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目的 从分子水平上研究稀土纳米材料的抗菌性能并探讨其抗菌机理。 方法 滴定稀土纳米材料对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)的最小抑菌浓度。分别提取含不同浓度的纳米材料的实验组和不含纳米材料对照组的DNA和RNA。测量DNA的吸光值(A值)并通过斑点杂交进行mRNA定量分析。经网上Genome查询,选择对细菌的生长代谢具有重要作用的若干个蛋白编码基因;对各基因区进行PCR扩增并对其扩增产物的若干酶切位点进行酶切图谱分析,对E.coli了序列比对分析,通过酶切图谱结果和测序结果综合评价纳米材料对这些基因区和相关氨基酸的影响。 结果 ①稀土纳米材料对E.coli和S.aureus的最小抑菌浓度分别是2mg/ml和0.125mg/ml。②实验组与对照组细菌DNA的A值差异有显著性(E.coli组F=44.58,P<0.01;S.aureus组F=45.10,P<0.01)。③膜上斑点杂交经光密度扫描表明实验组E.coli基因holB mRNA和S.aureus基因atpD mRNA的表达与对照组比较有显著差异(P<0.01)。④实验组与对照组内切酶谱基本一致。⑤E.coli的目的基因holB、ftsQ、ftsW、aroC核苷酸序列实验组与对照组的一致性在97.4%98.5%之间。碱基突变多发生在G→A、T→C。⑥进一步行氨基酸序列的比对,实验组与对照组的一致性在88%~99%。基因aroC的一致性最低,基因ftsQ的一致性最高。氨基酸的替换发生的范围比较广,比较零散。⑦实验组目的基因相应氨基酸序列二级结构发生不同程度的改变,尤其Holb的改变最为明显,其螺旋几乎消失。 结论 ①稀土纳米材料具有明显的抑菌作用对革兰氏阳性细菌的作用更强。②稀土纳米材料抑制细菌DNA的合成及mRNA的表达。③蛋白Holb的螺旋的改变可能影响DNA复制的起始而抑制分裂繁殖,发挥杀菌功能。