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。

海南红树林底泥海洋放线菌的抗菌及抗群体感应活性筛选

采用滤纸片法以紫色色杆菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等为指示菌对84株分离自红树林底泥的海洋放线菌进行抗菌及抗群体感应活性筛选,再对高活性菌株进行活性复筛以及薄层层析化学多样性分析。结果显示,菌株HN2-56具有很强的抗群体感应活性及较弱的抗菌活性,且代谢产物较为丰富。对该菌的代谢产物进行初步分离及GC-MS分析,从其活性组分中鉴定出13个可能的化合物,且多个化合物具有一定的生物活性。活性验证试验发现,化合物4(二乙基甲苯甲酰胺)和12(莪术烯醇)具有抗群体感应活性。经16S rDNA序列分析,结合形态观察和系统发育分析,将菌株HN2-56鉴定为链霉菌(Streptomyces chumphonesis)。该菌株在抗群体感应方面有一定的应用潜力,具有进一步研究的价值。

低温等离子体活化溶液在抑菌及清除生物被膜中的研究进展

细菌通过群体感应(QS)分泌信号分子和细胞外聚合物(EPS),使细菌聚集和黏附到生物和非生物表面,在一定条件下形成抗性强、危害性大的生物被膜。目前,生物被膜在医疗、食品和农业等领域中的危害日益严重。尤其是一些致病菌不仅对人类健康构成威胁,甚至会造成较大的社会经济损失。一些传统消毒、杀菌方法难以将其彻底清除,且存在二次污染风险。生物被膜在不同介质表面的强黏附性是其难以被清除的主要原因之一。因此,采用高活性的溶液进行浸泡、清洗是去除生物被膜的有效策略。低温等离子体活化水中的活性氧(ROS)和活性氮(RNS)能破坏细菌的细胞壁、肽聚糖结构,有效抑制微生物黏附和聚集。低温等离子体活化水作为一种高效消毒抑菌溶液,被广泛应用于生物医学、食品去污和种子萌发领域。但低温等离子体活化水中活性物质易消散,难以长期贮藏,导致其抑菌性能减弱。近年来,通过向低温等离子体活化水中添加不同介质或联合其他技术制备的低温等离子体活化溶液,有效延长了活性物质的衰退,使其逐渐成为消毒、抑菌研究的新方向。本文综述了低温等离子体活化水和低温等离子体活化溶液的杀菌作用机理及其对生物被膜的清除效果,重点介绍了生物被膜的形成过程。旨在为环境、医疗及食品行业的生物被膜清除和控制提供理论参考。

群体感应对藻际细菌Sulfitobacter pseudonitzschiae H46生理活性调控的研究

针对海洋细菌群体感应调控功能的热点问题,研究了藻际细菌Sulfitobacter pseudonitzschiae H46的群体感应系统对菌株H46的生态功能和抑藻活性的影响,探讨了基于群体感应介导的藻菌相互作用关系。通过添加不同浓度群体感应抑制剂(β-环糊精),分析了亚硫杆菌H46成膜性、DMSP降解能力、抑藻活性的变化,了解了亚硫杆菌H46群体感应系统潜在的调控功能。结果表明,β-环糊精在一定程度上淬灭了亚硫杆菌H46的群体感应信号分子AHLs的诱导活性,导致亚硫杆菌H46的成膜能力、DMSP降解能力和抑藻活性受到抑制。本文以群体感应调节细菌生态学功能为切入点,探讨了藻际细菌对微藻生长的抑制作用,为藻菌互作机制研究提供新的视角。

群体感应与群体淬灭控制丝状菌污泥膨胀的研究进展

活性污泥法净化污水过程中,丝状菌的过度生长导致污泥膨胀。利用微生物群体感应机制是控制丝状菌膨胀的一种新兴策略。介绍了丝状菌膨胀的控制策略及微生物群体感应的作用机制,综述了群体感应与群体淬灭控制丝状菌膨胀的研究进展,分析了其影响因素并提出未来研究方向,为控制丝状菌污泥膨胀提供一种新的理论思路。

