酰基-高丝氨酸内酯(AHL)对鼠伤寒沙门氏菌生物菌膜形成的影响

[目的]研究铜绿假单胞菌所产生的群体感应信号分子酰基-高丝氨酸内酯(AHL)对鼠伤寒沙门氏菌生物菌膜形成的影响,为不同菌体间群体感应的研究提供参考,为沙门氏菌的控制提供帮助。[方法]利用薄层层析法分析铜绿假单胞菌所产生AHL的成分,并通过添加0%、1.0%、1.5%、2.0%(体积分数)的AHL来研究其对鼠伤寒沙门氏菌生物菌膜形成、浮游菌体生长以及菌体泳动能力的影响。[结果]铜绿假单胞菌产生2种相同类型的AHL分子(C12-HSL和3-oxo-C8-HSL),100℃加热5 min并不会改变AHL的成分。当AHL添加量低于1.5%时,虽然浮游菌体指数生长时期受到一定抑制,但随着时间的延长,稳定期浮游菌体的生长并无显著差异,反观生物菌膜,其形成明显受到抑制。当AHL添加量达到2%时,浮游菌体生长和生物菌膜形成均受到显著抑制,说明AHL对鼠伤寒沙门氏菌生物菌膜的形成有明显抑制作用。AHL对单一菌体泳动性有显著抑制作用,而对群体泳动性有不同程度的促进作用。[结论]群体感应信号分子AHL对鼠伤寒沙门氏菌浮游菌体生长的影响受添加量调控,当AHL添加量增加到一定值时浮游菌体生长才受到抑制,但对生物菌膜的形成有明显抑制作用,且随着AHL添加量提高,抑制作用增强。

HPLC-MS法检测N-酰基-高丝氨酸内酯类信号分子

建立了HPLC-MS检测群体感应信号分子N-酰基-高丝氨酸内酯类(N-acyl-homoserine lactones,AHLs)化合物的方法。利用该方法对细菌发酵液中的AHLs进行分析,结果表明,样品只需简单的处理,在没有标样的条件下,可以对样品中任意的AHLs分子进行定性分析。该方法简单、高效,检测的灵敏度明显大于经典的TLC-B iosensor检测AHLs的方法,为从复杂混合物中鉴定AHLs提供了有效手段。

气相色谱-质谱法检测细菌中N-酰基高丝氨酸内酯类信号分子

建立了N-酰基高丝氨酸内酯类(N-acyl-homoserine lactones,AHLs)群体感应信号分子的气相色谱-质谱(GC-MS)检测方法,并优化了检测条件。在优化条件下,采用选择离子扫描模式(SIM)从细菌Pseud-oalteromonas sp.NJ6-3-1培养液中检测到3种AHLs(N-己基高丝氨酸内酯(C6-HSL)、N-辛基高丝氨酸内酯(C8-HSL)和N-十四基高丝氨酸内酯(C14-HSL))。与传统的薄层层析-生物传感器(TLC-biosensor)和高效液相色谱法(HPLC)相比,该方法更加简单、高效,只需对培养液样品进行简单处理,即可定性检测样品中的AHLs分子。该方法为从复杂基质中检测和鉴定AHLs信号分子提供了有效手段。

N-乙酰基高丝氨酸内酯调节细菌与植物间互作的研究进展

植物促生菌具有抗病和促生的潜能,在农业生产及环境保护方面都具有重要的作用。在许多革兰氏阴性细菌中,N-乙酰基高丝氨酸内酯(AHLs)介导的群体感应(QS)系统不仅参与对细菌多种生理行为和生物学功能的调控,而且影响植物基因的表达及细菌与宿主植物间的互作。为了更好地开发利用生防菌,综述了多年来对AHLs跨界信号转导参与调节植物生长发育和抗逆性的研究,并对该领域今后的研究方向进行了展望,以期为改善植物抗逆性和促进生长提供一些新思路。

