《Journal of Bioscience and Bioengineering》:Lactococcus garvieae FR6: A multi-bacteriocin producer from lantana flowers origin
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该研究首次发现乳酸乳球菌FR6菌株可同时产生garviecin Q、garvicin ML及新细菌素garvieacin FR6。通过层析技术纯化后,质谱证实其分子量分别为5321.68 Da、5346.64 Da和6010.64 Da。基因组测序揭示这三个细菌素由不同基因簇编码,且garviecin FR6属于线性类IId细菌素,具有更窄的抗菌谱(对Latilactobacillus sakei和Lactococcus garvieae的最小抑菌浓度分别为0.54 μM和0.13 μM)。该成果为食品生物防腐及靶向抗菌开发提供了新资源。
Maria Ludia Simonapendi|Keisuke Yamashiro|Miku Kuwahara|Jiro Nakayama|Kenji Sonomoto|Takeshi Zendo
九州大学农学部生物科学与生物工程系,研究生院,日本福冈市西区Motooka 744,邮编819-0395
本研究首次报道了Lactococcus garvieae FR6菌株同时产生garviecin Q和garvicin ML以及一种新的细菌素(garvieacin FR6)。这些细菌素是通过疏水相互作用、阳离子交换和反相色谱法从FR6菌株的培养上清液中分离得到的。ESI-TOF MS测得它们的分子量分别为5321.68 Da(garvieacin FR6)、5346.64 Da(garvieacin Q)和6010.64 Da,基因组测序确定了三个不同的细菌素基因簇。基因组分析表明,garvieacin FR6属于IId类线性细菌素,与garvieacin Q类似,其基因簇编码生产这些细菌素所需的必要成分,包括免疫蛋白和ATP结合盒(ABC)转运蛋白。此外,garvieacin FR6的抗菌谱比garvieacin Q和garvicin ML更窄,对Latilactobacillus sakei(最低抑制浓度为0.54 μM)和Lactococcus garvieae菌株(最低抑制浓度为0.13 μM)的抑制效果更显著。因此,FR6菌株产生了三种具有不同抗菌谱的细菌素。garvieacin Q、garvicin ML和新型细菌素garvieacin FR6的共表达为食品生物防腐提供了实用的细菌素来源,并为开发针对性抗菌剂提供了平台。特别是当组合使用这些肽时,可以增强抗菌效果并通过提供互补的抑制压力来帮助防止耐药性的产生。未来的工作应重点关注在实际食品基质中的效果和协同作用,明确作用机制及免疫/耐药性决定因素,并建立可扩展的生产、配方和安全数据,以支持其转化应用。
部分内容摘录
细菌菌株和培养基
先前,产细菌素的Lactococcus garvieae FR6菌株是从马缨丹花中分离得到的。从该来源中分离出的可能产细菌素的菌株在De Man, Rogosa和Sharpe(MRS)培养基中进行了富集,并在含有1.2%琼脂和0.5%碳酸钙的MRS琼脂平板上进行划线培养后得到。随后,选择FR6菌株作为产细菌素的菌株,并对其16S rRNA基因的部分区域(对应于E. coli 16S rRNA基因的8至1510位)进行了研究。产细菌素菌株的分离
从马缨丹花中分离出了产细菌素的菌株,共获得了5个具有抗菌活性的分离株。其中,FR6菌株表现出最强的抗菌活性,被鉴定为Lactococcus garvieae。FR6菌株的培养上清液能够抑制多种指示菌株的生长,如Lactococcus lactis、Latilactobacillus sakei、Enterococcus faecalis、Pediococcus pentosaceus、Kocuria rhizophila、Listeria innocua和Heyndrickxia coagulans。讨论
在自然环境中,微生物与同类物种竞争有限的生态位和资源。例如,产细菌素的菌株会将能量用于细菌素的产生,以此在微生物群落中获得竞争优势(15,25)。研究人员从多种来源分离出了许多产细菌素的菌株,但只有少数菌株能产生多种细菌素。本文详细介绍了这些细菌素的纯化和特性分析。CRediT作者贡献声明
Maria Ludia Simonapendi:撰写初稿、进行研究。Keisuke Yamashiro:进行研究、数据管理。Miku Kuwahara:进行研究、数据管理。Jiro Nakayama:指导工作。Kenji Sonomoto:指导工作。Takeshi Zendo:撰写、审稿与编辑、指导工作、方法学设计。致谢
本研究部分得到了印度尼西亚教育发展基金(LPDP)、日本学术振兴会(JSPS)的KAKENHI项目资助(编号JP23KF0266、JP21H02107和JP17H03797),以及Urakami食品与食品文化促进基金会和Mishima Kaiun纪念基金会的支持。我们感谢日本九州大学的Nakashima副教授允许我们使用蛋白质测序仪。