海洋放线菌 Nocardiopsis dassonvillei JS106 的抗群体感应活性物质研究

群体感应抑制剂能够通过调控致病菌的群体感应系统来降低其致病力,且不易使其产生抗性突变,有望治疗或协同治疗细菌性感染,以应对细菌耐药性问题。本文研究了一株海洋来源的放线菌达松维尔拟诺卡氏菌JS106中的抗群体感应活性物质。采用减压柱层析和高效液相色谱从JS106的发酵液中分离到6个化合物:1,6-二羟基吩嗪(1)、6-羟基-1-甲氧基吩嗪(2)、4',7-二甲氧基异黄酮(3)、N-(2-羟基苯基)乙酰胺(4)、1-甲氧基吩嗪(5)和2-氨基吩恶嗪-3-酮(6)。在测试浓度下,所有化合物均表现出很好的抗群体感应活性,对紫色色杆菌的色素产生有显著的抑制作用,但没有明显的生长抑制。菌株JS106可产生丰富的吩嗪类化合物,在抗群体感应方面有出色的应用潜力。

膨胀污泥中主要丝状菌及生物调控措施研究进展

通过总结文献发现,不同地区造成污泥膨胀的丝状菌类似,包括Ca.M.parvicella、Thiothrix、H.hydrossis、Ca.Amarolinea等,其中以Ca.M.parvicella为主。温度过低、pH过低、溶解氧浓度不足、污泥负荷过低、氮磷等营养物质含量不足等均可能导致丝状菌的大量繁殖并引发污泥膨胀。结合研究现状重点介绍了利用群体感应相关技术控制污泥膨胀的方法,并提出相关技术的发展方向,为活性污泥法稳定运行和科学管理提供理论依据。

具有群体感应抑制活性的红树林底泥海洋放线菌的分离筛选与鉴定

文章致力于从红树林底泥中分离筛选出能有效抑制细菌群体感应的活性海洋放线菌,为以群体感应效应为靶点的协同抗菌物质研究提供候选菌株。其研究主要采用稀释平板分离法从红树林底泥样品中共分离出159株海洋放线菌,并以紫色色杆菌(Chromobacterium vioLaceum ATCC 12472)为指示菌,采用滤纸片法对其中菌落形态差异较大的61株菌株的发酵产物进行群体感应抑制活性的筛选。实验结果表明,有36株菌株能够抑制紫色色杆菌紫色素的产生,其中菌株HN24的抑制效果最好。结合形态学特征经16S rDNA序列分析,将菌株HN24鉴定为锈赤蜡黄链霉菌(Streptomyces rubiginosohelvolus)。最终研究表明,红树林底泥中放线菌资源丰富,群体感应抑制活性菌株的比例较高,是研究群体感应抑制剂的优良菌源。

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。

AHLs对硫化物抑制活性污泥活性影响试验研究

硫化物对活性污泥的活性有较强的抑制作用,N-酰化高丝氨酸内酯类化合物(AHLs)类信号分子在污水处理过程中发挥着重要作用,但其对受硫化物影响的活性污泥活性的作用尚不明确。为探究AHLs类信号分子对污水处理过程中活性污泥活性的影响,通过试验考察了AHLs不同投加量对活性污泥活性以及微生物群落结构的影响。结果表明,硫化物会抑制活性污泥系统内源AHLs的分泌,低浓度(0<c≤50 nmol/L)AHLs的投加可提高活性污泥活性,当c=50 nmol/L时,活性污泥活性提高10.6%,分枝杆菌属(Mycobacterium)和冻胶菌属(Zoogloea)相对丰度分别提高2.8%和2.1%,COD和NH_(4)^(+)-N去除率分别提高16.3%和20.5%,出水水质得到改善。

