利用群体感应抑制剂表面改性制备抗生物污染反渗透膜

利用乙醇/水溶液溶解群体感应抑制剂邻氨基苯甲酸甲酯(MA),通过化学接枝反应将MA引入到聚酰胺反渗透膜表面。乙醇作为活化溶剂可起溶解聚酰胺低聚体和溶胀分离层的作用,提高膜渗透性。联合溶剂活化和接枝MA后的改性膜表面亲水性提高,粗糙度降低,水通量高于原膜并保持高盐截留率,同时改性膜具有较好的性能稳定性和耐酸碱稳定性。以大肠杆菌作水体中模拟细菌,考察了膜的抗生物污染性能。与浓度为10^(7)CFU/ml的菌悬液充分接触5 d后,利用10 g/L MA制备的膜表面生物膜面积仅为原膜的0.27%;与浓度为10^(9)CFU/ml的菌悬液接触后,利用5 g/L和10 g/L MA制备的膜表面生物膜面积分别为原膜的0.79%和0.66%。MA的引入抑制了细菌在膜面的增殖。此外,在加入营养液的松花江水中浸泡2 d和5 d后,改性膜的盐截留率降低幅度明显低于原膜。

来源于植物提取物的群体感应抑制剂抑制痤疮致病菌机制的研究进展

痤疮致病菌主要有痤疮丙酸杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌。群体感应与细菌毒力因子的表达及生物膜的形成密切相关,是细菌存活的重要因素。目前已确定金黄色葡萄球菌及表皮葡萄球菌的群体感应系统的类型,但痤疮丙酸杆菌的群体感应类型尚存在争议。副作用小的植物提取物类的群体感应抑制剂在痤疮的治疗中具备较大潜能。本文主要对来源于植物提取物的群体感应抑制剂在抑制痤疮致病菌中的机制研究进展进行综述。

水产品中致病与腐败菌的群体感应抑制剂研究进展

水产品因营养丰富深受消费者喜爱,但其易受细菌污染导致腐败变质,给消费者带来食用安全风险。现阶段研究证实细菌致腐和毒力的发挥多受到群体感应系统调控,因此利用群体感应抑制剂干扰细菌群体感应系统可以作为一种有效的细菌控制手段。越来越多的群体感应抑制剂在微生物、植物、动物中被发现。随着生物工程、化学信息学和纳米技术的发展,通过人工设计也合成了多种新型群体感应抑制剂。因此,本文首先概述几种常见水产品食源性致病菌和腐败菌的群体感应系统类型及其对毒力因子的调控方式,并着重从微生物源、植物源、动物源和人工合成几个角度对相应群体感应抑制剂的研究现状进行分析和总结,为基于细菌群体感应系统控制水产品质量安全提供参考。

群体感应抑制剂D-核糖对四川泡菜腐败变质的影响

微生物的群体感应(quorum sensing,QS)广泛存在于发酵蔬菜中,其调控着蔬菜的发酵进程,影响了发酵蔬菜的产品质量;群体感应抑制剂(quorum sensing inhibitors,QSI)通过干扰微生物的QS系统来调控食品的腐败变质,对延长食品保质期具有重大的意义。因此,该研究以四川泡菜为研究对象,选择了群体感应抑制剂D-核糖,研究其对外源添加腐败菌阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、克雷伯氏杆菌(Klebsiella Trevisan)、普罗维斯登菌(Providencia ewing)和弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)的泡菜的影响,研究结果表明,D-核糖处理后,泡菜膜醭的形成受到显著抑制并且有效维持了泡菜成熟时的pH。该研究进一步揭示了D-核糖处理后对单一腐败菌的生长、AI-2活性以及生物被膜的影响。结果表明,D-核糖处理后,在不影响腐败菌生长的情况下生物被膜的形成、AI-2的活性均受到抑制;扫描电镜发现,D-核糖处理后各腐败菌无法形成紧密的生物被膜,呈现单菌形式分布。以上结果将为开发新型泡菜防腐保鲜剂提供新的思路。

