群体感应信号肽介导的戊糖乳杆菌产细菌素机制研究

戊糖乳杆菌（Lactobacillus pentosus ）31-1分泌细菌素表现出强烈的群体密度依赖效应，初步确定信号肽是调控的关键。本项目在完善戊糖乳杆菌发酵液中信号肽分离纯化程序基础上，采用质谱(MS)、圆二色谱(CD)、核磁共振（NMR）及X-射线衍射(X-ray)技术，明确信号肽分子量、氨基酸序列及空间结构等分子特性；通过基因敲除，构建组氨酸蛋白激酶（Histidine Protein Kinase, HPK）基因和感应调节蛋白（response regulator protein，RR）基因缺失突变株，在低于感应密度条件下，观测hpk-rr双基因敲除前后信号肽诱导效应的变化，研究信号肽与HPK-RR的相互关系，阐解戊糖乳杆菌产细菌素机制。研究结果对于从分子水平全面解析戊糖乳杆菌群体感应系统以及实现细菌素的高效表达具有重要的科学意义。

本课题通过硫酸铵盐析、超滤、疏水层析、凝胶层析和RP-HPLC步骤对戊糖乳杆菌31-1的群体感应信号肽进行了纯化，用MALDI-TOF质谱测定纯化后的小肽AIP的分子量为2985.16 Da，并用EDMAN降解法测得其N端前15个氨基酸序列为：NH2-KSSAYSLQMGATAIK。用组氨酸蛋白激酶抑制剂——氯氰碘柳胺验证了戊糖乳杆菌群体感应信号肽分子功能。通过插入失活方法构建了组氨酸蛋白激酶编码基因敲除突变株，研究了该基因失活对细菌素合成的影响，对信号肽诱导作用的影响，阐解了群体感应调控机制。