此,抗菌肽具有很好的热、酸碱、金属离子和有机溶剂稳定性,而表面活性剂(吐温20、吐温80)能使抗菌肽的抑菌活性显著增强。     

产抗菌肽乳酸菌筛选及抗菌肽的分离纯化与特性研究

目的筛选得到产抗菌肽菌株,对抗菌肽进行分离纯化及理化性质研究。方法利用琼脂扩散法筛选产抗菌肽的菌株,运用细胞吸附解吸和阳离子交换层析法纯化抗菌肽,从热稳定性、酸碱稳定性和蛋白酶敏感性3方面研究抗菌肽的理化特性。结果筛选得到7株产抗菌肽的菌株,其中菌株4121具有较广的抑菌谱,命名为鼠李糖乳杆菌4121。对抑菌物质进行分离纯化和理化性质测定,电泳结果显示抗菌肽的分子量约为11 kDa,最终获得的抗菌肽比活力为12379.11 AU/mg,最终纯化倍数为91.99倍。该抗菌肽的抑菌能力在20~80℃及偏酸条件下具有很好的稳定性。同时该抗菌肽对蛋白酶K和α-胰凝乳蛋白酶敏感。结论筛选出的鼠李糖乳杆菌4121所产生的抗菌肽热稳定性及酸稳定性良好,具有广谱抑菌能力,并建立了有效的抗菌肽分离纯化法—细胞吸附解吸-阳离子交换层析法。     

含抗菌肽基因的天然质粒在枯草杆菌中的表达

侧孢短芽孢杆菌抗菌肽具有高效、广谱、稳定的抗菌活性,该抗菌活性与其内源质粒密切相关。为研究侧孢短芽孢杆菌含抗菌肽基因质粒异源表达的可行性,本研究中将侧孢短芽孢杆菌S62~-9的天然质粒电转枯草芽孢杆菌Wb800受体细胞,筛选阳性转化子并对其表达产物性质进行研究。得到了产生抗菌活性产物菌株Z4,发酵6 h后开始产生抗菌物质,12~20 h产量达到最大,达620.96 AU/m L。Tricine~-十二烷基硫酸钠~-聚丙烯酰胺凝胶电泳看到S62~-9质粒在枯草芽孢杆菌中得到了成功的表达,反相高效液相色谱分析Z4表达产物含有与侧孢短芽孢杆菌抗菌肽相同物质。该物质抑菌谱广,稳定性好:对于G~+、G~-和真菌均有抑菌活性,而且对于G~+菌株的抑菌效果优于G~-菌株和真菌,121℃处理20 min后的效价保留率约为90%,100℃处理60 min后仍有81%的活性保留;p H 2~12的范围内效价保留率基本不发生变化;对蛋白酶较为敏感,胰蛋白酶和蛋白酶K处理后抗菌肽的效价保留率为60%左右,其他3种蛋白酶处理后也有一定程度的降低。本研究获得了抗菌肽的异源表达菌株Z4,为进一步工业生产抗菌肽提供支持,而且为该抗菌肽遗传基因定位于质粒上提供了证明。     

副溶血性弧菌拮抗菌的筛选鉴定及抑菌物质特性研究

为获取既可抑制食源性致病菌又可抑制水产致病菌的益生菌株,以人畜共患致病菌副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus ATCC17802)为指示菌,采用点种法初筛以及打孔扩散法复筛,得到1株来源于上海东海海水的H19菌株,其抑菌物抑菌圈直径达(17.16±0.28)mm。通过形态观察及16SrDNA序列分析可知,菌株H19为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis H19,GenBank登录号:MG383451)。将菌株H19进行抑菌谱试验,探究菌株H19抑菌物的理化性质,并且抑菌物通过硫酸铵沉淀及不同孔径透析袋截留粗提,粗提物经蛋白酶处理及Tricine-SDS-PAGE蛋白质凝胶电泳可知,该抑菌物具有广谱抑菌活性,既可抑制革兰氏阳性菌又可抑制大部分革兰氏阴性菌,且具有较好的热、pH以及紫外线稳定性,该抑菌物可能为2种新型抗菌肽,分子量分别在6.5~9.5kDa以及27.0~35.0kDa。由此可见,枯草芽孢杆菌H19所产抗菌肽具有防治食源性疾病以及水产疾病的应用潜力。     