N-酰基高丝氨酸内酯半抗原衍生物及其全抗原的合成与鉴定

目的本研究旨在合成N-酰基高丝氨酸内酯(N-acyl-homoserine lactone,AHL)全抗原,为建立AHL免疫检测新方法奠定基础。方法以γ-丁内酯和高丝氨酸内酯为原料,经保护、缩合、脱保护、氧化等一系列反应,获得N-丁酰高丝氨酸内酯、N-己酰高丝氨酸内酯和含有化学交联活性基团的羧基丁酰高丝氨酸内酯半抗原衍生物,用核磁共振氢谱和质谱方法进行结构确证,并采用活泼酯法合成N-酰基高丝氨酸内酯全抗原。结果质谱与核磁共振氢谱分析结果与理论预测相同,表明成功合成目标产物N-丁酰(己酰)高丝氨酸内酯和羧基丁酰高丝氨酸内酯半抗原衍生物;紫外吸收光谱扫描结果显示半抗原AHL已分别与载体牛血清白蛋白和鸡卵白蛋白交联,成功制备其全抗原。结论本实验成功合成了N-酰基高丝氨酸内酯半抗原衍生物和全抗原,为制备AHL相应抗体奠定了基础。

SPE前处理-UHPLC-MS/MS测定MBR中两种N-酰基高丝氨酸内酯

选用N-己基高丝氨酸内酯(C6-HSL)和N-辛基高丝氨酸内酯(C8-HSL)两种酰基高丝氨酸内酯类(AHLs)为代表物,建立了固相萃取(SPE)-超高效液相色谱串联三重四级杆质谱(UHPLC-MS/MS)分析膜生物反应器(MBR)活性污泥中AHLs的方法.研究结果表明C6-HSL和C8-HSL在1～200μg/L内有良好的线性关系(R2> 0.998),方法的检出限为0.100μg/L,定量限为1.000μg/L,在3个浓度水平下的平均加标回收率为80.69%～83.75%,相对标准偏差(RSD)为4.71%～7.25%.方法精确度高、重复性好、基质效应弱,适用于MBR活性污泥中痕量AHLs的测定.

超高效液相色谱-串联质谱法检测微氧生物脱氮菌群酰基高丝氨酸内酯信号分子

为揭示处理低碳氮比废水的微氧活性污泥系统的生物脱氮机制,了解脱氮功能菌群的群体生长和代谢规律,建立了超高效液相色谱-串联质谱同时定量检测介导革兰氏阴性（G-）细菌群体感应信号分子酰基高丝氨酸内酯（ AHLs）的方法。取自升流式微氧活性污泥反应器的泥水混合物,使用乙酸乙酯液液萃取,旋转蒸干后以甲醇定容,经C18色谱柱分离。以5 mmol/L乙酸铵（含0.1%甲酸）和甲醇为流动相进行梯度洗脱,采用多反应离子监测模式,使用配有电喷雾离子源的三重四极杆质谱进行检测。对9种AHLs的检测结果表明,在0.5-100μg/L范围内呈现良好的线性关系,检出限为0.01-0.5μg/L,回收率为62.5%-118.1%,相对标准偏差为2.9%-12.1%,分析时间为6.5 min。本方法具有快速、准确和精密等特点,可及时反映活性污泥功能菌群的生长状态和代谢活性,对了解生物脱氮系统的生物学机制和废水生物处理系统的运行调控具有重要意义。

信号分子N-酰基高丝氨酸内酯分析方法研究进展

细菌能自发产生、释放特定的信号分子,并感知其浓度变化,调节微生物的群体行为,这一调控系统称为群体感应。革兰氏阴性菌的群体感应一般由N-酰基高丝氨酸内酯(Acylhomoserine lactones,AHLs)这类信号分子介导。在简要总结AHLs分子及其衍生物结构的基础上,结合近年来国内外研究进展,对AHLs的提取、鉴定和检测等分析测试方法进行了综述,旨在为建立土壤中AHLs的检测方法以及深入研究AHLs信号分子在土壤中的环境行为奠定基础。

