《Bifidobacterium animalis B04所產細菌素分子結構鑑定及抑菌機理研究》是依託北京工商大學，由劉國榮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Bifidobacterium animalis B04所產細菌素分子結構鑑定及抑菌機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉國榮
- 依託單位：北京工商大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Bifidobacterium animalis B04是國內首次報導的產細菌素雙歧桿菌，其所產細菌素抑菌譜廣、特性優良，有作為天然食品生物防腐劑的巨大潛力。本項目擬在提純該細菌素基礎上，採用質譜、圓二色譜、傅立葉紅外光譜、核磁共振及X-射線衍射技術，測定其分子結構，解析在抑菌過程中起關鍵作用的結構特徵；並分別以單增李斯特菌（G+菌）及大腸桿菌（G-菌）為測試敏感菌，通過瓊脂平板擴散法確定細菌素最低抑菌濃度及作用方式，通過原子吸收光譜、生物發光測量儀、螢光探針標記、電鏡觀察等分析細菌素對敏感菌細胞膜通透性及細胞結構完整性的影響，通過雙向凝膠電泳結合高效液相色譜-電噴霧串聯質譜技術分析細胞內蛋白質的表達差異情況，旨在從細胞和分子水平探明該雙歧桿菌細菌素對G+和G-細菌的不同抑菌作用機理。研究結果對於全面解析乳酸菌細菌素的抑菌機制以及結構與活性關係具有重要科學意義。
結題摘要
動物雙歧桿菌B04是國內首次報導的產細菌素雙歧桿菌，其所產細菌素bifidocin A抑菌譜廣、特性優良，有作為天然食品生物防腐劑的巨大套用潛力。本項目擬在提純該細菌素基礎上，測定其分子結構，解析在抑菌過程中起關鍵作用的結構特徵，並從細胞和分子水平探明該雙歧桿菌細菌素對G+和G-細菌的不同抑菌作用機理。項目實施後所取得的重要研究結果如下：（1）確立了細菌素bifidocin A的四步高效提取純化程式，包括收集發酵液→pH值吸附解吸提取→陽離子交換層析→葡聚糖凝膠層析→反相高效液相色譜，經此程式可獲得抑菌效價達10240 AU/mL，比活力達5535 AU/mg，純度達95%的細菌素純品；（2）初步明確了細菌素的分子結構特徵，經MALDI-TOF MS 確定其分子量為1198.7Da；胺基酸序列為Val–Phe–His–Pro–Gly–Thr–Gly–Pro–Pro–Gly–Asp(Leu)；二級結構中主要含有58%以上的無規則捲曲結構、27%左右的β摺疊結構和12%左右的β轉角結構，是一種非規則蛋白三級結構；（3）基本探明了細菌素對G+和G-細菌的不同抑菌作用機理，細菌素作用G+菌單增李斯特氏菌和G-菌大腸桿菌細胞後，可改變敏感菌細胞形態及破壞其內部結構，引起細胞質子驅動勢耗散，形成非選擇性孔洞，導致細胞死亡。同時，G-菌的各指標的變化程度明顯強於G+菌。經細菌素處理前後敏感菌細胞內蛋白質表達形成差異，其中大腸桿菌共鑑定出10個明顯下調及2個明顯上調差異蛋白點，它們主要是參與能量代謝、細胞組成以及作為全局脅迫調節因子以適應脅迫條件與細菌素抑菌作用相關的功能蛋白；單增李斯特氏菌鑑定出4個明顯上調蛋白點，它們是在維護細胞及膜孔蛋白結構整體性和細胞形態上發揮重要生理功能的蛋白。以上研究結果對於全面解析細菌素結構與活性關係以及抑菌機制具有重要的科學意義，同時為雙歧桿菌細菌素作為新型生物防腐劑在食品工業中的套用也提供了理論參考。
