1 细菌素分类
表1 细菌素分类及其特性Table 1 Classification and characteristics of bacteriocins |
| 类别 Classifications | 菌株来源 Strain sources | 分子质量 Molecular weight/ku | 稳定性 Stability | 抑菌机制 Antibacterial mechanism | 抑菌特性 Antibacterial property | 参考文献 Reference | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ⅰ类(羊毛硫细菌素) Class Ⅰ (lantibiotics) | Ⅰa类 | 乳酸乳球菌 | <5 | 热稳定 | 破坏细胞膜 完整性 | 广谱抗菌 | [15-16] |
| Ⅰb类 | 芽孢杆菌属 | 革兰氏阳性菌 | |||||
| Ⅰc类 | |||||||
Ⅱ类(非羊毛硫细菌素) Class Ⅱ (non- lantibiotic bacteriocin) | Ⅱa类 | 戊糖片球菌 | <10 | 热稳定 | 破坏细胞膜 完整性 | 强抗李斯特菌 | [6,17] |
| Ⅱb类 | 植物乳杆菌 | 革兰氏阳性菌 | |||||
| Ⅱc类 | 乳酸乳球菌 | ||||||
| Ⅱd类 | 屎肠球菌 | ||||||
| Ⅲ类(大型热不稳定蛋白) Class Ⅲ (large thermal unstable protein) | 粪肠球菌 | >30 | 热不稳定 | 酶解细胞壁 | 革兰氏阳性菌 | [13] | |
| Ⅳ类 Class Ⅳ* | 瑞士乳杆 菌、肠膜明 串珠菌 | 糖酵解敏 感、脂解酶 敏感 | 干扰糖酵解/ 脂质代谢 | 革兰氏阳性菌 | [18] |
*含碳水化合物或脂质分子的大型复合物 | |
Large complexes containing carbohydrate or lipid molecules。 |
1.1 Ⅰ类细菌素
1.2 Ⅱ类细菌素
1.3 Ⅲ类细菌素
1.4 Ⅳ类细菌素
2 乳酸菌细菌素的抑菌与合成机制
图1 乳酸菌细菌素抑菌机制Man-PTS:甘露糖磷酸转移酶系统 mannose phosphotransferase system;SbmA:肽类抗生素转运蛋白SbmA peptide antibiotic transporter SbmA;TonB:Ton复合体亚基TonB Ton complex subunit TonB;YejABEF:微菌素C转运蛋白YejABEF microcin C transporter YejABEF。 Fig.1 Antibacterial mechanism of lactic acid bacteria bacteriocins |
3 乳酸菌细菌素高效表达措施
3.1 培养条件优化
3.2 共培养诱导
图2 共培养诱导乳酸菌细菌素高效表达机制AIP:自诱导肽 autoinducing peptide;ABC:ATP结合盒 ATP-binding cassette;ADP:二磷酸腺苷 adenosine diphosphate;ATP:三磷酸腺苷 adenosine triphosphate;P:磷酸 phosphate;ATPase:腺苷三磷酸酶 adenosine triphosphatase;H-His:组氨酸磷酸化位点 histidine phosphorylation site;DHp:二聚化与组氨酸磷酸转移结构域 dimerization and histidine phosphotransfer domain;CA:催化与ATP结合结构域 catalytic and ATP-binding domain;HPK:组氨酸蛋白激酶 histidine protein kinases;D:天冬氨酸磷酸化位点 aspartate phosphorylation site;ASP:天冬氨酸 aspartic acid;REC:接收结构域 receiver domain;Effector:效应器;RR:反应调节蛋白 response regulator;LuxS:S-核糖同型半胱氨酸酶 S-ribosylhomocysteine lyase;SRH:S-核糖基-L-高半胱氨酸 S-ribosyl-L-homocysteine;SAH:S-腺苷-L-高半胱氨酸 S-adenosyl-L-homocysteine;SAM:S-腺苷-L-甲硫氨酸 S-adenosyl-L-methionine;L-Met:L-甲硫氨酸 L-methionine;L-homocysteine:L-高半胱氨酸;DPD:4,5-二羟基-2,3-戊二酮4,5-dihydroxy-2,3-pentanedione;AI-2:自诱导物-2 autoinducer-2。 Fig.2 Mechanism of efficient expression induced by co-culture in lactic acid bacteria bacteriocins[28] |
3.3 异源表达
表2 不同异源表达系统优缺点Table 2 Advantages and disadvantages of different heterologous expression systems |
| 类别 Classifications | 优点 Advantages | 缺点 Disadvantages |
|---|---|---|
| 大肠杆菌表达系统 Escherichia coli expression system | 遗传背景清晰,基因表达可控, 培养成本低,目的蛋白产量高 | 翻译后加工修饰系统不完善, 易产生内毒素和包涵体,纯化操作困难 |
| 酵母表达系统 Yeast expression system | 培养条件简单,生长迅速,表达 时间短,操作简单,易于培养等特点 | 分泌蛋白易被自身分泌的蛋白酶 酶解;甲醇诱导时由于甲醇存在毒性, 需控制表达条件 |
| 乳酸菌表达系统 Lactic acid bacteria expression system | 无致病性,安全性高,无内 毒素,基因可调控性强 | 易受温度影响,基因表达水平相对较低, 系统构建与优化复杂 |