卵白蛋白源抗菌肽的分离纯化与结构鉴定

以卵白蛋白为原料,采用胃蛋白酶水解制备具有抑菌活性的蛋白肽。通过超滤和Superdex peptide 10/300凝胶色谱分离技术获得高抑菌性组分,以抗菌肽对大肠杆菌和沙门氏菌的抑菌性为试验指标,筛选最佳抑菌性组分,再进行反相高效液相色谱分离,测定分离得到的9个组分抑菌活性,发现C3组分的抑菌活性和得率最高,其中大肠杆菌及沙门氏菌抑菌圈直径分别为(19.32±1.45),(18.74±1.27)mm。最后采用高效液相色谱—电喷雾—质谱鉴定抗菌肽的结构,显示氨基酸序列为GlyLeu-Glu-Pro-Ile-Asn-Phe-Gln(GLESINFQ)。该肽经固相合成纯度为95.84%,其抑菌活性与C3组分无显著性差异(P0.05),从而证明卵白蛋白源抗菌肽发挥抑菌活性的成分主要是肽段GLESINFQ。     

戊糖乳杆菌S1-4所产抑菌物质的生物学特性研究

以内蒙古东部地区酸菜中分离得到的具有产抑菌活性的戊糖乳杆菌S1-4为供试菌,以大肠杆菌(Escherichia coli)3301为指示菌,采用双层琼脂扩散法对其所产抑菌物质的生物学特性进行研究。结果表明,戊糖乳杆菌S1-4所产的抑菌物经木瓜蛋白酶处理后,其抑菌活性明显降低,但对胃蛋白酶和胰蛋白酶不敏感。该抑菌物质经热处理后,对大肠杆菌仍保持较强的抑菌活性,在p H3.5~5.5条件下,其抑菌活性较稳定。该菌株的发酵上清液分别经部分化学试剂和紫外线照射处理后,仍保持较好的抑菌活性。     

食品加工、贮藏对乳杆菌源抗菌肽抑菌活性的影响及安全性评价

为明确乳杆菌源抗菌肽粗提粉在食品加工、贮藏过程中的应用,先测定其抑菌谱,然后以白假丝酵母菌为指示菌,从最低抑菌浓度(MIC)、温度、pH、盐浓度、反复冻融以及贮藏时间等方面对粗提粉进行相对抑菌活性评估,然后进行安全性评价。结果表明,乳杆菌源抗菌肽粗提粉具有广谱抑菌性;其热稳定性良好,121 ℃处理20 min仍可保持79.68％的相对抑菌活性;在pH 2~6处理4 h后,可保持90％以上的相对抑菌活性,pH 10~12处理4 h后,几乎完全失活;盐的质量浓度达到0.8 mg/mL时,相对抑菌活性显著降低(P＜0.05);在不同温度、不同贮藏时间,相对抑菌活性无显著变化(P＞0.05);经-20 ℃反复冻融5次后的相对抑菌活性同样无显著性差异(P＞0.05)。安全性评价证实粗提粉属无毒、安全级别。结论:乳杆菌源抗菌肽粗提粉稳定性好,适用范围广,可作为生物防腐剂应用于食品领域。     

产细菌素屎肠球菌的筛选鉴定及其抑菌特性

从采自四川红原的传统发酵酸乳中分离得到308 株疑似乳酸菌,通过96 孔板法初筛和平板打孔法复筛,筛选出1 株具有明显抑菌作用的菌株SC-Y112。通过形态学观察、16S rDNA序列同源性分析和ropA管家基因序列同源性分析结合生理生化实验,鉴定该菌株为屎肠球菌（Enterococcus faecium）。通过排酸及排除H2O2影响后,该菌株的发酵上清液仍具有明显抑菌活性,经蛋白酶处理后,抑菌效果明显消失或下降,说明发酵上清液中的抑菌成分具有蛋白质性质。进一步探究该菌株所产细菌素的生物学特性、遗传稳定性及抑菌特性表明,该细菌素在菌株接种后6 h产生,12 h达到最高;菌株在连续传代86 代内,产细菌素能力较为稳定;细菌素在 pH 3.0～7.0的条件下稳定,在100 ℃处理30 min后仍具有抑菌活性;SC-Y112所产细菌素具有广谱抗菌性,对单核细胞性李斯特菌有明显的抑菌活性。     