AHLs介导的群体感应和群体淬灭对植物-根际微生物相互作用的影响

根际是由植物根系和土壤微生物之间相互作用形成的一种特殊环境,根际微生物群落的宏基因组是植物微生物组的重要组成部分。植物与根际微生物之间的相互作用是一个复杂的过程。在根际环境中,微生物群落利用复杂的种内和种间信号传导机制招募特定的微生物,协调并控制混合群落的行为,从而影响植物的生长发育和健康。根际微生物能够自发产生、释放特定的信号分子,并能感知其浓度变化,从而调节微生物的群体行为,这一调控系统称为群体感应(quorum sensing,QS)。QS系统的特征是合成和释放特定的信号分子。根际土壤细菌中存在多种QS信号分子,如N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)、二酮哌嗪、扩散信号因子、次生代谢物、植物激素类分子等。AHLs作为细菌中被广泛研究的QS信号分子,在植物与根际微生物的相互作用中发挥重要作用。本文综述了AHLs介导的群体感应机制,并讨论了AHLs在植物与根际微生物相互作用中的调节作用,包括AHLs对植物的生长发育、逆境耐受性和抗病性等方面的有益影响,以及AHLs介导的QS系统调控导致的根际致病菌对植物的有害影响,同时还探讨了基于AHLs的群体淬灭对植物-根际微生物相互作用的影响,以期为植物健康与农业生产提供新的思路和方法,推动可持续农业的发展。

群体感应分子3-氧代癸酰基高丝氨酸内酯(3-oxo-C10-HSL)抑制脂多糖诱导的RAW264.7巨噬细胞炎症反应

目的探讨群体感应分子3-氧代癸酰基高丝氨酸内酯(3-oxo-C10-HSL)对脂多糖(LPS)诱导的RAW264.7巨噬细胞炎症反应的调控作用。方法RAW264.7巨噬细胞分为实验组、对照组与空白组。实验组用不同浓度的3-oxo-C10-HSL与LPS共处理,对照组加入DMSO与LPS,空白组加入DMSO与PBS。刺激12 h后,实时定量PCR检测细胞白细胞介素6(IL-6)、IL-1β、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)的mRNA表达,ELISA检测上清液IL-6、TNF-α水平。以25μmol/L 3-oxo-C10-HSL与100 ng/mL LPS共刺激细胞15、30、60 min,Western blot法检测核因子κBp65(NF-κBp65)的磷酸化情况。结果3-oxo-C10-HSL能剂量依赖性地降低LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞的IL-6、IL-1β、TNF-α、MCP-1的mRNA水平以及IL-6、TNF-α蛋白水平。3-oxo-C10-HSL能抑制LPS诱导的NF-κBp65磷酸化。结论3-oxo-C10-HSL能通过抑制NF-κB信号通路活化减轻LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞炎症反应。

酰基高丝氨酸内酯——细菌与真核生物之间信息交流的介导分子

许多革兰氏阴性细菌利用酰基高丝氨酸内酯(AHLs)作为胞间信号分子协调细菌群体基因的表达,这一AHLs介导的细菌群体感应系统参与细菌多种生理行为和生物学功能的调控．近年来人们研究发现细菌AHLs也能够影响真核基因的表达,真核生物反过来也可能会通过产生AHL类似物或AHL信号通路中的激活剂或拮抗剂与细菌群体感应系统发生相互作用,意味着细菌和真核生物利用酰基高丝氨酸内酯进行某种形式的信息交流．文中介绍了上述各方面的研究进展．

液质联用检测微生物菌群高丝氨酸内酯类信号分子

建立了高效液相色谱-串联质谱法同时定量检测高丝氨酸内酯类信号分子的方法。利用群体感应规律揭示颗粒污泥反应器快速启动机制。本方法首先取自反应器的活性污泥经离心分离,用乙酸乙酯萃取,旋转蒸干后经甲醇溶解定容可直接进样测量;然后选取C18(50mm×4.6mm,1.8μm)色谱柱进行分离,甲醇与水(含0.1%甲酸)作为流动相进行梯度洗脱,采用电喷雾正离子模式(ESI^+)电离,多反应监测(MRM)模式进行定性定量测定,分析时间为8.5min。对7种AHLs检测的结果表明,在10~1000μg/L的范围内呈现良好的线性关系,检出限为310μg/L,在低、中、高3个加标水平下的回收率为96.57%~122.70%,相对标准偏差为0.21%~5.87%。

