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乳杆菌表层蛋白对菌株益生特性的影响

高树明  
【摘要】:表层蛋白存在于多数细菌和古生菌的细胞壁外表,能够自动装配形成分布匀称、高度多孔、单分子层的表层结构。近些年,分析表层蛋白与乳杆菌益生特性之间的关系逐渐成为研究的热点。本论文通过研究表层蛋白对乳杆菌表面性质、胃肠道耐受性和黏附性质的影响,以及对肠道致病菌黏附性质的影响,旨在为深入研究表层蛋白与乳杆菌益生特性之间的关系奠定理论基础。首先以Lactobacillus acidophilus NCFM作为参照菌株,采用凝胶电泳方法,从多株乳杆菌中筛选出3株表层蛋白携带株:L.acidophilus FB11、L.gasseri FB8、L.casei zhang。其表层蛋白分子量分别为44 k Da、45 k Da、43 k Da。高效液相色谱分析显示L.acidophilus NCFM L.acidophilus FB11、L.gasseri FB8、L.casei zhang 4种表层蛋白疏水性氨基酸含量分别为35.31%、39.67%、44.69%、49.06%,碱性氨基酸含量分别为13.58%、20.57%、22.88%、12.19%。圆二色谱测定表明α-螺旋含量分别为33.7%、34.3%、24.1%、43.5%,β-折叠含量分别为13.6%、11.7%、20.8%、16.0%。差示扫描量热法测定其热变性温度,分别为65.10±0.16oC、64.17±0.83oC、70.51±0.54oC和59.53±0.58oC。表面性质研究表明氯化锂移除表层蛋白后,4株乳杆菌的自动聚集性、与肠侵袭性大肠杆菌/鼠伤寒沙门氏菌共聚集性、表面疏水性和表面电荷都表现出显著的下降(P0.05)。这说明表层蛋白对菌株的表面性质有积极的贡献,有益于菌株的非特异性黏附和病原菌的清除。胃肠道耐受性研究表明失去表层蛋白的4株乳杆菌的胃肠道耐受性表现出显著的下降(P0.05)。其中L.gasseri FB8胃液耐受性降幅为56%,肠液耐受性降幅为72%,均高于其他3株菌。这说明表层蛋白作为天然屏障可为菌株提供保护作用,保证菌株在胃肠道的存活率,利于乳杆菌益生功能的发挥。黏附性质分析表明失去表层蛋白的4株乳杆菌黏附I型胶原蛋白(Cn I)、V型胶原蛋白(Cn V)和HT-29细胞均表现出显著的下降(P0.05)。在黏附Cn I时,L.gasseri FB8的黏附下降率最大,为95%;在黏附Cn V时,L.acidophilus FB11的黏附下降率最大,为75%;在黏附HT-29细胞时,L.acidophilus NCFM的黏附下降率最大,为82%。这提示表层蛋白参与了乳杆菌对细胞外基质蛋白和肠道上皮细胞的黏附,帮助乳杆菌定殖于肠道,便于进一步发挥益生功能。进一步的抗黏附分析表明4种表层蛋白都能有效地抑制肠侵袭性大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌黏附I型胶原蛋白、V型胶原蛋白和HT-29细胞。这说明表层蛋白具有良好的抗黏附作用,有助于降低病原菌对细胞外基质蛋白和肠道上皮细胞的黏附。综上,本研究中的表层蛋白对乳杆菌的表面性质、胃肠道耐受性和黏附性质具有积极的影响和显著的贡献,对肠道致病菌的黏附作用具有良好的抑制功能。这将有利于乳杆菌在人和动物肠道内更好地发挥其益生功能。


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