凡纳滨对虾抗菌肽的筛选及与DNA的结合机制

探究凡纳滨对虾中一种新型抗菌肽PV13对副溶血性弧菌的抑菌活性及与DNA的结合机制。采用超高效液相色谱-质谱联用技术鉴定凡纳滨对虾体内小分子多肽序列,并采用生物信息学从序列库中分析、筛选得到阳离子抗菌肽PV13(ALPWVLPWALPRALPRVLPR)。通过最低抑菌浓度(MIC)和时间杀伤曲线(Time-kill)测定抗菌肽PV13对副溶血性弧菌的MIC为62.5 μg/mL,可在2 h内将副溶血性弧菌全部杀灭。采用透射电子显微镜观察、细胞内膜通透性测定、DNA凝胶阻滞和圆二色谱仪等评价抗菌肽对副溶血性弧菌的抑菌机制。结果表明,抗菌肽PV13能增加副溶血性弧菌细胞膜内膜的通透性,使得细胞膜变薄,从而进入细胞,与基因组DNA结合来体现其抑菌活性,二者结合程度与肽浓度呈正相关。抗菌肽PV13在PBS和SDS溶液中均呈无规则卷曲结构,与副溶血性弧菌基因组DNA结合后,色谱吸收峰发生明显变化。推测序列中4个重复的亮氨酸-脯氨酸区域可能是其抑菌活性功能域。上述结果对凡纳滨对虾中抗菌肽的筛选及其分子设计具有指导意义,同时也为抗菌肽PV13作为食品新型防腐剂的应用提供理论支持。     

产细菌素弯曲乳杆菌的分离鉴定及细菌素特性初步研究

从西班牙传统色拉米香肠中分离到一株产细菌素菌株RX-6,其发酵液在排除有机酸、过氧化氢及菌体细胞干扰后,抑菌活性基本无变化;经硫酸铵盐析及透析处理后,抑菌活性明显增强;蛋白酶K处理后,抑菌活性消失,表明起抑菌作用的是蛋白类物质.通过菌体形态观察、生理生化特征实验、16S rRNA序列比对及系统发育分析,鉴定菌株RX-6为弯曲乳杆菌(Lactobacillus curvatus).抑菌特性研究结果显示该菌株所产细菌素具有很好的热稳定性和酸碱耐受性,在121℃20min的高温处理后仍能保持一定活性,活性pH范围为3～10;使用安全性高,胃蛋白酶和胰蛋白酶可将其完全分解,而酸性蛋白酶可将其部分分解;抑菌谱较广,对受试的7株李斯特菌(Listeria spp.)、3株金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aereu)、1株大肠杆菌(Escherichia coli及1株假单胞菌(Pseudomonas spp.)等都有明显抑制作用,显示出作为天然食品生物防腐剂的巨大应用潜力.     

产细菌素嗜盐四联球菌的筛选及鉴定

从传统露天酿造工艺的酱油中分离出12株乳球菌,对其进行形态、生理生化特性研究及16S rDNA序列分析,鉴定为嗜盐四联球菌。在排除酸作用后,WZ-3菌株发酵液对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌具有较好的抑菌活性,经胃蛋白酶、胰蛋白酶处理后,发酵液抑菌活性略有下降。因此初步认为该菌株为产细菌素的嗜盐四联球菌。     

