LuxS/AI-2群体感应系统在乳酸菌细菌素合成中的作用

乳酸菌细菌素具有抑菌谱广、稳定性高、安全性高等优势,作为新型生物防腐剂备受青睐,但目前工业化应用的细菌素数量有限,合成量低是其应用受限的重要原因。国内外研究显示与特定的微生物共培养是提高乳酸菌细菌素合成量的有效方法,该过程受到LuxS/AI-2群体感应系统的调控。文章从乳酸菌LuxS/AI-2群体感应系统的组成及LuxS/AI-2群体感应系统在乳酸菌细菌素合成中的作用两个方面进行论述,为乳酸菌细菌素合成量的提高和工业化应用的实现提供了一定的理论依据。

基于LuxS的群体感应系统在乳酸菌共培养中的研究

群体感应是微生物调控群体行为的重要方式,基于LuxS的群体感应系统广泛存在于各种属细菌中。AI-2作为LuxS系统的信号分子,在细胞交流中起到关键作用。LuxS系统在多种乳酸菌共同作用完成发酵任务以及某些乳酸菌行使益生功能中发挥了重要作用。文中综述了AI-2的合成途径、转导方式并重点阐述LuxS系统对乳酸菌共培养过程中蛋白表达和基因转录的影响。对LuxS系统进行深入研究,必将进一步揭示多种乳酸菌共同发酵以及其完成益生功能的机理,为从分子水平调控乳酸菌的发酵和益生行为提供了可能。

LuxS/AI-2型群体感应系统调控细菌生物被膜形成研究进展

生物被膜是大多数细菌在自然状态下的一种生长方式,使菌体具有浮游态时不具有的优势。它的形成和发展受到群体感应系统的调控,该系统是细菌依赖于群体密度而调控其生理行为的一种机制。其中Lux S/2型自诱导物(autoinducer 2,AI-2)群体感应系统又称种间群体感应系统,广泛存在于G^(+)及G^-菌中。其信号分子AI-2被认为是种间通用的信号分子,参与调控多种细菌的生物被膜。此外,目前已发现多种Lux S/AI-2型群体感应系统抑制剂,它们可以影响许多细菌生物被膜的形成。目前研究人员已开始致力于揭示Lux S/AI-2型群体感应系统调控生物被膜形成的分子机制,这对于进一步理解Lux S/AI-2型群体感应系统与生物被膜的关系具有重要意义。

产膜表皮葡萄球菌LuxS/AI-2型密度感应系统AI-2的活性及苦参碱对其的影响

【目的】研究产膜表皮葡萄球菌生物被膜菌和液相浮游菌LuxS/AI-2型密度感应系统中AI-2信号分子的活性及苦参碱对其的影响。【方法】绘制产膜表皮葡萄球菌ATCC35984液相浮游菌及生物被膜菌的生长曲线;利用哈维氏弧菌BB170(Vibrio harveyi BB170)作为报告菌株检测表皮葡萄球菌AI-2信号分子的活性;用荧光定量PCR法检测luxS基因的转录水平;用苦参碱对产膜表皮葡萄球菌ATCC35984进行处理,检测其AI-2信号分子活性的变化情况。【结果】在产膜表皮葡萄球菌液相浮游菌生长过程中,AI-2信号分子与luxS基因的相对表达量都是在对数生长期达到最大值,而后逐渐降低,与液相浮游菌生长曲线基本一致。在产膜表皮葡萄球菌生物被膜菌生长过程中,AI-2信号分子活性曲线与其生物被膜生长曲线变化趋势一致,但luxS基因的相对表达量曲线与生物被膜生长曲线变化趋势相反。中药苦参碱对产膜表皮葡萄球菌液相浮游菌和生物被膜菌AI-2信号分子活性有抑制作用,并且对液相浮游菌AI-2信号分子活性的抑制作用强于生物被膜菌。【结论】AI-2信号分子活性和luxS基因的相对表达量与产膜表皮葡萄球菌生物被膜菌及其液相浮游菌的生长相关;苦参碱能够显著下调产膜表皮葡萄球菌生物被膜菌和液相浮游菌的AI-2信号分子活性。

猪链球菌LuxS/AI-2型密度感应系统研究进展

密度感应(quorum sensing,QS)系统在细菌中普遍存在,能够通过一种或多种信号分子来影响多个基因的转录表达,从而协调多种细菌病原体的群体反应。该系统存在多种类型,其中LuxS/AI-2型是研究最热的系统之一,luxS作为一个高度保守的基因,参与调控多种基因的表达,从而调节细菌的生长和毒力等多种生命活动,使其适应不同的环境。LuxS蛋白分解形成同型半胱氨酸和4,5-二羟基-2,3-戊二酮(4,5-dihydroxy-2,3-pentanedione,DPD),DPD通过自环化形成自诱导分子autoinducer 2(AI-2)。猪链球菌(Streptococcus suis,SS)作为一种重要的人兽共患病原菌,研究其LuxS/AI-2型密度感应系统,利用LuxS/AI-2系统对猪链球菌病进行预防和治疗,具有重要意义。本文着重从SS的QS系统一般机制以及LuxS/AI-2系统的发现、结构、代谢作用、表达调控等方面对该菌的相关研究进行了综述。

迟缓爱德华菌luxS基因在不同生长时期表达水平的差异

【目的】探索迟缓爱德华菌Lux S/AI-2型密度感应系统关键基因lux S的分布及在不同生长时期的表达特征和生物功能。【方法】克隆迟缓爱德华菌lux S基因,利用生物信息学工具和网络数据库分析该基因序列的特征及编码蛋白的基本特征和保守结构;原核表达Lux S蛋白,纯化后制备抗Lux S的抗体,运用Western-blot技术分析Lux S在不同毒力、不同来源迟缓爱德华菌中的分布情况及在不同生长时期的表达水平;利用抗体中和方法,分析抗Lux S抗体对迟缓爱德华菌生长的影响,探索Lux S是否为信号分子AI-2的特异依赖模式。【结果】克隆到迟缓爱德华菌lux S基因,长度为516 bp,序列分析结果表明,该基因在迟缓爱德华菌属中高度保守;对多株迟缓爱德华菌Lux S蛋白的检测结果表明,该基因在该菌属中普遍存在;对不同生长时期Lux S蛋白的检测结果表明,Lux S蛋白的表达量在迟缓期较低,进入对数生长期逐渐增加,在对数生长后期最大,稳定后期逐渐减少;抗体中和生长试验结果表明,1%抗血清(效价1:40000)能延长迟缓爱德华菌生长的平台期,但对细菌生长无显著影响。【结论】Lux S/AI-2介导的密度感应系统在迟缓爱德华菌中普遍存在;关键基因lux S的序列高度保守,在不同生长时期表达量不一致,在对数生长后期达到峰值。