高效液相色谱-串联质谱法同时测定细菌群体感应效应的11种AHLs类信号分子

建立了高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)法同时测定细菌群体感应分泌的11种AHLs类信号分子的分析方法。细菌所分泌AHLs类信号分子经乙酸乙酯萃取后简单处理,可直接进样分析。采用Sunfire C18色谱柱(50mm×2.1mm,3.5μm),甲醇与水(含2mmoI/L乙酸铵,0.1%甲酸)梯度进样,采用电喷雾离子源正离子模式,多反应监测(MRM)模式,外标法进行质谱定量分析。分析时间为12min。本方法在1～250μg/L范围内呈良好的线性关系(r>0.996);检出限为0.1～1.0μg/kg;定量限为0.3～3.0μg/kg;平均添加回收率为54.4%～128.6%;相对标准偏差为3.5%～13.9%。本方法具有操作简便、快速、准确、灵敏度高等优点,适用于多种AHLs类信号分子化合物的同时定性与定量分析,为微生物群体感应的进一步研究提供了有效的且便利的分析方法。

群体感应分子3OC12HSL对猪回肠上皮细胞IPI-2I的影响

探讨群体感应分子3-氧代十二酰基高丝氨酸内酯(3OC12HSL)不同浓度和作用时间对猪回肠上皮细胞IPI-2I凋亡的影响及可能的作用机制。3OC12HSL浓度为0、50、100、200、400μmol/L,作用细胞时间分别为4、8、12、24 h。CCK-8法检测细胞活性,ELISA检测炎症因子水平,流式细胞仪检测细胞凋亡,荧光定量PCR检测凋亡相关基因的mRNA表达水平。结果显示,200μmol/L 3OC12HSL作用8 h,显著抑制IPI-2I细胞活性,抑制效果呈时间和浓度依赖性;200μmol/L 3OC12HSL极显著升高促炎因子IL-6、IL-8、IL-1、TNF-α的浓度(P<0.01);100μmol/L 3OC12HSL作用12 h时,IPI-2I细胞凋亡而极显著提高(P<0.01);作用12 h后,100μmol/L 3OC12HSL显著提高细胞凋亡关键基因Bax表达水平(P<0.05),极显著提高Fas、Caspase8、Caspase3表达水平(P<0.01),400μmol/L 3OC12HSL显著降低Bcl-2表达(P<0.05)。结果表明一定浓度的3OC12HSL可降低细胞活性,诱导细胞炎症,引起细胞凋亡,不利于生猪健康。

污水生物处理中信号分子AHL介导的群体感应

介绍了信号分子酰基高丝氨酸内酯(AHL)的结构及性质、合成感应机制,叙述了对AHL介导的群体感应(QS)在2种污水生物处理过程(生物膜法及颗粒污泥法)中的研究进展。污水生物处理需要微生物的协同作用以实现污染物的去除,这种协作主要依赖于AHL介导的QS作用,生物膜及颗粒污泥中的AHL种类及含量均表现出明显的时空差异,且容易受到环境因子的影响;AHL介导的QS可以通过改善生物膜、颗粒污泥的相关性能,以及调节微生物群落结构来提高它们的污水处理效果。未来应进一步探索更简便、有效的AHL定性及定量方法,深入研究AHL对生物膜及颗粒污泥性能的影响机制,以实现AHL介导的QS在实际废水处理中的应用及调控。

微塑料生物膜11种AHLs类群体感应信号分子测定及其分泌特征

为研究微塑料生物膜的群体感应效应,利用液液萃取和超高效液相色谱-串联质谱技术,建立了微塑料上枯草芽孢杆菌生物膜分泌的11种酰基高丝氨酸内酯(AHLs)类群体感应信号分子前处理和仪器分析方法。优化后的前处理方法采用酸化的乙酸乙酯(0.01%冰乙酸,V/V)对微塑料生物膜样品中AHLs类信号分子进行萃取,萃取方式采用冰浴超声。微塑料生物膜中AHLs回收率为50.6%—128.1%,相对标准偏差(n=3)为0.2%—10.6%。对色谱和质谱条件进行优化,11种AHLs在0.5—50μg·L^(−1)范围内呈良好的线性关系(R2>0.995),检出限为0.005—0.01μg·L^(−1),定量限为0.01—0.02μg·L^(−1)。本方法具有快速、准确、灵敏度高等优点。对聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等3种微塑料上枯草芽孢杆菌生物膜中11种AHLs分析结果表明,C8-HSL、C12-HSL和3-oxo-C10-HSL在3种微塑料生物膜中均被检出;C12-HSL的产生量最高,且在聚乙烯表面生物膜中含量最高达34 ng·g^(−1)。通过添加外源信号分子研究表明,AHLs分子浓度增加会促进微塑料生物膜形成。