产乳酸菌素菌株的筛选鉴定及其特性分析

本实验对广西巴马村天然发酵米粉中的乳酸菌进行分离鉴定,筛选出一株具有抑菌活性的植物乳杆菌M44,并研究了其所产乳酸菌素的基本性质。采用微生物形态学和16S r DNA序列分析法鉴定菌株M44为植物乳杆菌,其发酵上清液具有抑菌活性,抑菌物质确定为蛋白类。采用盐析法粗提所产乳酸菌素,确定最佳硫酸铵沉淀浓度为60%。由乳酸菌素产量与菌株生长的关系实验得出乳酸菌素的最佳收获时间为发酵培养12 h。管碟法抑菌实验表明,该乳酸菌素在p H范围2~8时有良好的抑菌活性;121℃处理15 min后仍具有抑菌活性;胃蛋白酶、胰蛋白酶处理后抑菌性消失;对单核增生李斯特细菌、大肠杆菌、沙门氏菌,金黄色葡萄球菌均有抑制作用。该乳酸菌素为天然生物防腐剂的开发与应用提供了研究基础。     

酒糟大黄鱼抗菌肽FAH34的抑菌活性及热稳定性

副溶血性弧菌为常见的食源性致病菌，是影响海洋食品安全性的主要危害因子。本研究从酒糟大黄鱼中鉴定一种抗菌肽FAH34(氨基酸序列为KTISFILK)，研究其对副溶血性弧菌的抑菌活性及热稳定性。结果表明，肽FAH34对副溶血性弧菌的最低抑菌浓度(MIC)值为7.80 μg/mL，在FAH34作用3 h后，细菌数从5.06 lg (CFU/mL)降至0 lg (CFU/mL)，显示出很强的抑菌活性。透射电镜观察发现，肽FAH34是通过破坏细菌细胞膜结构，使胞内物质外渗，从而达到杀菌的效果。经80 ℃、30 min及121 ℃、15 min处理后，肽FAH34仍能保持原有的抑菌活性，对人体LO₂细胞活力(>90%)无显著影响。FAH34应用在鱼肉及腌制液中，可将其中副溶血性弧菌数量控制在0~0.40 lg(CFU/mL)范围。结论:FAH34是一种对溶血性弧菌具有热稳定性的新型抗菌肽，可作为生物防腐剂应用于水产腌制食品中。     

林蛙抗菌肽的制备及抑菌活性研究

目的超声波方法提取林蛙表皮多肽,对其氨基酸组成和抑菌活性进行分析。方法以p H 4.5醋酸-醋酸钠缓冲液为提取溶剂,超声波方法提取林蛙表皮多肽,超高效液相色谱(UPLC)方法分析其氨基酸组成,同时采用活菌计数和滤纸片方法测定其抑菌活性。结果超声波方法提取林蛙多肽,提取率为19.81%,多肽分子量在3000~5000 Da,该活性多肽作用2 min对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、铜绿假单胞菌抑菌率均可达85%以上,作用5 min抑菌率可达100%;其对4株菌抑菌圈直径均可达10 mm以上。结论采用超声波方法可以从中国林蛙皮中提取抗菌肽物质,该抗菌肽为碱性多肽,对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌均具有很强的抑菌活性。     

抑制金黄色葡萄球菌的乳酸菌抗菌肽基因筛选及表达鉴定

以具有抑菌效果的L2、L16、L19等7株乳酸菌为模板,通过PCR扩增验证部分菌株中含有PlnF、PlnE、PlnN、PlnJ、PlnK等抗菌肽基因,以pET28a为载体并在抗菌肽基因两端引入Nco I和Xho I酶切位点,经双酶切和T4连接酶反应构建pET28a-抗菌肽重组质粒,转化E.coli BL21(DE3),培养至OD_(600)=0.6时,加入0.5mmol/L的IPTG诱导6h,菌体在400 W、超声4s、间歇5s条件下破碎后以8mol/L尿素进行变性处理和Ni柱纯化透析复性后的蛋白与相对应未纯化的蛋白相比,仅PlnF纯化蛋白对金黄色葡萄球菌具有抑菌效果[抑菌圈直径为(13.43±0.21)mm],而其他蛋白几乎无抑菌活性。进一步通过Tricine-SDS-PAGE电泳和nanoLC-ESI-MS/MS验证,目的蛋白与PlnF抗菌肽具有97.6%的同源性。     

