噬菌體聚糖酶在細菌生物被膜降解中的應用研究.pdf

1、細菌生物被膜(biofilm，BF)的控制是食品工業(yè)的一大難題，它為被膜菌在不良環(huán)境下的存活和生長提供了一種保護性結構，使其更容易引發(fā)食品腐敗、設備腐蝕和食源性疾病等危害。普通的消毒殺菌措施很難實現(xiàn)對成熟生物被膜細菌的徹底清除，甚至導致細菌的抗藥性造成更嚴重的后果。生物被膜的主要組成成分為胞外多糖(exopolysaccharide，EPS)，借助于噬菌體及其聚糖酶的酶解技術，為降解生物被膜提供了一種新型安全高效的方法。本文以克雷伯氏菌

2、血清型K13為出發(fā)菌株，侵染K13的噬菌體P13及其聚糖酶為工具，研究了噬菌體及其酶對生物被膜的降解作用。
　　 生物被膜是細菌在一定條件下接觸各種材質表面時的一種生長形式，菌體細胞之間以胞外物質相互連結在一起形成空間網狀具有一定密度的結構，這種結構幫助細菌抵制各種不良環(huán)境而使其更好的生存、生長和繁殖。細菌胞外多糖是胞外物質的主要成分，和無機鹽離子、菌體、水等共同構成生物被膜。由添加KH2PO4和葡萄糖的營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基培養(yǎng)構建了

3、生長于玻璃片上的生物被膜，定性染色法及定量平板擦拭計數(shù)法表明克雷伯氏菌K13在培養(yǎng)一天時形成成熟的生物被膜。
　　 噬菌體聚糖酶能夠高效降解細菌胞外多糖并具有良好的熱穩(wěn)定性。該酶在噬菌體侵染細菌并結合至宿主細胞表面的多糖物質時被釋放出來，隨之多糖物質被酶解，進而噬菌體能夠到達細菌表面受體裂解細菌。噬菌體聚糖酶經過1:2添加比的丙酮沉淀后可達到最大限度的濃縮，從而達到較高的酶活，同時消除了大部分噬菌體。經75℃10分鐘處理后，初始

4、效價為2.3×109PFU/ml的K13噬菌體被完全滅活，而這種熱處理方式仍能保證該酶較高的酶活。
　　 噬菌體聚糖酶對生物被膜具有顯著降解作用，平板擦拭計數(shù)法顯示酶處理4h對生物被膜細菌數(shù)量的影響最為顯著，80％的細菌被清除。含有噬菌體聚糖酶的噬菌體裂解液對生物被膜也表現(xiàn)出較強的降解作用，在處理4 h時可達到88％的被膜菌清除率。噬菌體聚糖酶預處理還可有效提高消毒劑二氧化氯對生物被膜細菌的清除率。實驗通過掃描電鏡(scanni

5、ng electron microscope，SEM)觀察酶處理不同時間的生物被膜中被膜菌及胞外多糖的結構變化、單位面積生物被膜細菌群落數(shù)量的變化，觀察結果表明，噬菌體聚糖酶能夠有效減少處于連結狀態(tài)的細菌和生物被膜中的胞外物質，當酶作用6 h時，單位面積視野內僅剩下少量的被膜菌，被膜菌之間的連結物質幾乎全部被清除。研究表明K13噬菌體聚糖酶對生物被膜具有高效的降解性能，有可能開發(fā)成為一種去除生物被膜的重要工具。
　　 利用噬菌體