2种氟喹诺酮类抗生素与群体感应抑制剂对E.coli的联合毒性效应

抗生素滥用带来严重的细菌耐药性,威胁生态环境和人体健康。群体感应抑制剂(quorum sensing inhibitors,QSIs)作为一种理论上难以引发细菌耐药性的新型潜在抗生素替代品,被建议单独使用或与传统抗生素联合使用。因此,考察抗生素与QSIs联合作用效应及其作用机理对其在环境中可能产生的联合暴露风险评估具有重要的参考意义。以应用较广泛的2种氟喹诺酮类药物氧氟沙星(ofloxacin,OFL)、左氧氟沙星(levofloxacin,LEV)和1种新型抗菌剂群体感应抑制剂4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)呋喃酮(4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone,HDMF)为研究对象,运用直接均分法和均匀设计射线法分别设计3个二元和1个三元混合物体系,每个体系包含5条具有不同组分浓度比的射线。应用时间毒性微板分析法测定3种药物及其混合物体系对大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)的毒性,应用拟合归零法分析混合物的毒性相互作用及相互作用强度,采用分子间对接技术来探讨可能存在的作用机理。结果表明,HDMF、OFL、LEV对E.coli均具有浓度、时间依赖毒性,以半数效应浓度负对数为毒性指标,3种药物在同一暴露时间毒性顺序:LEV>OFL>HDMF。3种药物的二元混合物体系相互作用类型有拮抗/协同作用,而三元混合物体系的作用类型为协同作用,且作用类型和强度受混合物组分、暴露时间和浓度影响。氟喹诺酮类药物混合物体系中,因药物竞争结合蛋白点位而呈现出拮抗作用。在氟喹诺酮类药物和QSIs混合体系中,QSIs会破坏细菌的生物膜,使氟喹诺酮类药物更容易接触细菌造成损伤,从而呈现协同作用。但随着暴露时间的延长,氟喹诺酮类药物会对DNA造成损伤进而减少QSIs作用蛋白的产生,呈现出拮抗作用。

水产品腐败菌群体感应系统及群体感应抑制剂研究进展

群体感应(quorum sensing,QS)是一种微生物细胞间进行信息交流的系统。腐败菌的一些特性也受到QS系统的调控。在水产品保鲜领域,腐败菌的群体感应逐渐成为研究热点。本文中,笔者着重对水产品中微生物的群体感应作用机制、主要腐败菌的群体感应现象以及群体感应抑制剂等方面的研究进展进行概述,并对目前群体感应研究中所出现的问题及发展进行了总结及展望,旨在为以群体感应为基础的新型食品保鲜材料的开发提供参考。

群体感应抑制剂及其在食品保藏中的应用研究进展

细菌在生长过程中会合成并释放一种叫做信号分子的化学因子,作为细胞间或细胞内传递信息的介质。这种信号分子积累到一定水平,会对细菌生理性状的表达产生调控作用,即群体感应现象。细菌群体感应现象对食品腐败变质过程也有很大的影响。因此,研究群体感应抑制剂在食品保藏中的作用就显得尤为重要。本文中,笔者根据细菌分泌信号分子类型的不同,综述了不同细菌的群体感应抑制剂及其在食品保藏中的应用。

细菌群体感应抑制剂的研究进展

在菌群生长过程中,细菌能不断产生化学信号分子并分泌到周围环境中,当信号分子的数量达到一定阈值时,可调控菌体相关基因的表达如生物膜的形成、生物发光等,以适应环境的变化,这种现象称为细菌群体感应(quorum sensing,QS)。细菌群体感应抑制剂(quorum sensing inhibitor,QSI)以细菌的群体感应为靶点,只针对病原菌的群体感应系统起抑制作用,并不杀死体内的正常细菌或干扰其正常生命活动,为人类提供了一种新型抗菌途径。综述了细菌群体感应信号分子的调控系统和细菌群体感应抑制剂的研究进展。

基于群体感应抑制剂与磺胺对大肠杆菌联合毒性效应的QSAR模型建立

以大肠杆菌为模式生物,分别测定了7种磺胺(SAs,分别为磺胺二甲基嘧啶(SCP)、磺胺吡啶(SPY)、磺胺甲恶唑(SMX)、周效磺胺(SDX)、磺胺喹恶磷(SQ)、磺胺对甲氧嘧啶(SM)、磺胺甲氧哒嗪(SMP)),及3种群体感应抑制剂(QSIs,分别为3-甲基-2-(5H)-呋喃酮(MF)、N-乙烯基吡咯烷酮(VP)、(R)-3-吡咯烷醇(HPL))的单一毒性和联合毒性,并且采用分子对接技术建立了QSIs与SAs对大肠杆菌联合毒性的QSAR模型.结果表明其联合毒性效应表现为拮抗和相加作用;同时,基于SAs和QSIs分别与它们的目标靶蛋白二氢叶酸合成酶(DHP5)与大肠杆菌家族蛋白(Sdi A)之间相互作用的结合能(Ebinding)和混合物的辛醇-水分配系数Kow(mix)构建了SAs和QSIs对大肠杆菌的二元联合毒性的QSAR模型,具有较好的相关性(R2为0.901).该模型经过验证,具有良好的预测能力(预测值与实测值的R2为0.913),研究可为今后抗生素与群体感应抑制剂的环境联合生态风险评价以及毒性预测提供一定的理论依据和技术支持.

