LiaX 家族表面蛋白LPL9_0968 在副干酪乳杆菌L9 胆盐胁迫应激中的作用
菌体,1材料与方法,试剂与仪器,2菌株和载体,3DNA操作技术,4突变体菌株构建,5胆盐胁迫试验,6Zeta电位试验,7扫描电镜,8生物信息学分析,9分子对接,2结果与分析,1
王艳美,刘永乐,邓凯,玛依热·奥斯曼,马夏吟(长沙理工大学食品与生物工程学院 长沙 410114)
副干酪乳杆菌属于干酪乳杆菌群,是一种在人类和动物肠道内常见的革兰氏阳性益生菌,被广泛用于乳制品发酵中,在干酪发酵过程中对风味的形成起关键性作用[1]。此外,副干酪乳杆菌具有增强人体免疫力,维持肠道微生态平衡等诸多益生特性[2]。然而,益生乳酸菌在进入人体消化道后会遇到各种各样的环境胁迫,如胃酸、胰消化酶及肠道中的胆盐等[3],此时益生菌存活率显著降低。副干酪乳杆菌随发酵食品进入人体内并最终定植于肠道系统,能否耐受一定程度的胆盐胁迫是其发挥益生作用的关键。
胆盐是胆酸形成的不同钠盐或钾盐的混合物,首先由胆固醇经过一系列反应形成初级胆盐,后转化为次级胆盐,最后次级胆盐与甘氨酸或牛磺酸形成结合型胆盐,人体中甘氨酸结合型胆盐与牛磺酸结合型胆盐的比例约为3∶1[4]。结合型胆盐比游离型胆盐的溶解度更高,两亲性更强,是胆汁中发挥功能的主要成分。胆盐作为一种具有较强抗菌活性的物质,可通过破坏微生物细胞膜,诱导胞内蛋白质错误折叠及引发DNA 损伤等途径发挥抑菌作用[5-7],而细胞膜是胆盐攻击细菌的首要靶点,低浓度胆盐会影响细胞膜上蛋白和酶的活性[8],同时还会改变菌体的表面性质,如疏水性和表面电位[9-10];而高浓度的胆盐会直接溶解微生物细胞膜,致细胞破裂菌体死亡[11]。肠道益生菌在长期胆盐胁迫环境下形成一系列复杂的细胞表面蛋白抗性机制:一些膜转运蛋白能够将胞内胆盐转运到胞外,减轻其对菌体的毒性[12-13];另有一些膜蛋白,如唾液乳杆菌OppA 蛋白、艰难梭菌跨膜蛋白激酶PrkC、丙二酸杆菌tolC 编码蛋白具有维持细胞膜结构,减少胆盐进入,提高细菌耐受能力的功能[14-16]。此外,一些膜蛋白还具有感受胆盐胁迫,调控胞内胆盐应激机制的功能,如双歧杆菌中SenX3-RegX3 双组分调控系统[17]。目前大部分关于胆盐胁迫下表面蛋白的研究仅限于组学推测阶段[18-19],且乳酸菌抵抗胆盐的机制存在菌株特异性,例如:在胆盐应激下,唾液乳杆菌(Lacticaseibacillus salivarius)FWXBH36M1 中LSL_1568、LSL_1716 和LSL_1709 的相对表达与LSL_0951相比有显著变化,这些功能基因在唾液乳杆菌FJLHD9M1 中的相对表达水平呈相反趋势,其中LSL_0951 表现出比其它基因更高的表达水平[20]。探究乳酸菌表面蛋白在胆盐胁迫下的抗性机制,对于推动乳酸菌肠道适应机制研究具有十分重要的作用 ......
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