（食品科学专业论文）四株乳杆菌产细菌素的研究.pdf

摘要 乳酸菌代谢产生很多物质如有机酸、过氧化氢和双乙酰等都可以通过改变食品的内在特 性来抑制腐败菌的生长，人们很久以前就开始认识和使用这些终产物但是人们却忽略了乳 酸菌产生的细菌素的作用。人们在食品中无意识的使用了几千年的乳酸菌细菌素，但直到最 近几十年才开始真正研究它们。细菌素是某些细菌产生的抑菌肽或蛋白，这些物质可以杀灭 和抑制与之相同或相似生境的其他微生物。虽然许多细菌都能产生细菌素，但乳酸菌产生的 细菌素更适合在食品工业中应用。现在只有几种商品化的细菌素面市，如n i s i n 和p e d i o c i n p a 1 ， n i s i n 作为食品添加剂可以非常有效的抑制许多食品中的腐败菌，并延长其货价期。但由于其 不能抑制革兰氏阴性菌和抑菌活性的不稳定限制了它在食品工业中的发展，所以我们要继续 大力开发其他乳酸菌细菌素。 本研究从6 7 株乳杆菌中筛选出四株具有抑菌活性的乳杆菌菌株：短乳杆菌 ( k l d s l 0 3 5 5 ) 、马乳酒样乳杆菌( k l d s i 0 3 7 3 ) 、棒状乳杆菌棒状亚种( k l d s l 0 3 9 1 ) 和 布氏乳杆菌( k l d s l 0 3 6 4 ) ，这四株乳杆菌均分离自内蒙古传统乳制品中。在排除有机酸和过 氧化氢的干扰后四株菌的无细胞发酵上清液对指示菌还有强烈的抑制作用。经蛋白酶k 处 理后，抑菌活性丧失，证明无细胞发酵上清液中含有蛋白性质的抑菌物质，即细菌素。四株 菌经初步鉴定为短乳杆菌、马乳酒样乳杆菌、棒状乳杆菌棒状亚种和布氏乳杆菌。 优化四株乳杆菌产细菌素的条件，确定了最大产量时的培养时间和培养温度，即 k l d s l 0 3 5 5 、k l d s i 0 3 7 3 、k l d s i 0 3 “3 0 培养2 4 h ，k l d s l 0 3 9 13 0 培养2 8 h 。优化了 培养基的氮源和碳源成分，培养基氮源为l 胰蛋白胨、0 5 蛋白胨、0 5 牛肉膏、0 5 酵 母提取物，碳源为4 葡萄耱时，四株菌产生的细菌素抑菌活力最强，分别达到2 7 0 6 4 i u m l 、 3 3 3 9 1i u m l 、5 7 4 7 2 i u m l 和2 9 5 4 9 i u ，m 1 。 对细菌素进行了纯化，首先采用硫酸铵沉淀蛋白，然后用s p s e p h a r o s e f a s t f l o w 阳离子 交换树脂层析条件为：流速1 m l m i n ，用含0 5 m o l l n a c l 的0 0 2 m o l l 的乙酸钠缓冲液可洗 脱下细菌素峰，冻干浓缩后，四株乳杆菌细菌素的比活力可达到7 4 2 0i u m g 、4 4 7 5i u m g 、 1 0 2 7 7i u m g 和5 4 5 3 i u m g 。纯化后的细菌素样品经冻干浓缩后用t r i c i n e s d s p a g e 测定 了它们的分子量，其中k l d s l0 3 5 5 产生的细菌素分子量约为1 5 9 k d ，k l d s i 0 3 7 3 产生的细 菌素分子量约为2 0 1 l k i d s l 0 3 6 4 产生的细菌素分子量约为2 1 6k d 。 研究了四株菌产细菌素的生物学特性。k l d s l0 3 7 3 、k l d s i 0 3 9 1 和k l d s i 0 3 6 4 产生的 细菌素可以被胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、蛋白酶k 完全失活，k l d s l 0 3 5 5 产生的细 菌素可被除p 糜蛋白酶以外的其他四种蛋白酶完全失活，可被a 糜蛋白酶部分失活。四株乳 杆菌产生的细菌素都不能被a - 淀粉酶失活，说明这四株乳杆菌产生的细菌素没有碳水化合物 部分起抑菌作用。四株乳杆菌产生的细菌素在p h 2 1 0 的范围内活性稳定。在8 0 热处理3 0 r a i n 东北农业大学工学硕士学位论文 后活性无明显变化，在1 2 1 3 0 m i n 的高温f 活性不降低，并有所上升。说明这四种细菌素是 具有良好的热、酸稳定性的蛋白活性物质，具有较高的安全性。四种细菌素杀菌作用明显， 接入四株菌的无细胞发酵上清液5 h 后，分别可杀灭9 7 7 6 、9 7 6 7 、9 7 9 0 、9 7 6 7 的金 黄色葡萄球菌a t c c 2 5 9 2 3 。四株菌的菌体细胞用0 i m o l l 的n a c i ( p h 2 o ) 溶液处理后， k l d s i 0 3 5 5 和k l d s i 0 3 7 3 重新得到的上清液( 含n a c i p h 6 5 ) 对指示菌有抑制活性，说 明这两株菌对自身产生的细菌素有一定的吸附作用，菌株k l d s l0 3 9 1 和k l d s l 0 3 6 4 的处理 液对指示菌没有抑制作用，说明这两株菌对自身产生的细菌素没有吸附作用。 