1株产单宁酶戊糖片球菌的筛选及功能评价

本研究旨在筛选产单宁酶的乳酸菌,并对其进行生物学特征、酶学性质、功能特征和全基因组分析等方面的研究,为菌株的开发利用提供必要的理论支撑。经过筛选,成功获得了1株产单宁酶的戊糖片球菌STS-6(Pediococcus pentosaceus STS-6),该菌单宁酶主要以胞外分泌为主,单宁酶活力达到1.6U/mL,其最适反应温度为60℃、最适pH为6.0,50℃处理1 h能够维持87%以上酶活力。该菌株在人工胃、肠液处理下表现出较高的耐受性,活菌数均高于10^(8)CFU/mL,存活率分别达到94.17%和92.36%,具有良好的自聚与共聚能力。菌株STS-6的发酵上清表现出较高抗氧化活性,其中DPPH自由基的清除能力可达71.15%、总还原能力为0.83,质粒DNA损伤保护能力可达59.54%。此外,全基因组测序发现菌株P.pentosaceus STS-6的基因组由1个的环状染色体和3个质粒构成,GC含量为37.28%,包含1767个编码基因。其中,NR、Swiss-Prot、Pfam、COG分别注释了1761、1384、1539、1486个基因,进一步研究发现该菌中含有多个耐酸、耐胆盐、抗热激及抗氧化相关基因,并发现1个疑似单宁酶基因gene0906。表明P.pentosaceus STS-6是1株产单宁酶且具有良好益生特性的菌株,在食品发酵中具有广阔的应用前景。

生泰素奶牛后药浴液的制备、有效性及安全性研究

【目的】研究制备一种新型抗菌肽——生泰素奶牛成膜型后药浴液,对其有效性和安全性进行表征。【方法】运用单因素影响试验及L 9(3)3正交试验筛选生泰素奶牛后药浴液最优配方;运用体外杀菌试验表征杀菌有效性;通过溶血性试验、细胞毒性试验、单次给药小鼠皮肤刺激性试验、多次给药小鼠皮肤刺激性试验及小鼠皮肤致敏性试验验证安全性。【结果】正交试验结果显示,以7%的成膜剂PVA1788为基质配制膜溶液,甘油的试验影响最大,其次为吐温80;生泰素奶牛后药浴液的最优配方为:增塑剂甘油的最优添加体积分数为4%,表面活性剂吐温80的最优添加体积分数为1%,增稠剂普鲁兰多糖的最优添加质量百分浓度为0.4%。生泰素奶牛后药浴液在30 min内可杀灭99.999%以上供试金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、无乳链球菌和停乳链球菌,杀菌效果与聚维酮碘相当。生泰素奶牛后药浴液溶血性和细胞毒性均低于聚维酮碘后药浴液。单次和多次小鼠皮肤刺激性试验及皮肤致敏性试验结果显示,生泰素奶牛后药浴液对小鼠皮肤无刺激性和致敏性。【结论】生泰素奶牛后药浴液是一种制备工艺简单、有效、绿色、安全的成膜型后药浴液,预期能有效预防奶牛乳房炎的发生,保证原料乳的质量安全,促进乳品行业健康发展。

高效液相色谱法检测鼠饲料中抗菌肽NZ2114

【目的】本研究旨在建立鼠粉状饲料中抗菌肽NZ2114固相萃取-高效液相色谱(SPE-HPLC)快速分析方法,用于检测低、中、高浓度(2、10和50 g/kg)的鼠粉状饲料中受试物NZ2114含量,以分析抗菌肽NZ2114是否均匀分布。【方法】试验分别对提取条件、净化柱和净化方法进行优化,并考察了提取剂、提取时间对提取效率的影响,SPE清洗剂、洗脱剂等对回收率的影响。饲料样品经超声提取后离心,上清液经WCX固相萃取柱富集,随后用3 mL甲醇和5 mL 20%氨化甲醇进行净化洗脱。HPLC检测方法以ZORBAX Eclipse Plus C18作为固定相,0.1%甲酸-乙腈和0.1%甲酸-水作为流动相,柱温35℃,进样量20μL,以1.0 mL/min流速,按照梯度洗脱的方式洗脱,在波长276 nm下采用外标法定量检测饲料样品中NZ2114含量,并对该方法的线性、检测限与定量限、基质效应、回收率、日内与日间精密度进行考察。【结果】SPE-HPLC分析方法在62.5~4000μg/mL浓度范围内线性关系良好,线性方程为y=0.9353x-32.721,相关系数(R 2)为0.9996,低、中、高浓度下该方法的添加回收率范围在88.05%~111.23%,日内精密度为0.58%~4.45%,日间精密度为3.18%~6.37%,125、500和2000μg/mL浓度下基质效应分别为1.02、1.01和0.99。【结论】本研究建立了鼠饲料中抗菌肽NZ2114的SPE-HPLC检测方法,符合方法学考察要求,具有灵敏度和精密度高、重现性好、快速等优点,能够实现3个浓度水平饲料样品中NZ2114的精准定量。