厌氧生物处理中AHLs群体感应调控研究进展

厌氧生物处理技术具有能耗低、能源化特点,在可持续发展污水处理工艺应用中备受关注。基于群体感应厌氧生物处理工艺具有良好应用前景,本文介绍厌氧生物处理技术功能菌群、菌群代谢途径和AHLs群感理论,并归纳AHLs对厌氧颗粒污泥EPS分泌、厌氧颗粒污泥钙化及菌群结构影响方面的研究进展,以期为推动AHLs群感促进厌氧生物处理提高运行效能提供新的理论思路和技术支持。

鱼源假单胞菌群体感应信号分子与腐败特性相关关系的研究

【目的】革兰氏阴性菌通过产生N-酰基-高丝氨酸内酯(AHLs)类信号分子,以密度依赖的方式调控某些生理特性的表达,即群体感应(QS)现象。假单胞菌是一种导致蛋白类食品腐败的重要腐败细菌。本研究的目的是确定假单胞菌群体感应信号分子与腐败特性的关系。【方法】利用AHLs检测菌对3株假单胞菌AHLs产生情况进行检测,并通过AHLS降解菌株对所产生的AHLs进行降解。【结果】3株菌均产生AHLs信号分子;菌株FML05-1、FML05-2至少产生两种AHLs分子,二者所产生的主要信号分子是N-3-氧代-辛酰基-高丝氨酸内酯(N-3-oxo-C8-HSL);FML05-2与降解AHLs的菌株共同培养,发现嗜铁素的产量与蛋白酶活性明显下降。【结论】FML05-2嗜铁素的产生和蛋白酶活性与AHLs有关。为以干扰腐败细菌群体感应为靶点的食品防腐保鲜策略提供研究基础。

食源假单胞菌群体感应信号分子的研究

从市售鲜鱼中分离的3株革兰氏阴性菌,经16S rDNA鉴定为假单胞菌属,该菌是一种导致食品腐败的重要腐败细菌。N-酰基-高丝氨酸内酯(AHLs)是革兰氏阴性菌群体感应(QS)系统中一类重要的信号分子,以密度依赖的方式调控某些生理性状的表达。利用AHLs检测菌株对3株假单胞菌进行检测发现,均产生AHLs类信号分子,且FML05-1和FML05-2至少产生两种AHLs,主要的信号分子是N-3-氧代-辛酰基-高丝氨酸内酯(N- 3-oxo-C_8-HSL)。同时对菌株FML05-2在生长过程中所产生的AHLs的活性变化进行研究,发现AHLs活性在菌体生长至12h时达到最大。首次对食源假单胞菌所产生的AHLs进行了研究,为以干扰腐败细菌群体感应为靶点的食品防腐保鲜策略提供研究基础。

群体感应信号分子及其抑制剂快速检测方法的建立

细菌能自发产生、释放一些特定的信号分子,并能感知其浓度变化,调节微生物的群体行为,这一调控系统称为群体感应。细菌群体感应参与包括人类、动植物病原菌致病力在内的多种生物学功能的调节,群体感应抑制剂成为抗感染药物开发的靶点。利用紫色色杆菌(Chromobacterium violaceum)和根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)作为指示菌,建立检测高丝氨酸内酯(AHLs)及其抑制剂的简便方法。结果表明,通过平板交叉划线接种,使用指示菌能够有效地检测AHLs,并且通过薄层层析(TLC)与细菌生物感应器相结合的方法可以快速、方便地鉴定AHLs的种类;通过双层平板法观察指示菌色素产生情况,能够有效地检测群体感应信号分子AHLs抑制剂,且该方法简单易行。