分离得到的四株菌产生的细菌素和n i s i n 相比，比活力较低，说明细菌素的纯度仍然不高， 以后应继续进行细菌素的分离纯化。本试验得到的细菌素不仅可以抑制金黄色葡萄球菌、单 核细胞增生李斯特氏菌等大部分革兰氏阳性细菌，还可抑制大肠杆菌、沙门氏菌和假单胞菌 等革兰氏阴性细菌，和n i s i n 相比有更宽的抑菌谱，在食品工业中具有更广阔的应用前景。 关键词：乳杆菌；细菌素：纯化；生物学特性 i i s t u d yo f b a c t e r i o c i n sp r o d u c e db yf o u r l a c t o b a c i l l is t r a i n s a b s t r a c t o r g a n i ca c i d s h y d r o g e np e r o x i d e , d i a c e t y la n do t h e rm e t a b o l i ce n dp r o d u c t sp r o d u c e db y l a e t i sa c i db a c t e r i a ( l a b ) a c ta sb i o - p r e s e r v a t i v a sb ya l t e r i n gt h ei n t r i n s i cp r o p e r t i e so f t h ef o o dt o s u c ha l le x t e n ta st oa c t u a l l yi n h i b i ts p o i l a g em i c r o o r g a n i s m s a n dt h er o l eo ft h e s em e t a b o l i ce n d p r o d u c t sh a sl o n gb e e na p p r e c i a t e d t h ec o n t r i b n t i o no fl a b - d e r i v e db a e t e r i o e i n sm a yf r e q u e n t l y h a v eb e e no v e r l o o k e d t h ew i d e s p r e a da b i l i t yo fl a bt 0p r o d u c eb a c t e r o c i n si m p l i e sa ni m p o r t a n t b i o l o g i c a lr o l em a i n t a i n e do v e r t h o u s a n d so fy e a r sa n dt h ep r e c i s en a t u r eo f t h i sr o l eh a sb e e nt h e s u b j e c to fi n t e n s i v er e s e a r c hi nr e c e n tt i m e s b a e t e r i o e i np r o d u c t i o nc o u l db ec o n s i d e r e da s a d v a n t a g e o u st ot h ep r o d u c e r 笛，i ns u f f i c i e n ta m o t m t s ，t h e s ep e p t i d e sc a l lk i l lo ri n h i b i tb a c t e r i a c o m p e t i n gf o rt h es a m ee c o l o g i c a ln i c h eo rt h es a m en u t r i e n tp 0 0 1 a l t h o u g hb a e t e r i o c i n sa r e p r o d u c e db ym a n yg r a m - p o s i t i v ea n dg r a m n e r v es p e c i e s ，t h o s ep r o d u c e db yt h el a ba r co f p a r t i c u l a ri n t e r e s tt ot h ef o o di n d u s t r y t od a t e t h eo n l yc o m m e r c i a l l yp r o d u c e db a c t e f i o c i n sa f e n i s i na n dp e d i o e i np a - 1 w h i l en i s i nh a sb e e nf o