防腹泻布拉酵母培养条件的响应面法优化

在摇瓶水平上对布拉酵母(Saccharomyces boulardii)培养基及培养条件进行优化。先通过单因子法筛选最优碳源、氮源及无机盐,再利用响应面法优化发酵培养基组分及培养条件,采用Plackett-Burman法筛选影响布拉酵母生长的主要因素,用最陡爬坡试验及Box-Benhnken设计进一步优化选定的主要因素。得出最佳发酵培养基为:麦芽糖2%,蛋白胨2%,酵母浸提取物2.08%,培养基初始pH值为6;最佳发酵条件为:温度29.6℃,转速250 r/min,250 mL三角瓶培养基装量29 mL,接种量为5%,培养时间为24 h。优化后的布拉酵母菌体湿重达到32.2 g/L,比优化前(20.9 g/L)提高了54.1%;优化后活菌数达8.3×108CFU/mL,比优化前(5.5×108CFU/mL)提高了50.9%。

信号肽与分泌通路在毕赤酵母表达异源蛋白中的作用机制

针对毕赤酵母信号肽和蛋白分泌通路及其改造对外源蛋白分泌的影响研究进展作一综述。

脂肪酸碳链延长酶与脱饱和酶在酿酒酵母中共表达

为了利用转基因技术在酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae中生产二十二碳六烯酸(DHA,22∶6Δ4,7,10,13,16,19n-3),构建了同时含C20-Δ5脂肪酸碳链延长酶(TFD5)和C22-Δ4脂肪酸碳链脱饱和酶(FAD4)基因的共表达质粒pYTFD5-FAD4.该质粒是通过基因重组的方法,使脂肪酸碳链延长酶与脱饱和酶基因置于各自启动子和终止子下获得的.共表达质粒pYTFD5-FAD4转化酿酒酵母所得到基因工程菌,在添加终质量分数为2%的半乳糖,终体积分数为1%的NP-40和0.3 mmol/L的底物二十碳五烯酸(EPA,20∶5Δ5,8,11,14,17n-3)下进行诱导,可直接转化二十碳五烯酸(EPA,20∶5Δ5,8,11,14,17n-3)生成二十二碳五烯酸(DPA,22∶5Δ4,7,10,13,16n-3)和二十二碳六烯酸(DHA,22∶6Δ4,7,10,13,16,19n-3).