海藻源细菌群体感应抑制剂筛选及其活性的初步研究

目的从海藻多酚提取物中筛选细菌群体感应抑制剂并研究其活性。方法采用紫色杆菌Chromo-bacteriumviolaceum CV026琼胶扩散法及高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)法检测海藻多酚群体感应抑制活性及其成分组成。结果在选取的25种海藻中,12种海藻多酚具有群体感应抑制活性,其中石莼、马尾藻、裙带菜多酚的抑制活性最强。在1.0 mg/m L多酚浓度下,其形成的群体感应抑制圈直径分别为25.18、21.61、20.43 mm。采用HPLC进一步对三种海藻多酚的成分进行检测,结果显示三种海藻多酚均含有儿茶酚及表儿茶素。此外,还含有少量的阿魏酸及芦丁。结论石莼、马尾藻、裙带菜多酚具有群体感应抑制活性,有望开发为新型群体感应抑制剂。

基于天然产物的群体感应抑制剂的研究进展

细菌的群体感应现象是近年来微生物学、食品保藏学以及天然产物化学等领域研究的热点。随着对群体感应系统研究的不断深入,越来越多的群体感应类型不断地被报道,不同类型的群体感应现象由不同种类的信号分子来介导,各种群体感应抑制剂也不断地涌现。群体感应抑制剂可以阻断细菌的群体感应系统,抑制细菌毒力基因的表达而不影响细菌的生长与增殖,因此,应用群体感应抑制剂可以避免细菌因生长压力而产生耐药性。本文中,笔者主要按照信号分子的种类综述目前已报道的细菌群体感应系统的类型、群体感应的干扰策略以及天然产物来源的群体感应抑制剂的研究现状。另外,笔者还介绍了不同种类信号分子介导的细菌群体感应机制以及已报道的天然产物来源的细菌群体感应抑制剂的种类,并展望其应用前景。

群体感应抑制剂控制微生物污染的研究进展

群体感应是依据细菌种群密度的一种细菌交流机制。细菌根据这个机制可调节多种活力,如毒力、生物膜的形成、生物发光、孢子的形成、DNA转录等。近年来,相关报道提出如果细菌的群体感应被干扰,那么微生物基因的表达和代谢将受到影响,从而影响微生物的生长和繁殖。因此,群体感应抑制剂可作为控制微生物污染的可行方案。研究中,简要描述了主要的群体感应系统、确定自体诱导物类型的方法和理想群体感应抑制剂应具备的特点,突出介绍了4种具有群体感应抑制功能的植物精油,并且总结了几种有群体感应抑制功能的物质。

群体感应抑制剂与磺胺甲恶唑、盐酸强力霉素对大肠杆菌的联合毒性及其机制初探

群体感应抑制剂(QSIs)具有不会产生抗药性的特点,从而被作为抗生素的可能替代品,具有广阔的应用前景,因此其存在着与传统抗生素环境联合暴露的可能,但是目前尚缺乏相关联合效应的研究。本文以大肠杆菌(Escherichia coli)为受试生物,测定了7种QSIs(DL-焦谷氨酸、N-乙烯基吡咯烷酮、呋喃酮乙酸酯、2-甲基四氢呋喃-3-酮、3,4-二溴-2(5H)-呋喃酮、(R)-3-吡咯烷醇、D-脯氨醇)分别与磺胺甲恶唑(SMX)和盐酸强力霉素(DH)的二元联合毒性,并初步探讨了它们的联合作用机制。根据结果分析,前5种QSIs作用于AI-2类信号分子介导的群体感应系统,与AI-2类信号分子竞争结合Lsr B蛋白,此通路与SMX、DH的作用通路互不影响,因此联合效应为相加;后2种QSIs作用于AI-1类信号分子介导的群体感应系统,与AI-1类信号分子竞争结合Sdi A蛋白,而SMX、DH的作用可能刺激Sdi A蛋白的表达,从而需要消耗更多的QSIs与Sdi A结合,因而联合效应为拮抗。本实验研究可为传统抗生素与QSIs联合暴露的生态风险评价提供一定理论基础。

革兰氏阴性菌群体感应抑制剂的研究进展

群体感应是一种通过菌体密度来协同控制细菌特定基因表达的现象。由此产生的群体感应抑制剂在抑制细菌毒性基因表达时不会对细菌产生生长压力,从而避免了细菌耐药性的产生。这一新颖的抑菌机制使其在开发新型抗感染药物方面有很大潜力。研究中,简要描述了研究最广泛的革兰氏阴性菌群体感应系统、群体感应抑制剂的作用方法和来源类别。突出介绍了天然来源和化学合成两个方面的群体感应抑制剂,并且介绍了几种群体感应抑制剂的应用。

革兰阳性细菌AIP型群体感应抑制剂的研究进展

以自诱导肽(autoinducter peptide)AIP为信号分子的细菌群体感应(quorum sensing,QS)系统存在于多种革兰阳性细菌中,是研究新型抗金黄色葡萄球菌等革兰阳性细菌药物的重要突破口。目前发现的AIP型群体感应抑制剂(quorum sensing inhibitors,QSIs)有小分子与大分子2种类型,笔者对这2类AIP型QSIs的研究进展进行综述,为新型抗菌药物的研发提供理论依据。

