枯草芽孢杆菌LF-11高效生产subtilosin A的研究

细菌耐药性的不断增加使得寻求新型抗生素替代品成为畜牧和生物医药领域急需解决的问题。抗菌肽能直接破坏细菌细胞膜或细胞壁,不易产生耐受性,因而备受关注,但是目前存在产量低的问题。枯草芽孢杆菌产生的subtilosinA对单增李斯特菌、牙龈卟啉单胞菌、志贺氏菌等致病菌有强烈抑制作用,并具有抗病毒和抗生物膜形成活性,在食品、医药、畜牧业等方面具有较大的应用潜力,然而其产量最高仅有42mg/L,极大地限制了其应用。本论文以枯草芽孢杆菌LF-11为研究对象,首先对其产生的抑菌物质进行鉴定并优化发酵条件提高产量,进一步研究了该抑菌物质的制备工艺,最后探究了该抑菌物质对产生菌自身的生理作用以及对肠上皮细胞的抗炎症作用,为该菌株及其抑菌物质的工业化生产及应用奠定了基础。取得的标志性结果如下:1、鉴定了B.subtilis LF-11产生的抑菌物质。通sports and exercise medicine过蛋白酶K敏感性实验结合TRINCINE-SDS-PAGE分析,确定了该抑菌物质为多肽;利用酸沉法结合反相高效液相色谱分离制备了纯品,最后通过质谱分析结合基因组挖掘,将其鉴定为subtilosinA,并命名为 subtilosin A-1 1。www.selleck.cn/products/jnj-42756493-erdafitinib2、优化了 subtilosin A-11的发酵生产条件。首先优化碳源并测定了B.subtilis LF-11产subtilosin A-11的发酵动力学曲线,确定了甘油能够通过提高生物量并延长指数生长期使得subtilosin A-11的产量显著提高;接着优化了酵母粉和蛋白胨的添加量,确定了最优培养基组成:20g/L甘油、10g/L酵母粉、5g/L蛋白胨和5g/L氯化钠;随后测定了初始pH和摇床转速的影响,确定了中性pH和较高的溶氧条件有利于subtilosin A-11的产生;最后在5L发酵罐进行了放大发酵实验,设置通气量为1 vvm,37℃培养36h时,subtilosin A-11的产量达到了 515.90±6.79 mg/L,是目前已报道的最高水平。3、建立了从发酵液中高效制备subtilosin A-11的方法。通过测定不同pH下的沉淀收率以及subtilosin A-11在反相柱层析中的洗脱条件,确定了酸沉法结合反向柱层析梯度洗脱的分离策略,即调节发酵液的pH至3.0收集沉淀,此时subtilosin A-11的回收率能够达到94.11%,纯度为50.00%;然后进行反向柱层析,以30%的乙腈洗脱效果最佳;收集洗脱液冻干后,即得到subtilosin A-11纯品,收率可达到58.39%,纯度为95.55%。4、探究了 subtilosin A-11的细胞活性。鉴于B.subtilis LF-11遗传操作的限制,选育B.subtilis 168为研究对象,发现sbo-alb基因簇的敲除使芽孢生成显著下降;而补充subtilosinA-11后又可使得芽孢生成显著提高,揭示了 sbo-alb基因簇及产物subtilosin A-1 1对芽孢selleckchem AY-22989生成的促进作用,证明该细菌素的产生与芽孢形成密切相关。同时发现低浓度的subtilosin A-11能够显著下调沙门氏菌引起的炎症因子的转录水平,推测subtilosin A-11对肠细胞具有保护作用。