海绵共栖细菌NJ6-3-1基于群体感应调控的抗菌活性

【目的】选择一株海绵共栖细菌Pseudoalteromonas sp.NJ6-3-1,研究其抗菌物质的代谢是否受到群体感应的调控。【方法】我们研究了在不同生长条件细菌NJ6-3-1代谢物的抗菌活性与细胞密度的关系;通过模拟自然的竞争环境,研究了低密度条件下的细菌NJ6-3-1与外源细菌Staphylococcus aureus共培养时的抗菌活性情况。【结果】实验发现细菌NJ6-3-1代谢抗菌物质的行为与细胞密度密切相关,只有当细胞密度达到一定的阈值OD630=0.4时,NJ6-3-1才能代谢抗菌物质;同时发现外源病原菌S.aureus代谢产物中存在某种信号分子,能诱导NJ6-3-1在不产生抗菌物质的生长条件下代谢抗菌物质。【结论】以上结果初步说明NJ6-3-1的抗菌活性受到种内和种间群体感应系统的调控。

川白芷抑菌活性及对铜绿假单胞菌群体感应的抑制作用

为寻找更加有效的抑菌杀菌药物,本研究利用琼脂平板打孔法和倍比稀释法评价川白芷不同溶剂萃取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌以及肺炎克雷伯氏菌的抗菌活性;特别是通过对铜绿假单胞菌毒力表型的影响研究考察该药物对病菌群体感应是否具有抑制作用。研究结果表明:川白芷提取液对四种细菌均有不同程度的抑制效果,且随提取物浓度增大抑制效果增强;进一步分离发现,三氯甲烷、乙酸乙酯和正丁醇提取物对四种细菌均有一定的抑制效果,其中乙酸乙酯萃取物的抑菌效果最佳;对铜绿假单胞菌的四种毒力表型的影响研究结果表明川白芷具有抑制铜绿假单胞菌群体感应的能力。试验表明川白芷的活性成分可以作为一种新型的群体感应抑制剂,其具有抑制多种细菌能力的同时不易产生耐药性,表明白芷这一传统中草药在现代医疗中具有较好的应用潜力。

具有群体感应系统微藻共栖细菌的筛选及抑藻活性的研究

以从海洋微藻中分离到的206株共栖细菌为材料,采用生物传感器法筛选具有群体感应系统的细菌,根据16SrRNA基因对它们进行了分子生物学鉴定和系统发育学分析。利用气相质谱联用法(GC-MS)检测群体感应信号分子酰基高丝氨酸内酯类化合物(AHLs)的种类;采用细胞活体荧光测定方法,研究了这类共栖细菌对微藻生长的抑制作用。结果表明,在分离到的206株微藻共栖细菌中有11株具有群体感应系统,它们分属于3类海洋细菌的系统分支:α-Proteobacteria、γ-Proteobacteria和Gram+细菌,通过GC-MS检测确定11株共栖细菌都含有信号分子C8-HSL,部分含有C6-HSL和C14-HSL,其中9株细菌具有抑藻活性,其代谢产物分别对东海原甲藻、棕囊藻、海链藻和赤潮异湾藻的生长具有不同程度的抑制作用。

生物法中细菌群感效应所需自诱导物的存在证明

细菌群感效应是一种普遍存在的微生物细胞通讯机制。应用培养显色法和萃取显色法,考察了城市污水厂活性污泥、处理模拟废水的好氧颗粒污泥及处理微污染源水的生物膜中细菌群感效应所需信号分子(自诱导物)的存在情况。结果显示,采用这两种方法在各样品中均检测到了信号分子,表明给水和废水的生物处理工艺中细菌群感效应可能普遍存在。

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。

二酮哌嗪类化合物诱导海洋共栖细菌NJ6-3-1产生抗菌活性的研究

目的选择一株具有抗菌活性的海绵共栖细菌NJ6-3-1为实验菌株,研究其抗菌物质的代谢是否受到群体感应诱导信号分子的调控。方法研究在不同生长条件细菌NJ6-3-1代谢物的抗菌活性与细胞密度的关系,利用细菌NJ6-3-1自身代谢产物的3种二酮哌嗪类化合物(diketopiperazines,DKPs)作为自诱导物质(AI),研究了低密度条件下的细菌NJ6-3-1与3种不同DKPs共培养时的抗菌活性情况。结果实验发现细菌NJ6-3-1代谢抗菌物质的行为与细胞密度密切相关,且发现该菌具有群体感应机制的现象(quorumsens-ing),在高密度条件(OD630>0.4)下细菌才能产生抗菌活性,NJ6-3-1不产生抗菌物质的低密度生长条件:1/5 MB培养基、25℃;同时发现cyclo-(L-Phe-L-Val)能诱导NJ6-3-1在不产生抗菌物质的生长条件下代谢抗菌物质。结论以上结果初步说明细菌NJ6-3-1具有种内群体感应系统,其抗菌活性受到自诱导物cyclo-(L-Phe-L-Val)的调控。

