大豆球蛋白碱性抗菌多肽对金黄色葡萄球菌的分子作用机制研究

With rising demand for fresh, safe, and nutrient food, and harming of synthetic preservative to human health, exploitation of new, broad spectrum, efficient nature preservative becomes the hot in all countries. Glycinin basic antibacterial polypeptides (GBAP) originates from vegetable protein and has nature, notoxic, safe properties. However, there are little investigation on antibacterial activities and mechanism of GBAP. On the basis of primary experiment, GBAP is separated and purified by the combination of antibacterial polypeptide with cell membrane, salting out method, and SEC etc. The antibacterial activities of GBAP against target cell S. aureus are studied. The target cell morphology, microstructure, permeability, mobility of cell membrane etc. treated GBAP are determined. These results demonstrate the mechanism of GBAP against cell membrane. Effects of GBAP on cell DNA, protein, parameters of physiology and biochemistry are analyzed by LSCM, PAGE, AFM, CD etc. The molecular mechanism against bacterial cell is elucidated by these results.

随着人们对食品新鲜、安全和营养要求的提高，由于化学合成防腐剂对人体有一定的危害，开发广谱、高效、天然的抗菌防腐剂成为了各国研究的热点。大豆球蛋白碱性抗菌多肽（glycinin basic antibacterial polypeptides, GBAP）是一种植物源的抗菌蛋白，具有天然、无毒、安全的特性，但其抗菌特性和抗菌机制的研究尚属空白。本项目拟在初步抗菌试验的基础上，基于抗菌肽和细胞膜结合原理，结合盐析、凝胶过滤色谱等技术分离纯化GBAP。选取金黄色葡萄球菌为靶细菌，研究GBAP的抗菌特性。进而利用生物的、物理的、化学的等分析技术，测定GBAP对菌体细胞的微观形态、细胞膜显微结构、渗透性、流动性等特性的影响，明确GBAP的膜作用机制。在此基础上，利用激光聚焦显微镜、凝胶电泳、原子力显微镜、圆二色谱等技术分析GBAP对DNA、蛋白质及生理生化指标的影响，进一步阐明其分子作用机制。

随着人们对食品新鲜、安全和营养要求提高，由于化学合成防腐剂对人体有一定的危害，开发广谱、高效、天然的抗菌防腐剂成为了世界各国研究的热点。大豆球蛋白碱性多肽（glycinin basic polypeptides, GBP）是一种植物源的抗菌肽，具有天然、无毒、安全的特性。本研究采用碱溶酸沉进行了大豆球蛋白的提取分离，采用凝胶过滤色谱技术和膜结合法纯化和富集GBP，得到了高纯度的GBP (大于95%)。采用菌落计数和比色法，研究了GBP对金黄色葡萄球菌抑菌效果和抑菌动力学，结果表明GBP对金黄色葡萄球菌具有非常好的抑制效果，MIC是50 µg/ml。流式细胞、透射电镜、原子力显微镜等研究结果表明GBP能严重的损伤金黄色葡萄球菌细胞的形态和结构。借助结晶紫、电导率及细胞内容物泄露等试验研究GBP对菌体膜的损伤。通过DNA和蛋白质电泳、圆二色谱、流式等试验进一步证明GBP对菌体细胞的作用机制。结果表明首先是膜的损伤，进而影响到生物大分子，从而影响到菌体的生长繁殖，甚至死亡。本研究为GBP作为天然防腐剂的开发利用提供理论依据。