外源信号分子AI-2 对发酵乳杆菌TG4-1-1 和乳酸片球菌11-3产胞外多糖的影响
生长量,1材料与方法,1试验菌株,2试剂与材料,3仪器与设备,4试验方法,5数据处理及分析,2结果与分析,1不同培养时间EPS产量和AI-2活性的变化规律,2最佳外源信号分
王 艳,顾 悦,郑砚学,张 悦,贺银凤(内蒙古农业大学食品科学与工程学院 呼和浩特 010018)
群体感应(quorum sensing,QS)是细菌通过感知周围环境中菌群浓度的变化,释放信号分子,进而启动相关基因表达来实现调控菌体行为的一种生理活动[1]。目前发现QS 系统可以调控细菌多种生理行为,如毒力因子的表达、生物膜的形成、胞外多糖的产生、生物发光、细菌自溶以及细菌素的生物合成和对各种环境压力的抗性等[2-6]。乳酸菌是一类兼性厌氧,能够将碳水化合物发酵产生乳酸的革兰氏阳性菌,其群体感应类型包括自身诱导和双组分信号系统[7]。乳酸菌的信息交流分为种间交流信号分子AI-2 和种内调节信号分子AIP,其中,信号分子AI-2 是呋喃酮酰硼酸二酯,LuxS/AI-2 群体感应系统在多种细菌信息交流中都起着重要的作用[8-9]。
前期研究表明LuxS/AI-2 群体感应系统可调控乳酸菌形成生物膜,且对生物膜的形成能力具有一定的影响[10-11]。乳酸菌的生物膜主要是菌体外的大量胞外聚合物与细菌粘连形成的菌落聚集体[12]。胞外聚合物主要指细菌分泌的各种生物大分子物质,如胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)和蛋白质、核酸等。EPS 是指细菌在生长发育过程中通过自身代谢,将环境中含碳化合物通过一系列的反应合成并分泌到细胞外的高分子、长链糖类聚合物。EPS 在生物膜中的比例占总有机物的50%~90%[13]。EPS 在微生物抵抗不良环境时发挥作用,助其存活[14],具有改善肠道微生物的菌群结构,促进肠道健康,调节免疫功能,抗肿瘤及抗氧化等益生功能[15]。
目前研究主要集中在QS 系统对乳酸菌生物膜的形成,在研究QS 系统与生物膜的调控机制过程中发现QS 系统与细菌分泌EPS 在一定程度上存在某种联系。吴荣[16]通过研究发现添加终浓度为60 μmol/L 的外源信号分子AI-2 时,植物乳杆菌5-4-1 各生长阶段EPS 生成量均显著提高。Smritikana 等[6]研究发现,霍乱弧菌MO10 合成EPS 过程涉及群体感应系统,该菌的群体感应自诱导剂缺失会引起EPS 过度表达。杨维等[17]研究发现在不同浓度溴化呋喃酮作用下,单增李斯特菌EPS 含量均低于空白组,且随着浓度的增加,EPS 含量逐渐减小。以上结果表明QS 系统对细菌EPS 合成有一定的影响,然而是否存在调控关系还需验证。
本研究首先通过测定发酵乳杆菌(L.fermentum)TG4-1-1 和乳酸片球菌(P.acidilactici)11-3不同培养时间EPS 分泌量和AI-2 活性 ......
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