一种检测革兰氏阴性菌群体感应抑制剂的简便方法

许多革兰氏阴性菌通过产生N-酰基-高丝氨酸内酯类(AHLs)化合物介导的群体感应(QS)现象来调控特定生理性状的表达。而AHL类似物作为群体感应抑制剂(QSI)可使由QS所调控的生理特性不表达或表达水平下降。本研究的目的是建立检测AHL类似物方法。基于QS抑制原理,建立了平板法及TLC方法从微生物中筛选AHL类似物。该方法简便有效,费用低廉,为筛选群体感应抑制剂提供了一种新方法。

磺胺类抗生素与群体感应抑制剂对发光菌的联合毒性及其机制初探

以Vibrio fischeri为模式生物,3类群体感应抑制剂(呋喃酮、吡咯酮和吡咯)与典型磺胺类抗生素为研究对象,测定了群体感应抑制剂与磺胺类抗生素联合急性毒性效应,通过群体感应抑制剂与信号分子竞争结合LuxR的实验和结合能Ebinding的测定,初步探讨了其联合毒性作用机制.结果显示,呋喃酮类化合物与磺胺类抗生素的二元等毒性比下的联合效应表现为协同与加和,吡咯酮类、吡咯类化合物与磺胺类抗生素的二元等毒性比下的联合效应分别表现为加和与拮抗;它们与LuxR的竞争结合力的差异,可能是它们与磺胺类抗生素等毒性比下的联合效应不同的原因.

典型抗生素与群体感应抑制剂对费氏弧菌的三元慢性联合毒性

群体感应抑制剂(quorum sensing inhibitor,QSIs)广泛应用之后与环境中现有抗菌药物共存的趋势不可避免。为了评价QSIs和现有抗菌药物共存所引起的生态环境效应,本文以费氏弧菌(Vibrio fischeri)作为模式生物,磺胺类抗生素磺胺氯哒嗪(SCP)、磺胺类增效剂甲氧苄嘧啶(TMP)和群体感应抑制剂4-溴-5-溴亚甲基-2(5氢)-呋喃酮(FC-30)为研究对象,测定了以上3个化合物对Vibrio fischeri的单一/混合慢性毒性效应。单一慢性毒性结果表明,3个化合物的毒性大小如下:FC-30<SCP<TMP,混合慢性毒性结果表明三元混合体系联合效应为拮抗。进一步分析可知,SCP+FC-30和TMP+FC-30两个混合体系的拮抗作用是三元混合体系为拮抗效应的根本原因。最后指出,因为SCP、TMP和FC-30的三元混合体系是拮抗作用,所以从环境生态风险角度分析,三者联合用药对环境的影响小于单一用药。

17种中草药细菌群体感应抑制剂的筛选

微生物致病性在很大程度上受到群体感应系统的调控,筛选群体感应系统抑制剂被认为是解决微生物致病性的有效方法之一。对17种中草药进行了群体感应抑制剂的筛选,结果表明,其中8种中草药能抑制Chromobacterium violaceum CV026产紫色色素的能力。试管梯度试验表明,这8种中草药有明显的群体感应抑制效果。浮游抑制试验结果表明,17种中草药中的13种可抑制铜绿假单胞菌的浮游。进一步对中草药中群体感应抑制剂的分离鉴定,将为揭示细菌群体感应抑制剂的机制研究和应用奠定基础。

海洋源乳酸菌AI-2类群体感应抑制剂对单增李斯特菌抑制效果研究

单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)AI-2类群体感应系统调控的生物被膜与毒力因子是导致其高致病率与高死亡率的主要原因。以测定报告菌哈维氏弧菌BB170的发光值作为筛选指标,对16株海洋源乳酸菌代谢产物中筛选L. m AI-2信号分子的群体感应抑制剂(QSIs),并通过测检QSIs对L. m的MIC值、生长曲线、动力形成、生物被膜形成量,评价QSIs对L. m的控制效应。结果表明:从16株海洋源乳酸菌中筛选到6株乳酸菌的乙酸乙酯提取物对L. m AI-2信号分子活性有良好的抑制作用,占筛选菌株的37.5%,且抑制率均达75%以上,其中菌株Pediococcus pentosaceus zy-B-1乙酸乙酯提取物QSI-B-1抑制率最高(98.5%),并对L. m作用的MIC值为250μg/mL,随着QSI-B-1浓度的增加,对L. m菌落生长与动力形成的抑制作用逐渐加强,形成的生物被膜结构愈加疏松。本研究为利用从海洋环境中筛选乳酸菌源L. m QSIs提供依据。