u n dt oh ee x t r e m e l ye f f e c t i v e a l la d d i t i v et o p r e v e n ts p o i l a g ea n di n c r e a s es h e l f - l i f ei nan u m b e ro ff o o d s b u ti t se f f e c t i v e n e s sh a sb e e nm o r e v a r i a b l ew i t hr e s p e c tt oo t h e ra p p l i c a t i o n s s ot h en e wb a c t e r i o e i n ss h o u l db ea t t r a c t i v et oe x p l o r e f o u rb a c t e d o e i n - p r o d u c i n gs t r a i n sw e l es c r e e n e df r o m6 7s t r a i n so f l a c t o b a c i l l if r o md i f f e r e n t s o m t t h e yw e ml a c t o b a c i l l u sb r e v i sk l d s l 0 3 5 5 l a c t o b a c i l l u sk e f i r a n o f a c i e n sk l d s l 0 3 7 3 ， l a c t o b a c i l l u s c o r y n i f o r m i ss t t h s p c o r y n 扣括k l d s i 0 3 9 1 a n dl a c t o b a c i l l u sb u c h n e r i k l d s i 0 3 6 4 a l lo ff o u rs t r a i n sw e r ei s o l a t e df r o mt r a d i t i o n a l 血酊p r o d u c t so fi n n e rm o n g o l i a t h ec e l l f r e es u p e m a t a n t s ( c f s s ) o ff o u rs t r a i n sc a ni n h i b i ti n d i c a t o rs t r a i n ss t r o n g l ye x c l u d i n g i n h i b i t i v ee f f e c to fh y d r o g e np e r o x i d ea n da n do r g a n i ca c i d , b u tt h ei n h i b i t i v ea c t i v i t yd e c r e a s e d s h a r p l ya f t e rt r e a t m e n tw i t hp r o t e i n a s ek t h er e s u l t sc o n f i r m e dt h a tt h e s ei n h i b i t o r ym a t e r i a l sw e r e p r o t e i n s ，c o u l db ec l a s s e da sb a e t e r i o c i u s t oo p t i m i z eb a e t e r i o c i np r o d u c t i o n , e x p e r m e n t sw e r ed o n eo i lt h er e s p e c to fi n c u b a t i o n c o n d i t i o na n dt h em e d i ac o m p o n e n t s t h eo p t i m u ni n c u b a t i o nt i m ea n dt e m p r e t u r eu s e dt op r o d u c e t h el a r g e s ta c t i v i t yo fb a c t e r i o c i n sw g a e3 0 ( 2a n d2 4 hf o rk l d s l ，0 3 5 5 ，k l d s i 0 3 7 3a n d k l d s l 0 3 6 4 3 0 a n d2 8 hf o rk l d s l 0 3 9 1 t h eo p t i m u mm e d i an i t r o g e ns o u i c ma n dc a r b o n s o u c ew c i 陀：t r y p o n e1 ，p e p t o n eo 5 ，m e a te x 臼a c to 5 。