抗菌肽NZ2114对多重耐药2型猪链球菌感染小鼠的治疗效果评价

为探究抗菌肽NZ2114对猪链球菌感染小鼠模型的体内治疗效果,本试验以NZ2114和2型猪链球菌CVCC 3928为研究对象,利用小鼠模型评价NZ2114治疗猪链球菌感染的效果。36只ICR雌鼠随机均分为6组:空白对照组(不感染,腹腔注射0.2mL PBS)、阴性对照组(感染,腹腔注射0.2mL PBS)、试验Ⅰ和Ⅱ组(感染,分别腹腔注射0.2mL 2.5和5.0mg/kg NZ2114)、阳性对照Ⅰ和Ⅱ组(感染,分别腹腔注射0.2mL 7.5和15.0mg/kg头孢曲松钠)。结果显示,空白对照组和5.0mg/kg NZ2114试验组小鼠存活率均为100%,而15.0mg/kg头孢曲松钠阳性对照组小鼠存活率仅为50%。治疗1d后,5.0mg/kg NZ2114试验组小鼠肺脏和肝脏荷菌量分别下降59.41%(P<0.01)和69.19%(P<0.01);而15.0mg/kg头孢曲松钠阳性对照组中小鼠肺脏和肝脏荷菌量分别下降43.94%(P<0.01)和19.60%(P<0.05)。与阴性对照组相比,2.5 mg/kg NZ2114治疗组中抑制炎性因子TNF-α和IL-1β的释放分别下降85.83%(P<0.01)和56.20%(P<0.05),5.0 mg/kgNZ2114试验组分别降低84.02%(P<0.01)和43.86%(P<0.05),而15.0mg/kg头孢曲松钠阳性对照组TNF-α及IL-1β的下降率均不显著,分别为24.49%和8.82%。另外,5.0mg/kg NZ2114试验组1d后即可明显减轻小鼠肺组织间质弥漫性炎细胞浸润等炎症症状,抑制肝细胞产生肿胀及空泡性变化,促进脾小结恢复正常;治疗7d后各器官组织临床症状评分基本恢复正常。上述结果表明,NZ2114能有效提高猪链球菌感染小鼠的存活率,显著降低病原菌在小鼠肺脏和肝脏的移位及血清中TNF-α和IL-1β的水平,并有效缓解肝脏、脾脏和肺脏的急性损伤,治疗效果优于头孢曲松钠,具有作为治疗临床猪链球菌病抗生素替代品的潜力。

抗菌肽NZ2114对奶牛乳房炎源金黄色葡萄球菌细胞膜、基因组和耐药性的影响

本试验以真菌防御素Plectasin衍生肽NZ2114和奶牛乳房炎源金黄色葡萄球菌为研究对象,旨在阐明抗菌肽NZ2114对金黄色葡萄球菌的体外抗菌机制及其阻遏金黄色葡萄球菌耐药性的效果。通过16S rRNA基因鉴定对55份乳房炎奶样中的病原菌进行分离鉴定,采用纸片扩散法检测其耐药性,通过微量稀释法测定抗菌肽NZ2114对金黄色葡萄球菌的抑菌活性,借助流式细胞术和扫描电镜观察抗菌肽NZ2114对金黄色葡萄球菌细胞膜完整性及细胞形态的影响,通过凝胶阻滞和圆二色谱分析抗菌肽NZ2114对金黄色葡萄球菌基因组DNA的影响,将抗菌肽NZ2114与金黄色葡萄球菌共同孵育以研究抗菌肽NZ2114对金黄色葡萄球菌耐药性的影响,通过PCR进一步分析抗菌肽NZ2114对金黄色葡萄球菌携带的耐药基因的影响。结果表明,共获得10株金黄色葡萄球菌,分离菌对青霉素等9种抗菌药具有耐药性,且50%为多重耐药。抗菌肽NZ2114对10株金黄色葡萄球菌具有强抑菌活性,最小抑菌浓度(MIC)为0.5～1.0μg/mL。抗菌肽NZ2114可导致金黄色葡萄球菌S7细胞皱缩、细胞内容物泄漏,甚至细胞裂解,碘化丙啶(PI)细胞膜穿透率达5%,且抗菌肽NZ2114可与金黄色葡萄球菌S7基因组DNA结合并改变其DNA结构。金黄色葡萄球菌与1/4×MIC抗菌肽NZ2114孵育12 h后发现,除对阿莫西林和磺胺异噁唑的耐药率没有降低外,对其他抗菌药的耐药率均有不同程度的降低(10%～40%),且抗菌肽NZ2114对β-内酰胺类耐药基因(blaZ)及杆菌肽类耐药基因(braRS)的消除率分别达28.57%(2/7)和22.22%(2/9)。上述结果证明,抗菌肽NZ2114对耐药金黄色葡萄球菌具有体外强抑菌活性,其干扰耐药金黄色葡萄球菌细胞膜并结合胞内DNA的作用机制为其低耐药杀菌机制奠定了细胞学基础。同时抗菌肽NZ2114对耐药菌株的耐药性及相关耐药基因均有一定消除作用。由此可见,抗菌肽NZ2114是一种极具前景的治疗金黄色葡萄球菌引起的奶牛乳房炎的抗生素替代品。

