抗菌肽Cec-Nis-Lfm的串联表达及对鸡肠炎沙门氏菌抑菌机理初步研究

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随着抗生素药物和化学防腐剂的大量使用,细菌耐药性及防腐剂在食品中残留等问题越来越引起人们的关注。近年来研究开发不易产生耐药性抗菌药物和天然防腐剂成为研究热点之一。研究表明,抗菌肽具有高效的抗菌活性及独特的抗菌机制,不易产生耐药性,而且还具分子量小、安全无毒、水溶性好、热稳定性好、抗真菌、病毒以及抗肿瘤等特点,引起了国内外研究者的广泛关注。因此,抗菌肽成为最具开发前景的抗生素替代品和新型安全食品防腐剂。  本研究将几种不同来源的抗菌串联表达,作为复合抗菌肽研究其生物活性及抑菌机理,根据 Genbank中 Cecropin、Nisin、LfcinB和 MagaininⅡ抗菌肽序列,选取LfcinB和MagaininⅡ的核心功能序列,组合成新型抗菌肽 Lfm。用酵母的Kex2酶裂解位点识别序列(GAG AAA AGA)将Cecropin、Nisin和Lfm的核苷酸序列串联起来,并在两端插入XhoⅠ和XbaⅠ酶切位点识别序列、保护碱基和终止密码子,选取毕赤酵母基因翻译偏好密码子,人工设计合成复合抗菌肽Cec-Nis-Lfm基因,克隆到真核表达载体 pPICZαA中构建重组表达载体pPICZαA-CNL,双切鉴定后的重组载体经 SacⅠ线性化后电转入毕赤酵母 X-33、GS115和 SMD1168中,经 Zeocin抗性筛选、PCR鉴定以及测序鉴定筛选高拷贝阳性转化子,用甲醇诱导表达,表达产物经 Tricine-SDS-PAGE电泳检测,SMD1168在预期位置出现相应的特异条带,对目的条带进行 LC-MS/MS胶条鉴定,三种抗菌肽均被检测到,用 BCA蛋白浓度试剂盒检测抗菌肽浓度为493.36μg/mL。用牛津杯法检测抗菌肽CNL对鸡肠炎沙门氏菌(Salmonellaenteritidis)、金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)以及痢疾志贺氏菌(Shigella dysenteriae)的抑菌活性,均出现明显的抑菌圈,对鸡肠炎沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和痢疾志贺氏菌的抑菌圈平均直径为36.97mm、30.21mm和31.53mm;MIC为10.32μg/mL、12.88μg/mL和15.44μg/mL。为研究其抑菌机理,对抗菌肽CNL处理鸡肠炎沙门氏菌上清液进行琼脂糖凝胶电泳和 SDS-PAGE电泳,发现随着处理时间的增加,上清液中 DNA的含量以及蛋白质组成均发生变化,初步验证了抗菌肽CNL作用于细胞膜。用场发射扫描电镜观察经抗菌肽CNL处理过的鸡肠炎沙门氏菌细胞膜,与对照组相比,随着处理时间增加,细胞膜皱褶更加明显,细胞有内容物流出的现象,充分说明抗菌肽CNL作用于细胞膜导致菌体裂解死亡。
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