藏灵菇中乳酸菌的鉴定及细菌素生物特性研究

从藏灵菇中筛选出一株具有抑菌活性的菌株,采用生理生化鉴定、16S rDNA序列分析确定菌种属性,采用硫酸铵沉淀法对该菌所产生的细菌素进行粗提取并对其抑菌活性和稳定性进行研究。结果显示,该菌为植物乳杆菌,除去有机酸和过氧化氢的影响,该菌产生的细菌素具有较好的抑菌活性。该菌所产的细菌素热稳定性较好,在100℃处理30 min抑菌活性降至54%,且对酸碱不敏感,在p H3~9的范围内都具有抑菌活性,在p H为3.82时抑菌活性最佳,对胃蛋白酶、α-凝乳酶有较强的耐受性,对蛋白酶K较敏感,在37℃下处理2 h抑菌活性为处理前活性的47.36%。对植物乳杆菌产细菌素的分析证明该菌产的细菌素在食品加工防腐中具有潜在的使用价值。     

产酶溶杆菌L-43的筛选及其抑菌物质的初步鉴定

采用透明圈法和琼脂扩散法筛选具有抑菌活性的菌株,通过形态观察、理化分析及16S rDNA序列比对鉴定菌株,采用胞外酶活测定、蛋白酶水解、硫酸铵沉淀与膜分析、稳定性研究鉴定菌株所产抑菌物质。结果表明,从农田土壤中获得一株抑菌活性较好且没有溶血性的产酶溶杆菌（Lysobacter enzymogenes）L-43。该菌所产抑菌物质抑菌谱较广,对G+细菌具有良好的抑制作用,抑菌圈直径大于10 mm。对抑菌物质进行分析,其不具有溶菌酶活性、不含过氧化氢;对蛋白酶E、蛋白酶K、胃蛋白酶、胰蛋白酶敏感,抑菌活性回收率为73.43%~79.00%;经过膜分析,透析袋截留分子量为3 500 u和10 000 u时,抑菌活性回收率分别为93.43%和59.82%,初步判定抑菌物质主要是分子量在3 500~10 000 u之间的多肽类物质;抑菌物质具有良好的热、酸碱、金属离子、化学试剂和储存稳定性,121 ℃处理30 min活性回收率为85.66%,pH值2~10时活性回收率高于80%,进一步确定抑菌物质为多肽。综上,L. enzymogenes L-43所产抑菌物质为抑菌谱广且稳定性好的多肽。该研究为抗菌菌株及其代谢物的开发奠定了基础。     

抗菌肽Jelleine-I的抑菌稳定性及Jelleine-I系列脂肽对柑橘果实绿霉病的控制效果

为评价抗菌肽Jelleine-I对指状青霉(Penicillium digitatum)的抑菌稳定性以及Jelleine-I系列脂肽(P1、P2、P3、P4、P5、P6)对柑橘果实绿霉病的控制效果,研究了温度、pH值、阳离子和蛋白酶对Jelleine-I抑菌活性的影响,以及在离体和活体条件下Jelleine-I系列脂肽的控病效果。结果表明:Jelleine-I的抑菌活性具有热稳定性和耐酸碱性。经不同温度(40～80℃)和pH值(3～10)处理后,Jelleine-I仍能保持其对P. digitatum的抑菌活性;而不同阳离子会对Jelleine-I的抑菌活性产生不同的影响。Jelleine-I经Na~+(除高浓度200 mmol/L)和K~+处理后仍能保持原有的抑菌活性,但经Ca~(2+)处理后,Jelleine-I的抑菌活性减弱。Jelleine-I在低质量浓度的3种蛋白酶中仍能保持其原有的抑菌活性,但随3种蛋白酶质量浓度的增加,Jelleine-I的抑菌活性逐渐减弱。以Jelleine-I为母肽,连接6种不同的天然抑菌物质形成的脂肽,都能有效控制柑橘绿霉病的发生,P1和P2的控病效果与Jelleine-I无明显差异,但其余4种脂肽的控病能力均弱于Jelleine-I,可能与其疏水性过高有关。上述结果表明,抗菌肽Jelleine-I对P. digitatum的抑菌活性具有热稳定性、耐酸碱性以及对K~+、Na~+和低浓度蛋白酶不敏感的特点。综上,Jelleine-I及其脂肽P1和P2在柑橘采后保鲜领域具有极大的开发应用价值。