《肉桂醛抗食品腐敗菌的靶基因篩選和驗證》是依託吉林大學，由葉海青擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：肉桂醛抗食品腐敗菌的靶基因篩選和驗證
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：葉海青
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
食品防腐劑的套用對整個食品行業乃至我國國民經濟的發展發揮著舉足輕重的作用。隨著人們對食品安全性的認識和要求逐步提高，化學防腐劑受到嚴峻挑戰，食品防腐劑的天然化已成為各國科技工作者研究的熱點。然而，多年來對天然食品保鮮劑的研究始終停留在抑菌活性上，對抑菌機理，尤其是分子機制的研究卻鮮有報導。由於它們的抑菌機制不清楚，限制了其開發套用。本課題將利用金黃色葡萄球菌和大腸桿菌基因晶片進行肉桂醛抗菌分子機制研究，探索肉桂醛對模型菌金黃色葡萄球菌ATCC25923和大腸桿菌ATCC25922基因表達的影響，並通過螢光定量PCR驗證晶片結果，Western-blot驗證晶片鎖定的靶蛋白；電鏡技術和流式細胞術觀察肉桂醛對菌體細胞微觀結構的影響，最終闡明肉桂醛對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的分子作用機制，為天然食品防腐劑的抑菌作用機制研究開闢新的思路，也對我國開發具有自主智慧財產權的食品防腐劑奠定理論基礎。
結題摘要
本項目按照研究計畫，首先利用微量稀釋法測定肉桂醛對模型菌金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的最低抑菌濃度（MIC）為0.31mg/mL，篩選出與肉桂醛有協同作用的其他天然抑菌成分香芹酚，協同濃度為各0.16 mg/mL混溶。本項目選擇2MIC作為最佳處理濃度作用菌體細胞，利用定製的基因晶片分別篩選出大腸桿菌和金黃色葡萄球菌在肉桂醛脅迫下的轉錄組變化。以Log FC≧2.0為標準，大腸桿菌差異表達基因共247個，其中上調的基因共140個，占56.7%，下調的基因共107個，占43.3%；金黃色葡萄球菌差異表達基因總共229個，其中上調118個，占51.5%，下調111個，占48.5%。利用Genemap、TreeView、NCBI、KEGG和DAVID等資料庫對差異表達基因進行了功能聚類分析，大腸桿菌的差異表達基因包含14大類，分別為碳水化合物及相關分子代謝類基因、胺基酸及相關分子代謝類基因、未知功能類蛋白、細胞壁結構基因、RNA合成相關基因、非典型條件適應性基因、DNA 修復和修飾類基因、脂類代謝基因、蛋白合成類基因、DNA包裝隔離基因、DNA複製基因，核苷酸和核酸代謝類基因、細胞分裂、胺基酸轉錄子基因。金黃色葡萄球菌差異表達基因主要包括15個功能類別，包括輔酶和輔基代謝類基因、胺基酸和相關分子代謝類類基因、DNA複製基因、DNA修飾和修復基因、環境適應性基因、細胞壁、細胞分裂、脂類代謝、核酸和核苷酸代謝、噬菌體相關功能基因、蛋白摺疊、蛋白分泌、蛋白合成、RNA合成、RNA修飾。RT-PCR和Western-blot驗證了晶片結果的正確性。項目利用透射電鏡和掃描電鏡完成了對細菌微觀結構的觀察和分析，利用菌懸液電導率、UV260紫外吸光值和β-半乳糖甘酶活性測定肉桂醛對細胞膜結構的影響。結果表明，革蘭氏陽性菌比革蘭氏陰性菌對肉桂醛更敏感。初步探討了肉桂醛抗菌的機制為：①肉桂醛能夠破壞細菌的鞭毛蛋白組裝系統，從而有效抑制其活性，以及粘附和侵襲力；②阻斷細菌DNA的合成；③肉桂醛抑制了菌體細胞壁莢膜多糖的合成而降低了細菌的生存力；④肉桂醛破壞了細菌生物膜的結構和通透性。本項目的大量研究數據為後續研究和生產實踐提供了參考依據。
