Lactobacillus paracasei FX-6产抗菌肽对金黄色葡萄球菌作用机制及其应用研究

摘要

抗菌肽具有不同于传统抗菌药物的作用机制，有望成为安全、高效的新型抗菌药物及新型防腐剂。本文在实验室从Lactobacillus paracaseiFX-6发酵提取物中已分离得到抗菌肽F1的基础上，对F1进行大量制备、活性分析及研究其对金黄色葡萄球菌的作用机制，同时将 FX-6发酵提取物添加到三种食品当中进行防腐保鲜评价。主要研究内容及结果如下：
　　（1）FX-6发酵提取物的抗菌谱和活性稳定性研究。FX-6发酵提取物对常见的食源性致病菌、水产致病菌、口腔厌氧菌均有很强的抑制作用。另外，FX-6发酵提取物耐冻融，对金属离子具有一定的抵抗力，并可以长期保存。F1对金黄色葡萄球菌的抑制效果：最低抑菌浓度为59.13±0.20μmol/L，最低杀菌浓度为175.04±2.46μmol/L。
　　（2）抗菌肽F1对金黄色葡萄球菌表面特征及其DNA的影响。F1通过静电作用和疏水作用先吸附到金黄色葡萄球菌细胞膜表面，累积到一定浓度后，细胞膜的疏水区域暴露，导致细胞膜的通透性增大，细胞膜结构被严重破坏，甚至细胞膜发生破裂崩塌，使得大量细胞内容物外泄。F1能进入细胞内，与胞内的DNA结合，影响金黄色葡萄球菌细胞周期的顺利进行。
　　（3）从基因、蛋白表达和生理代谢通路角度深入揭示抗菌肽F1对金黄色葡萄球菌的作用机制。基于RNA-seq转录组学和iTRAQ定量蛋白质组学技术发现F1作用金黄色葡萄球菌之后：有159个菌体蛋白的表达水平出现显著性差异，其中91个蛋白表达量下调，68个蛋白表达量上调；有719个菌体基因表达水平显著性差异，其中430个基因表达量下调，289个表达量上调。转录组和蛋白组关联分析发现：D-丙氨酸-聚（磷酸）连接酶亚基1及其编码基因dltA，都显著上调，会影响肽聚糖的合成，可能会导致细胞壁变薄；PotA蛋白及其编码基因 potA均显著上调，会影响亚精胺/腐胺ABC转运系统的正常功能，进而影响金黄色葡萄球菌正常生长和繁殖；H1T5G6蛋白及其关联基因asd、H4BH02蛋白及其关联基因dapA都显著下调，导致赖氨酸生物合成受到抑制或阻断，进而使金黄色葡萄球菌对抗菌肽的敏感性增强及其肽聚糖合成受阻，使得F1更容易与金黄色葡萄球菌结合并使其细胞壁形成受阻；ScdA蛋白及其编码基因 scdA表达量显著下调，会导致金黄色葡萄球菌分裂周期的改变及细胞形态异常。
　　（4）FX-6发酵提取物的防腐保鲜应用评价。将经过0.5％ FX-6发酵提取物浸泡处理的鲜虾于4℃冷藏，并以相同浓度的山梨酸钾、乳酸链球菌素为阳性对照组，发现0.5% FX-6发酵提取物对鲜虾的保鲜效果明显优于0.5%山梨酸钾、0.5%乳酸链球菌素，能够将鲜虾的货架期延长至8 d。同时，FX-6发酵提取物对荔枝、龙眼也具有良好的防腐保鲜效果，并且 FX-6发酵提取物与施保克复合使用可以使荔枝在4±1℃贮藏第21 d时，好果率仍高达71.43%。

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1 引言

1.1 研究背景

1.2 抗菌肽概述

1.3 研究目的和意义

1.4 研究内容及技术路线

2 材料与方法

2.1 实验材料

2.2 实验试剂

2.3 主要仪器与设备

2.4 实验方法

3 结果与分析

3.1 FX-6发酵提取物抗菌谱、稳定性及F1活性分析

3.2 F1对S.aureus表面特征及其DNA的影响

3.3 基于RNA-seq转录组测序技术研究F1对S.aureus基因表达及代谢通路的影响

3.4 基于iTRAQ定量蛋白质组学技术研究F1对S.aureus蛋白分子表达及代谢通路的影响

3.5 差异蛋白与差异基因的关联性分析

3.6 FX-6发酵提取物在几种食品中的防腐保鲜应用

4 讨论与结论

4.1 讨论

4.2 结论

4.3 创新点

4.4 展望

致谢

参考文献

附录