y e a s te x n a c t0 5 ，g l u c o s e4 p r o d u c t i o n so f b a c t e r i o c i nw e r eu pt o2 7 0 6 4 i u m l ，3 3 3 9 1i u m l ，5 7 4 7 2 i u m la n d2 9 5 4 9 1 u m lf o r f o u rs t r a i n sw h e nt h e yw e r ei n c u b a t e da to p t i m u mc o n d i t i o n s i 东北农业大学工学硕士学位论文 t h eb a c t e r i o c i n sw e r ep r e c i p i t a t e db ya m m o n i u ms u l p h a t e ，f o l l o w e db ys p - s e p h a r o s ef a s tf l o w c a t i o ne x c h a n g ec h r o m a t 0 卿h y a n dt h eb a c t e r i o c i n sw e r ew a s h e dw i t h05 m o l ln a c i ( i na c e t a t e b u f f e r , p h 5 0 ) a tf l o wr a t eo fim l m i n 耵l es p e c i f i ca c t i v i t i v e sw e r e7 4 2 0i u m g , 4 47 5i u m g , 1 0 2 7 7i u m ga n d5 4 5 3 i u m go fk l d s i 0 3 5 5 ，k l d s i 0 3 7 3 ，k l d s l 0 3 9 1a n dl ( l d s l 0 3 6 4 r e s p e c t i v e l y 1 1 1 em o l e c u l a rw i g h t so fk l d s l 0 3 5 5 k l d s l 0 3 7 3a n dk l d s l ，0 3 6 4b a c t e r i o c i n s w e r e 】5 9 k d 2 0 1 k da n d2 1 6k ds e p a r a t e l y b i o l o g i c a lc h a r a c t e r i z a t i o no fb a c t e r i o c i n sh a db e e nr e s e a r c h e dc o m p l e t ei n a c t i v a t i o no f a n t i m i c r o b i a la c t i v i t yw a so b s e r v e da f t e rt r e a t m e n to fb a c t e r i o c i n - c o n t a i n i n gc e l l f l e es u p e m a t a n t s o ff o u rs t r a i n sw i t hp e p s i n , t r y p s i n , p r o t e i r m s ek p a p a l 坞a - 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- t - 1 日j j 吾 1 1 立题背景 食品安全问题是世界范围内的重要课题，在我国这样的发展中国家问题尤为突出近年 来我国食源性疾病患者的数目一直居高不下。据卫生部统计，2 0 0 6 年全国共收到食物中毒报 告5 9 6 起，中毒1 8 0 6 3 人，死亡1 9 6 人。其中微生物性食物中毒是报告起数和中毒人数最多的食 物性中毒。主要食物中毒微生物为沙门氏菌、空肠弯曲菌、产气荚膜梭菌、大肠杆菌、单核 细胞增生李斯特氏菌、金黄色葡萄球菌等。食源性疾病的持续增加使公众和政府开始重新审 视现行食品防腐方法的有效性。 添加化学防腐剂是人类使用的重要食品保藏方法。多年来，随着防腐剂研究的不断深入， 非食品来源的化学防腐剂的数量和种类也有了很大进展，但消费者对长期食用这些非天然的 化学防腐剂所带来的潜在副作用也提出了质疑。经长期的研究发现一些合成的防腐剂有诱癌 性、致畸性和易引起食物中毒等问题( 陈祥奎，1 9 9 5 ) 。化学防腐剂的大量使用增加了消费者 对“自然”和“最低程度加工”食品的关注，健康、绿色为大众所推崇。因此，开发出广谱、高效， 稳定、安全的天然食品防腐剂是食品工业发展的必然趋势。 细菌素是某些细菌在代谢过程中通过核糖体合成机制产生的一类具有生物活性的蛋白 质、多肽或前体多肽，对其它相近种类的细菌具有抑制作用。