二硫键及其连接方式对防御素抗菌功能的影响研究进展

防御素是一类内源性、高度稳定、富含半胱氨酸的抗菌肽,对抗感染和宿主免疫调控具有重要作用。其序列内一般有6-8个保守半胱氨酸形成3-4对二硫键。二硫键对数和连接方式在维持防御素结构和抗菌功能方面具有重要作用,此外,高活性线型及低二硫键含量突变体在减少生产成本,简化生产流程方面具有重要作用。综述了防御素分子特征、结构和功能,在此基础上报道二硫键氧化还原状态、数量及其连接方式影响防御素抗菌活性的最新研究进展。

抗菌肽NZ2114对来源于奶牛乳房炎的无乳链球菌及其生物膜的消杀作用

为探究抗菌肽NZ2114对无乳链球菌的体外抑制效果和相关机制,本试验以无乳链球菌ATCC 13813为研究对象,通过最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)、杀菌动力学、抗生素后效应和电镜学试验对抗菌肽NZ2114杀菌特性和杀菌机制进行评价,并进一步分析其对无乳链球菌生物膜和持留菌的抑制和消除作用。结果显示,NZ2114对无乳链球菌ATCC 13813的MIC为0.23μmol/L,对3株奶牛乳腺炎临床分离菌株CAU-FRI 1、2和3的MIC均为0.11μmol/L,万古霉素对以上4株受试菌株的MIC值均为0.67μmol/L,因此NZ2114的抗菌活性是万古霉素的2.91和6.09倍。同时,2×MIC、4×MIC浓度的NZ2114可在0.5 h内杀灭99.9%细菌,且持续药效作用可达270 min。扫描电镜结果显示,NZ2114处理后,细菌表面出现皱缩甚至破裂,细菌产生的生物膜消除。NZ2114在2×MIC下,24 h对早期生物膜抑制率为99.9%;在32×MIC下,24 h对成熟生物膜消除率达99.9%。此外,NZ2114在16×MIC时,对生物膜内的菌体具有99.9%以上的杀灭效果;万古霉素无法清除的持留菌经0.5×MIC的NZ2114处理后,也可以达到99%以上的消除率。激光共聚焦结果显示,NZ2114处理后的生物膜厚度从28.48μm减少到10.32μm,证明了其强效杀菌和抑制生物膜的作用。上述结果表明,NZ2114对无乳链球菌ATCC 13813杀菌活性高、速度快、抑制/去除生物膜能力强,并对膜内菌及持留菌具有高效杀菌作用,且作用显著高于万古霉素。因此,NZ2114具有开发成为治疗由无乳链球菌引起的奶牛乳房炎新型制剂的潜力。

SUMO在蛋白表达中的应用

毒性蛋白表达具有很大的技术挑战性,其不仅对宿主菌有毒性,而且易于被宿主内源性蛋白酶降解。融合表达是实现毒性蛋白表达的有效策略。目前常用的融合标签有硫氧还蛋白、绿色荧光蛋白、麦芽糖结合蛋白、类固醇异构酶、N利用基质A及谷胱甘肽-S-转移酶等。而SUMO标签除具有传统融合标签的特性外,还具有分子小、促进折叠以及能被SUMO蛋白酶1专一性识别等优势,因此广受关注。综述SUMO标签、SUMO蛋白酶切割特性及其表达系统在异源蛋白融合表达中的应用。

