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致病性大肠杆菌是临床感染中最为常见的病原菌之一,包括引起肠道感染的致病性大肠杆菌和肠外致病性大肠杆菌,前者主要导致人和动物腹泻,后者可引起泌尿道感染、脓疡、脑膜炎及败血症等,给人类的生产和生活带来巨大危害。尤其是抗生素的广泛不合理使用,导致致病性大肠杆菌的耐药性问题日益严重,治疗难度加大,人们迫切需要找到一种更为有效的治疗药物。解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)是芽孢杆菌属的一个种,可产生多种抑菌物质,抗菌脂肽是其中重要的一类,主要包括表面活性素(surfactin)、丰原素(fengycin)和伊枯草菌素(iturin)三个家族。抗菌脂肽具有广谱抑菌活性,可以抗细菌、抗真菌、抗病毒、抗支原体和抗肿瘤等,此外还具备产量高、生产过程简便、稳定性好和不易产生耐药性等优点,在医药行业、农业生物防治和环境治理等领域具有广阔的应用前景。但是目前尚无有关抗菌脂肽抑制病原大肠杆菌的研究。本实验分离得到一株对病原大肠杆菌有高抑菌活力的细菌,即R3菌株,经过生理生化实验和16S rDNA序列比对分析,发现与解淀粉芽孢杆菌相似度最高、亲缘关系最近,鉴定为解淀粉芽孢杆菌。R3菌株对实验中6株具有多重耐药性的病原大肠杆菌均具有良好的抑菌效果。对R3菌株的培养基组成和培养条件进行优化,结果为:豆饼粉2%(w/v),面粉2%(w/v),pH值为6.0,培养温度28oC,接种量为5%,发酵时间27h。以优化的培养条件对R3菌株进行10-L发酵罐发酵。发酵27h后上清液抑菌活力达到最高水平,抑菌圈直径为23.5mm。淀粉酶活力最高为104.8U/mL,蛋白酶活力最高达88.5U/100mL。在生长稳定期, R3菌株菌体生物量为1.5×109cells/mL。对R3菌株发酵液中的抑菌物质进行了分离纯化,并进行了HPLC-MS分析检测,结果表明R3菌株产生的抑菌物质主要包括5个组分,[M+H]+分别为994.6(F1)、1008.6(F2)、1022.6(F3)、1022.6(F4)和1036.6(F5),与surfactin特征相符。纯化的抗菌脂肽F1组分在28oC和pH值为6.5的抑菌检测平板上对E. coli2#的抑菌活力最高。初步研究纯化的抗菌脂肽对病原大肠杆菌的作用机制,发现抗菌脂肽不仅可以作用于完整的大肠杆菌细胞,还可作用于大肠杆菌的原生质体。扫描电镜观察经抗菌脂肽作用的大肠杆菌细胞,结果表明经抗菌脂肽F1组分作用后,大肠杆菌细胞形态异常甚至发生破裂,细胞内容物流出。荧光染色检测抗菌脂肽作用于病原大肠杆菌,结果表明抗菌脂肽可以使大肠杆菌细胞膜的通透性发生变化,荧光染料得以进入细胞而使细胞染色。此外,抗菌脂肽还可直接作用于大肠杆菌的原生质体,破坏细胞膜结构,而不需要细胞壁的参与。