海绵共栖细菌抗菌活性及其群体感应信号的研究

利用平板涂布法从南海海绵生物样品中分离海绵共栖细菌,以枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌及酿酒酵母作为实验用指示菌对海绵共栖细菌进行了抗菌活性筛选。利用气相质谱联用仪(GC-MS)建立了群体感应信号分子酰基高丝氨酸内酯类化合物(AHLs)的检测方法,分析了活性菌株粗提液中信号分子的产生及种类。同时采用16S rDNA同源性和系统发育分析对活性菌株进行种属鉴定和系统发生学研究。结果表明,在分离到的94株海绵共栖细菌中18株(占19.1%)细菌具有抗菌活性。通过GC-MS检测确定大多数活性菌株都含有AHLs,因此提出了海绵共栖细菌抗菌活性与群体感应之间可能存在必然联系的推测。通过细菌分类鉴定,结果显示具有抗菌活性的细菌大部分属于芽孢杆菌属(Bacillus)。

哈维氏弧菌密度感应系统对几种胞外酶的活性影响

密度感应系统是细菌通过感受群体密度变化而控制基因特定表达的1种机制。对病原菌密度感应系统的研究有助于找到新的抗感染策略。目前哈维氏弧菌分泌的蛋白酶、脂酶、磷脂酶和溶血素等致病相关因子是否受密度感应系统的控制尚不清楚。哈维氏弧菌有3个平行的密度感应系统。本研究通过检测3个密度感应系统基因突变株的胞外酶(如蛋白酶、脂酶、磷脂酶和溶血素等)活性,发现明胶酶的活性受密度感应系统的信号分子HAI-1和AI-2的正控制,且受AI-2的控制程度更大;脂酶也在一定程度上受HAI-1和AI-2的正控制;卵磷脂酶受HAI-1的负控制;溶血素受HAI-1和AI-2共同的负控制。结果表明,哈维氏弧菌胞外分泌的几种毒力相关因子都受密度感应系统的调控,但控制方式各不相同。

微生物群体感应调节信号分子N-酰化高丝氨酸内酯研究进展

近10年来,小分子介导的微生物群体感应调节受到广泛关注。介导微生物群体感应调节的信号分子包括AIP、AI-2、DKPs、DPD、N-酰化高丝氨酸内酯(AHL)等,其中AHL成为研究热点,研究表明其具有潜在的抗菌、抗肿瘤、免疫抑制和诱导细胞凋亡等作用。目前对AHL介导微生物群体感应调节机制研究较多,而对于此类化合物的合成及其构效关系研究还处于初步阶段。本文就AHL类似物的群体感应调节机制、构效关系、生物合成和化学合成方法加以综述。

酰基高丝氨酸内酯类化合物诱导细菌NJ6-3-1抗菌物质代谢的研究

目的选择一株具有抗菌活性的海绵共栖细菌NJ6-3-1为实验菌株,考察其抗菌物质的代谢是否受到群体感应诱导信号分子的调控。方法利用细菌NJ6-3-1自身代谢的3种酰基高丝氨酸内酯类化合物(Acyl-homoserine lac-tones,AHLs)作为自诱导物质,采用生物自显影和高效液相色谱技术,研究了低密度条件下的细菌NJ6-3-1与3种不同AHLs共培养时的抗菌活性及抗菌物质代谢情况。结果辛酰基高丝氨酸内酯(C8-HSL)能诱导细菌NJ6-3-1在不产生抗菌物质的低密度生长条件下代谢抗菌物质,并且能诱导细菌NJ6-3-1抗菌物质代谢产量显著增强。结论细菌NJ6-3-1抗菌物质的代谢受到自诱导物C8-HSL的调控。