据报道3 0 9 9 的细菌和弧菌 产生至少一种细菌素( k l a e n h a m m e r , 1 9 8 8 ；r i l e y ，1 9 9 8 ) 。许多细菌素是由食品级乳酸菌( l a b ) 产生的，这为微生物生态系统应用于食品生产提供了可能，因为乳酸菌被认为是安全的 ( g r a s ) ，产生细菌素的乳酸菌大多数是从食品中分离出来的，它们非常适合在食品中应用。 在食品工业中可以使用乳酸菌细菌素保护食物免遭污染或者防止特异性病源微生物的生长。 窄谱的细菌素可以用来影响食品体系中微生物数量从而使有用菌株在这体系中占主导地位 ( 竞争排斥) 。 乳酸菌素可以抑制食品中的致病菌和腐败菌，包括蜡状芽孢杆菌、肉毒梭状芽孢杆菌、 产气荚膜梭菌、单核细胞增生李斯特氏菌、金黄色葡萄球菌等。大部分乳酸菌素对热稳定、 具有高等电点可以与食品一起在加热处理时使用，减少加热时间、节省食品加工过程中的能 耗，降低营养成分的破坏。它们普遍呈现不可逆的杀菌作用方式，在食品中稳定、可在人体 内进行生物降解和消化，对健康无害且在低浓度下具有活性。这引起了人们极大的兴趣，可 以通过它来控制食品中的某些腐败菌和病原菌。 国外对细菌素的研究较早现在已经有商品化的产品面市。1 9 5 3 年，n i 5 ：i n 首先作为食品 添加剂进入市场，市场上的产品有 n i s a p l i n r m ( p r o d u e td e s e r i p t i o n - p i m 5 0 0 3 7 e n ；d a n i s c o 东北农业大学工学硕士学位论文 c o p e n h a g e n , d e n m a r k ) 。另，1 p e d i o c i np a 1 的产品也已经面市，由片球菌产生，商品名为 a l t a 2 4 3 1 ( k e r r yb i o s c i e n e e c a r f i g a l i n e ，c o c o r k , i r e l a n d ) 。这几种细菌素成功的发展从最 初的生物学发现到法规通过再到商业应用是近年来细菌素研究苏醒的一个标志，但其它细菌 素的研究和应用还在这条路上艰难的行进。 乳酸菌细菌素作为一类天然食品防腐剂有广阔的开发前景。但目前所研究的乳酸菌细菌 素主要对革兰氏阳性细菌有抑制或杀死作用，对革兰氏阴性细菌、酵母菌、霉菌及病毒一般 没有抑制作用。因而只能用于抑制革兰氏阳性细菌引起的食品腐败，不能抑制由大肠杆菌、 沙门氏菌、志贺氏菌等革兰氏阴性细菌引起的食品腐败变质( w i l l e ne t a l 。1 9 9 3 ) 。另外许多 细菌素如n i s i n 在食品中应用抑菌活性不太稳定，限制了其在食品工业中的发展，所以我们有 必要大力发展其他细菌素，开发出广谱、高效、对酸和热等稳定的新型乳酸菌细菌素，加速 细菌素在食品工业中的应用，提高食品的安全和质量。我国对乳酸菌细菌素的研究还处在初 级阶段，需大力进行细菌素的基础研究和开发应用研究。 1 2 乳酸菌细菌素综述 1 2 1 细菌素的定义、分类、生物合成及免疫 1 2 1 ，1 细菌素的定义及与抗生素的区别 1 9 2 5 年，g r a t i a 等发现了一株大肠杆菌具有抗菌性，把这株大肠杆菌产生的抑菌物质称 为“c o l i c i n s ”。后来把细菌产生的基因编码的抗菌肽定名为“b a c t e r i o c i n ”。但到目前为止。细菌 素的定义尚无定论，结合前人的观点得出以下共识：细菌素是由某些细菌在代谢过程中通过 核糖体合成机制产生的一类具有生物活性的蛋白质、多肽或前体多肽：这些物质可以杀灭或 抑制与之相同或相似生境的其他微生物：所有产生细菌素的细菌都存在着特异性免疫基因， 产生的细菌素不会对产生菌本身造成伤害( r o s sa n dh i l l ，2 0 0 2 ；b o w d i s he ta 1 。2 0 0 5 ；d e e g a ne t a 1 ，2 0 0 5 ) 。 人们常把细菌素与抗生素混淆。从法制的角度来说，这将限制它们在食品中的应用因 为包括我国在内的许多国家都禁止在食品中应用抗生素，所以有必要正确区分细菌素与抗生 素。细菌素可明显地区别于临床抗生素，可以安全、有效地使用以达到控制食品中目标病原 微生物生长的目的。在此以合成、作用模式、抑菌谱、毒性及抵抗机制为基础来区别细菌素 与抗生素。它们的主要区别见表1 1 ( j e n n i f e re t a l 2 0 0 1 ) 。 