抗菌肽NZ2114对奶牛乳房炎源停乳链球菌的杀菌作用研究

为探究真菌防御素Plectasin衍生肽NZ2114对奶牛乳房炎源停乳链球菌的体外杀菌效果及其作用机制,本试验采用微量肉汤稀释法检测停乳链球菌CVCC 3938耐药性,通过NZ2114对停乳链球菌CVCC 3938最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)及在胰蛋白胨大豆肉汤(tryptic soy broth,TSB)培养基和全脂灭菌(ultra-high temperature instantaneous sterilization,UHT)牛奶中的杀菌动力学曲线的测定评价其抗菌特性;借助扫描电镜、透射电镜和流式细胞仪观察NZ2114作用下的细菌形态变化;使用凝胶阻滞、荧光光谱和圆二色谱进一步分析NZ2114对细菌基因组DNA的作用。结果显示,停乳链球菌对氧氟沙星和四环素均产生耐药性,临床分离菌株则呈现多重耐药性,NZ2114对受试停乳链球菌和金黄色葡萄球菌的MIC值为0.11~0.45μmol/L。抗菌肽在TSB培养基和全脂灭菌牛奶中均具有抑菌活性,且在短时间内(0.5~3 h)可使停乳链球菌菌落数下降3个数量级。扫描电镜、透射电镜和流式细胞仪结果表明,抗菌肽NZ2114能够破坏停乳链球菌细胞膜,导致其内容物泄漏。凝胶阻滞、荧光光谱和圆二色谱证实抗菌肽穿过细胞膜后与细菌基因组结合,破坏了DNA,以此达到杀菌目的。上述结果表明,抗菌肽NZ2114对奶牛乳房炎源停乳链球菌杀菌活性强,其破坏菌体细胞膜后可直接作用于胞内的基因组DNA并改变其二级结构。由此可见,抗菌肽NZ2114是一种极具前景的治疗停乳链球菌引起乳腺炎的抗生素替代品。

猪葡萄球菌临床分离株感染仔猪渗出性皮炎模型的建立

为建立研究仔猪渗出性皮炎发病机制及治疗制剂的动物模型,本研究采用PCR及BLAST序列比对方法对猪葡萄球菌437-2株毒素基因型进行鉴定,采用纸片扩散法检测其耐药性,通过不同浓度菌液人工感染仔猪试验分析该菌株的临床致病力、最小致病浓度、发病周期及组织病理学变化。结果显示,该分离菌株为ExhD毒素基因型,其毒素基因与德国分离株(GenBank登录号:AM94662.1)和俄罗斯分离株(GenBank登录号:AM950188.1)的ExhD基因同源性达99%;药敏试验结果显示,该菌株为多重耐药菌株,对青霉素、磺胺异噁唑、链霉素、阿奇霉素、红霉素、四环素、杆菌肽及诺氟沙星耐药;仔猪致病性试验结果显示,低剂量组在整个试验周期内仅注射部位表现出皮炎症状,而中、高剂量组在耳后皮下注射2d后均出现显著的渗出性皮炎症状,病猪表现为耳后出现油皮,全身被毛粗糙,皮肤呈深褐色厚皮痂,有大片蜕皮和黄色液体渗出;感染仔猪的脏器和皮肤病理切片结果显示,低剂量组仔猪脏器无异常,耳部皮肤角质层角化过度,炎性细胞浸润,无棘皮层细胞分离,而中、高剂量组感染仔猪脏器具有一定程度的损伤,皮肤表皮棘细胞层出现明显的细胞分离。上述试验结果说明,利用猪葡萄球菌437-2株可成功建立仔猪渗出性皮炎模型,所需的最小攻菌浓度为1×10^9 CFU/mL。

抗菌肽在洗发液中防腐效能及安全性评价初探

防腐剂是化妆品中防止微生物污染的重要成分。为获得高效防腐且无毒副作用的洗发液防腐剂,实验选取4种抗菌肽进行MIC测定,筛选出针对个革兰氏阴性菌和阳性菌杀菌效果较好的两个抗菌肽N2和NZ2114。通过体外抗菌试验和细胞水平及小鼠皮肤刺激性实验对两种抗菌肽的防腐效果和安全性能进行测定和评估。实验结果表明,N2和NZ2114在低浓度(分别为40和20μg/mL)下即具有快速高效的杀菌效果,并且高浓度(128μg/mL)下,细胞存活率大于85%,具有低细胞毒性。ROS水平和小鼠皮肤刺激性实验证明,N2和NZ2114不会对皮肤细胞造成损伤,并且具有一定程度的抗氧化作用。本实验结果为抗菌肽作为高效安全的洗发液防腐剂提供参考依据。

