天然防腐剂尼生素抗菌作用的分子机制研究

由微生物侵袭导致的腐败给食品行业带来了巨额的经济损失和安全问题。天然防腐剂以其抗菌性强、安全无毒等特点越来越受到青睐。由乳酸链球菌产生的多肽- - 尼生素，是第一个应用于食品防腐的细菌素类天然防腐剂，其对金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌有很好的抑制作用。然而其抗菌机制尚未定论，亟需从分子水平阐明其抗菌机制。本项目拟选择金黄色葡萄球菌作为模式菌，采用全基因组芯片技术系统研究尼生素作用下金黄色葡萄球菌表达谱的差异，借助生物信息学软件高通量分析尼生素作用的Pathways，通过Real time RT-PCR、Western-blot等技术确证芯片结果，并采用流式细胞术和激光扫描共聚焦技术分析基因变化与表型的相关性，从而阐明天然防腐剂尼生素的抗菌分子机制，为尼生素的进一步开发应用奠定基础，同时为其他食品防腐剂的抗菌机制研究提供新思路。

由微生物侵袭导致的腐败给食品行业带来了巨额的经济损失和安全问题。天然防腐剂以其抗菌性强、安全无毒等特点越来越受到青睐。由乳酸链球菌产生的多肽——尼生素，是第一个应用于食品防腐的细菌素类天然防腐剂，其对金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌有很好的抑制作用。然而其抗菌机制尚未定论，亟需从分子水平阐明其抗菌机制。本项以金黄色葡萄球菌作为模式菌，通过药敏试验及细菌生长曲线确定尼生素作用细菌的剂量和时间，首次通过芯片杂交技术记录金黄色葡萄球菌在尼生素压力下的全基因组表达普变化，再利用SAM、TreeView和Genemap 等生物信息学技术软件分析尼生素影响金黄色葡萄球菌生长的代谢通路。结果表明，在尼生素压力下，标准菌株ATCC25923的612个基因的表达水平发生显著变化（≥1.5倍），其中333个基因上调，279个基因下调（包括假定基因和功能未知基因）。进一步通过对7个基因的荧光定量PCR分析，较好的验证了芯片结果。根据芯片的结果，我们从中选取重要的铁调节表面决定簇系统蛋白和编码毒力蛋白，通过免疫印迹分析尼生素作用细菌的靶位。同时采用激光扫描共聚焦显微镜观察细菌在尼生素下的生物被膜的变化情况，推测尼生素通过抑制细菌的自溶从而抑制生物被摸的形成。以上研究成果，为尼生素的进一步开发应用奠定基础，同时为其他食品防腐剂的抗菌机制研究提供新思路。并利用项目研究过程中建立的多个平台和生物被膜等模型进行了适当的拓展研究，同时取得了多项成果。共发表论文6篇，其中SCI论文3篇，会议论文3篇, 培养在读硕士研究生2名。