课题基金 / 基金详情

瑞士乳杆菌素NX371广谱抗菌的分子机制研究

批准号:
32072182
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
陆兆新
依托单位:
学科分类:
食品微生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陆兆新

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
瑞士乳杆菌素(Helveticin)是一类具抗菌活性的蛋白质类细菌素。针对大部分乳酸菌细菌素仅仅对革兰氏阳性菌有抗菌作用和化学防腐剂潜在的食品安全风险等问题,在分离得到一株广谱抗菌活性的嗜酸乳杆菌NX2-6和完成基因组测序的基础上,通过生物信息学结合蛋白质谱鉴定,得到具有广谱抗菌活性的抗菌蛋白瑞士乳杆菌素NX371。项目通过同源建模技术预测瑞士乳杆菌素的空间结构、活性中心和作用位点; LC-MS/MS和核磁共振解析NX371水解肽聚糖的位点; 等热滴定量热和表面等离子共振等分析其与革兰氏阳性和阴性菌细胞壁和膜的相互作用;并通过分子改造和定点突变的手段,验证其抑菌活力,阐明瑞士乳杆菌素广谱抗菌活力的结构基础和分子作用理论模型,揭示瑞士乳杆菌素NX371对革兰氏阳性菌和阴性菌的抗菌作用的分子机制。研究结果可为设计高效的广谱抗菌蛋白和开发新型的生物源食品防腐剂提供理论依据和技术参数。
英文摘要
Helveticin is a class of antibacterial proteins. This project is aimed at problems that most bacteriocins produced from lactic acid bacteria have only antibacterial effects against Gram-positive bacteria and the potential food safety risks of chemical preservatives. We mined a new helveticin NX371 with broad-spectrum antimicrobial activity by bioinformatics based on the complete genome sequencing of Lactobacillus acidophilus NX2-6. In the study, the spatial structure, active center and action site of NX371 will be predicted by homology modeling, the site of NX371 hydrolyzed substrates and site will be resolved by LC-MS / MS and nuclear magnetic resonance. The interaction between NX371 and both cell walls and membranes of Gram-positive and Gram-negative bacteria will be measured by Isothermal Titration Calorimetry (ITC) and Surface Plasmon Resonance (SPR), and the antibacterial activity and effect will be verified through the site-directed mutation. Finally, the molecular structure and action model of NX371 with broad-spectrum antimicrobial activity will be clarified; and the research results will provide both the theory for designing more efficient broad-spectrum antibacterial proteins and technical parameters for the manufacture of new bio-source food preservatives.
食源性致病菌是导致消费者食物中毒的重要因素之一,严重的食物中毒会导致住院及死亡。另外,化学类的食品防腐剂因为滥用或者残留的问题导致食品安全的风险。细菌素作为由氨基酸组成的抗菌物质,无残留且不易产生耐药性,在延长食品保质期、控制食源性致病菌和提高食品安全方面具有极大的应用潜力。本研究以瑞士乳杆菌中的抗菌蛋白helveticinNX371为研究目标,通过蛋白结构预测、分子动力学模拟和蛋白质定点突变等手段,揭示了其对革兰氏阳性菌的抑菌机制为水解细胞壁的肽聚糖,并阐明了该过程中helveticinNX371的活性中心和与底物的相互作用模型。随后通过蛋白质理性设计,改变helveticinNX371的表面电荷和穿膜结构,阐明了helveticinNX371对革兰氏阴性菌的抑菌机制为增大细菌外膜的通透性和水解细胞壁肽聚糖。通过对helveticin NX371广谱抑菌机制的分析和总结,创制了一系列的高抑菌活性突变体,并可有效抑制奶酪、三文鱼、米饭的食源性致病菌生长,延长保质期。该项研究为开发新型、绿色、安全、无残留的食品防腐剂提供了新的途径,为控制食源性致病菌的传染、提高食品的安全和品质提供了新的方法。
植物乳杆菌plantaricin163合成代谢的诱导和调控的分子机制
  • 批准号:
    31771948
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    陆兆新
  • 依托单位:
Bacillomycin D生物合成代谢调控机制的研究
  • 批准号:
    31571887
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    陆兆新
  • 依托单位:
枯草芽孢杆菌fengycin合成的信号分子调控机理研究
  • 批准号:
    31271936
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    陆兆新
  • 依托单位:
枯草杆菌surfactin合成的分子调控机理研究
  • 批准号:
    30871753
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    陆兆新
  • 依托单位:
国内基金
海外基金