论文部分内容阅读
Ⅱa类细菌素是一种对单增李斯特氏菌具有强烈的抑菌活性,且在N端具有YGNGVXCXXXXCXV保守序列的细菌素,乳酸菌产生的Ⅱa类细菌素由于具有抑菌谱广、稳定性高、分散性好、安全高效、能作为天然防腐剂等优点而倍受关注。但乳酸菌产生的广谱Ⅱa类细菌素的传统筛选方法的费时、费力、不能直接鉴定为Ⅱa类细菌素,分离纯化步骤繁琐,生物合成量低是限制其产业化的三大瓶颈。如果能够建立一种快速简捷的筛选方法直接鉴定Ⅱa类细菌素、缩短分离纯化步骤、提高其生物合成量,对Ⅱa类细菌素的产业化应用具有重要意义。本论文以实验室前期收集、筛选保存的乳酸菌为研究对象,对其进行了具有广谱抑菌活性乳酸菌细菌素的筛选,建立了直接鉴定Ⅱa类乳酸菌细菌素的平台,提高了筛选得到的具有广谱抑菌作用的Ⅱa类乳酸菌细菌素的生物合成量,建立了Ⅱa类乳酸菌细菌素的新的快速分离工艺,研究了Ⅱa类乳酸菌细菌素的理化性质。利用琼脂扩散法对实验室保存的142株乳酸菌进行了具有广谱抑菌活性的产细菌素乳酸菌的筛选,经过排除有机酸、过氧化氢及蛋白酶验证,最终筛选出菌株IN3432、Y31、Y33、IN3521、IN3922、SP1.1、94.3、IN3821共8株乳酸菌具有产广谱乳酸菌细菌素的能力。基于Ⅱa类细菌素在N端具有YGNGVXCXXXXCXV保守序列的特征,建立了基于YGNGV-位点的直接鉴定产Ⅱa类细菌素乳酸菌的高通量筛选平台;利用此平台从上述8株产细菌素的乳酸菌中鉴定出3株乳酸菌(Y33、Y31、SP1.1)具有产Ⅱa类细菌素的能力。其中菌株Y31和菌株Y33与Genebank数据库中的Ⅱa类细菌素的基因编码序列同源性最高,综合菌株Y31的抑菌活性最强且相对更为稳定,所以选择菌株Y31进行后续进一步的研究。经菌落、菌体形态、API生理生化及16S rDNA鉴定菌株Y31为屎肠球菌Enterococcusfaecium。利用化学定义培养基来培养产Ⅱa类细菌素乳酸菌Enterococcus faeciumY31,不添加任何蛋白质和肽,单纯通过调节各种化学定义培养基的纯的氨基酸成分、维生素和矿物质等成分,提出了一个能提高细菌素Enterocin Y31产量的新方法;研究结果表明产Ⅱa类细菌素乳酸菌Enterococcus faecium Y31的生长与细菌素Enterocin Y31产量没有直接的线性关系;利用缺一交叉试验确定了提高细菌素Enterocin Y31产量的新的化学定义培养基SDM;比较SDM中Enterocin Y31的产量和MRS中Enterocin Y31的产量,发现SDM中EnterocinY31的产量是MRS中Enterocin Y31的产量的1.6倍。发现了利用化学定义培养基-超滤联合优化Ⅱa类细菌素生物合成量后,细菌素Enterocin Y31的分离纯化更为简便,仅为超滤和电泳两步,并将其新的分离纯化方法与常规的分离纯化方法(细胞膜吸附、离子交换色谱、透析、疏水层析、反向色谱)纯度和得率进行了比较,化学定义培养基-超滤的回收率为80%,而常规的分离纯化方法为6.4%,化学定义培养基-超滤方法比常规方法提高了12.5倍,纯度都达到了质谱测序要求,化学定义培养基-超滤联合的方法避免了Enterocin Y31下游加工的损耗和在分离纯化过程中多步骤带来的活性完全丧失的风险,具有显著的优势。Enterocin Y31的分子量是6.7kDa,含有10种氨基酸,其中Met含量最高,部分氨基酸序列是N-T-A-H-S-D-F-N-R。开展了细菌素Enterocin Y31抑菌谱及理化性质的研究,结果表明EnterocinY31具有广谱的抑菌活性,其中对枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ATCC6633、大肠杆菌Escherichia coli ATCC25922、李斯特氏菌Listeria monocytogenesATCC19111、梭状芽孢杆菌Bacillus cereus CICC20463、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus有较强的抑制作用,对沙门氏菌Salmonella entericaserovar Typhimurium ATCC14028有较弱的抑制作用。Enterocin Y31等电点为8.25。Enterocin Y31在酸性和弱碱性环境下稳定、有一定的热稳定性、对蛋白酶K、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和胃蛋白酶敏感,不能被脂肪酶和α-淀粉酶水解。Enterocin Y31对无机盐NaCl、蛋白酶抑制剂EDTA和三种去污剂有一定的承受能力,其中降低细菌素抑菌活性最明显的是1.0%SDS,其次是0.8%EDTA和8%NaCl,并且作用时间越长,Enterocin Y31起初敏感性增强,当达到一定临界值时,敏感性不变。