噬菌体裂解酶Lysep3的毕赤酵母重组表达和活性分析

试验以突破噬菌体裂解酶Lysep3应用瓶颈为切入点,采用酵母表达系统对其进行重组表达以期降低生产成本,同时初步探究其体外抗菌活性和安全性,以期为临床试验提供数据参考。根据毕赤酵母密码子偏爱性优化并合成Lysep 3基因,将其连接至表达载体pPICZαA。经菌落PCR和测序验证后,将线性化重组载体pPICZαA-Lysep3电转化巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris X-33。重组酵母转化子经菌落PCR和摇瓶水平甲醇诱导重组蛋白初筛后,在5 L发酵罐中高密度发酵,发酵上清液经His-trap HPGE纯化柱纯化。通过抑菌试验和浊度试验进行rLysep3的抑菌活性分析,通过测定rLysep3对巨噬细胞RAW264.7细胞毒性和小鼠血红细胞溶血性进行rLysep3的安全性分析。结果显示,重组菌在5 L发酵罐中甲醇诱导120 h后Lysep3的表达量达749.2 mg/L。抑菌活性分析发现,rLysep3对肠炎沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、猪葡萄球菌及无乳链球菌均具有抑菌活性,且rLysep3可与EDTA联合作用使肠炎沙门氏菌菌落数下降1.6~1.7个数量级。此外,细胞毒性试验发现,rLysep3在1024μg/mL浓度下细胞存活率仍可达78.75%;溶血性分析显示,1024μg/mL浓度下溶血率仅为1.58%。上述结果证明,通过毕赤酵母表达系统实现了Lysep3的重组表达,rLysep3具有体外抑菌活性,且具低细胞毒性和低溶血性。从抗菌活性、产业化制备及安全性等方面初步显示出rLysep3具有开发为临床治疗禽肠炎沙门氏菌感染的新型抗菌药物的潜力。

Mucor sp.EIM-10 C18-Δ^(15)脂肪酸脱氢酶启动子区域的克隆和功能鉴定

应用LA-PCR技术,扩增得到1291bp的Mucor sp.EIM-10Δ15脂肪酸脱氢酶启动子区域的单一产物。对该产物测序,经序列比对分析,发现该序列具有真核启动子序列的基本结构特征,含有TATA盒、CAAT盒、GC盒等元件。根据本中心已构建的质粒PYD15PMCD15和质粒PYGFP,构建启动子功能鉴定阴性质粒PYMCD15,将扩增得到的Δ15脂肪酸脱氢酶启动子区域序列连接到PYMCD15中,构建重组表达质粒PYMD15PMCD15,转化Saccharomyces cerevisiae尿嘧啶营养缺陷型INVSc1。发酵诱导后GC/MS分析,结果表明Δ15脂肪酸脱氢酶启动子区域能够启动Mucor sp.EIM-10Δ15脂肪酸脱氢酶基因的表达。

低温胁迫对裂殖壶菌DHA生物合成及SOD表达的影响

培养温度对裂殖壶菌产油脂中二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA)含量以及超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)表达水平均有重大影响。细胞干重测定和气相质谱联用法检测了不同温度下裂殖壶菌Schizochytrium sp.FJU-512的生长和脂肪酸组成,荧光定量PCR法比较各温度下SOD mRNA表达量。结果表明,低温有利于DHA的合成,低温胁迫下SOD mRNA表达量最高。探讨裂殖壶菌耐低温胁迫的机制可能是低温增加培养基中溶解氧水平,氧化应激造成SOD的高表达,加快活性氧自由基的清除,促进DHA等不饱和脂肪酸的积累,增强膜的流动性以适应低温环境。其次,从DHA高产菌株裂殖壶菌Schizochytrium sp.FJU-512 EST文库筛选出SOD基因,并应用生物信息学分析该氨基酸序列。

抗菌肽药物工程化技术研究进展

尽管抗生素在畜牧业疾病防治中的主导地位在短期内不会动摇,但病原菌耐药性形成与快速发展让抗菌肽成为近年新药研发热点之一。作为一种在生物体内广泛存在的天然免疫物质,抗菌肽具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等功能,由于药效短、对蛋白酶敏感、细胞毒性高等缺陷而限制其应用。本文综述了抗菌肽基因工程技术、聚乙二醇(PEG)化、靶向性改造和固定化等工程技术在抗菌肽新药开发中的应用研究进展,以促进抗菌肽产业化。