乳鏈菌肽(nisin)分子中第29位絲氨酸的功能研究.pdf

1、乳鏈菌肽(nisin)是由部分乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）或乳房鏈球菌（Streptococcus uber is）菌株產(chǎn)生的一種陽離子多肽，屬于A類羊毛硫細(xì)菌素。Nisin可有效抑制包括多種食物腐敗菌和病原菌在內(nèi)的革蘭氏陽性菌，并對人體安全無毒。因此nisin作為一種天然食品防腐劑廣泛應(yīng)用于多個(gè)國家和地區(qū)的食品行業(yè)中。但nisin在功能上存在不足之處，如只有在低pH值條件下才比較穩(wěn)定，抑菌譜不廣等，這些不足限制了

2、nisin的應(yīng)用。
　　 長期以來，人們對nisin進(jìn)行了大量的研究，試圖通過對nisin結(jié)構(gòu)和功能間的關(guān)系的研究，來改善nisin的性質(zhì)，擴(kuò)大nisin的應(yīng)用范圍。以前研究的重點(diǎn)主要關(guān)注于nisin的環(huán)狀結(jié)構(gòu)及鉸鏈區(qū)，也發(fā)現(xiàn)了一些規(guī)律。近期本實(shí)驗(yàn)室在研究乳鏈菌肽抗性蛋白(NSR)作用機(jī)制的過程中，發(fā)現(xiàn)NSR是通過在nisin分子C末端第29位絲氨酸之前切割nisin來發(fā)揮抗性作用的，同時(shí)對nisin分子氨基酸序列分析顯示，第2

3、9位絲氨酸還是nisin成熟分子中唯一未經(jīng)翻譯后修飾的絲氨酸，這些發(fā)現(xiàn)提示第29位絲氨酸可能對nisin的功能有重要影響。
　　 為研究第29位絲氨酸與nisin功能的關(guān)系，對nisinZ結(jié)構(gòu)基因第29位絲氨酸密碼子進(jìn)行定點(diǎn)突變，將其突變?yōu)槠溆嗟?9種氨基酸，通過構(gòu)建重組表達(dá)質(zhì)粒并分別轉(zhuǎn)化至乳酸菌Lactococcus lactis NZ9800中，獲得了19株表達(dá)nisinZ突變體的重組乳酸菌。對表達(dá)的nisinZ突變體的性質(zhì)

4、進(jìn)行了檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：將第29位絲氨酸突變?yōu)樘於彼峄虮彼幔玫降腟29D nisinZ和S29A nisinZ的活性較WT明顯提高，其余的nisinZ突變體活性均有降低；發(fā)現(xiàn)S29A nisinZ抑菌譜較WT發(fā)生擴(kuò)大，對革蘭氏陽性菌Staphylococcus epidermdis1.2429出現(xiàn)了抑制作用；而且S29D nisinZ、S29AnisinZ突變體對溫度的穩(wěn)定性，特別是在高pH值條件下對溫度的穩(wěn)定性較野生型nisin

5、Z有顯著提高。
　　 上述研究結(jié)果證明第29位絲氨酸與nisinZ的活性、穩(wěn)定性及抑菌譜有密切關(guān)系，但關(guān)于第29位氨基酸與nisin功能的關(guān)系目前仍有很多細(xì)節(jié)不夠清楚，如：同樣引入正電荷氨基酸，S29D nisinZ活性較WT增大，而S29E nisinZ較WT降低，這需待進(jìn)一步的研究。
　　 文中創(chuàng)新點(diǎn)：本文通過對nisin中特殊的29位氨基酸進(jìn)行定點(diǎn)突變，研究了其與nisin功能的關(guān)系，證明第29位絲氨酸對nisin