2 表1 1 细菌素与抗生素的区别 t a b 1 - 1t h ed i f f e r e n tb e t w e e nb a c t e r i o c i na n da n t i b i o t i c s 1 2 1 2 乳酸菌细菌素的分类 随着乳酸菌细菌素研究的深入，不断分离和鉴定出新的乳酸菌细菌素，所以其分类也在 不断变化，基于它们的组成，大小，热稳定性，作用方式，输出机制和抑菌谱乳酸菌产生 的细菌素可分为三类、四类或五类( k l a e n h a m m e r , 1 9 9 3 ；n e se ta 1 1 9 9 6 ；k e m p e r m a n , 2 0 0 3 ) 。 c l a s si ：羊毛硫抗生素( 1 a n t i b i o t i c s ) ，是小的热稳定肽( 分子量 5 k d a ) ，像羊毛硫氨酸 ( 1 a n t h i o n i n e ) 和 甲基羊毛硫氨酸( p m e t h y l l a n t h i o n i n e ) ，它们结构中起作用的物质为硫醚 环修饰的氮基酸。这一类中最有名的细菌素是n i s i n ，现在已经有6 0 多个国家允许n i s i n 在食 品工业中应用。 c l a s s i i ：小的热稳定的不含羊毛硫氨酸残基的膜活性多肽( 分子量 3 0 k d a ) ，如l a c t o c o c c i nm m t 0 5 ( g h r a i d e t a l 一2 0 0 4 ) 。 c l a s s i v ：复合细菌素，其活性除需要蛋白部分外还需要其他化学成分( 如类脂碳水化 合物) 的作用( s a h a rc ta 1 ，2 0 0 5 ) ，由于没有完全证明这种细菌素，因而认为这类细菌素只 是在粗提物中由于细菌素的阳离子和疏水作用而形成的产物，如p l a n t a r i c i n s 、l e u c o n o e i ns a 3 东北农业大学工学硕士学位论文 c l a s s v ：环形乳酸菌细菌素( k e m p e r m a ne t a l 2 0 0 3 ) 。 2 0 0 5 年c o t t e r 等建议分类规则重新修订，并且提供了一个修订建议，见表1 - 2 。这一建议 把细菌素分为两个确定的种类：羊毛硫氨酸羊毛硫抗生素( c l a s si ) 和非羊毛硫氨酸一 一细菌素( c l a s s ) 把大的热稳定胞壁质水解酶( 从前的c l a s s u i 细菌素) 重新定名为“溶 菌素( b a c t e r j o l y s i n s ) ”。c o t t e r 等建议把环形乳酸菌细菌素( c l a s s v ) 划分在非羊毛 硫氨酸一细菌素( c l a s s i i ) 里。c l a s s i v 是一个细菌素保留的分类，它们的活性需要非蛋白质 成分起作用但是这一类物质没有得到充分的证明，所以没有包含在新建议的分类中。 表1 2c o t t e r 等建议的乳酸菌细菌素分类方法 t a b 1 2s u g g e s t e dc l a s s i f i c a t i o ns c h e m ef o rb a c t e r i o c i n sb yc o t t e r 分类注释提议实例 c l a a s i l a n t h i o n i n e - e o n t a i n i n g 包括单肽和双肽的羊毛硫抗单肽链：n i s i n ，m e r s a c i d i n ，l a e t i e i n ； b a c t e r i o c i n s l a n t i b i o t i e s生素，总共有1 1 个亚类双肽链：l a c t i c i n3 1 4 7 ，c y t o l y s i n c l a s s1 1 n o n l a n t h i o n i n e - c o n t a i n 不同种类的小肽：包括类片c l a s s i ia ：p e d i o c i n p a 1 1 e u e o c i n a ： i n gb a c t e r i o c i n s 球菌素( s u b c l a s sa ) 双肽c l a s si ib ：l a c m e i nf ： 链( s u b c l a s sb ) ，环状( s u b c l a s sc l a s s i i c ：e n t e r o c i n a s 4 8 r e u t e r i n 6 ； c 从前的c l a s s v ) ，非片球菌c l a s s i i d ：l a c t o c o c c i na d i v e r g i c i na 素单一线性肽( s u b c l a s sd ) b a c t e r i o l y s i n s n o n - b a e t e r i o c i n l y r i c 大的热稳定蛋白l y s o s t a p h i n , e n t e r o l y s i n a p r o t e i n s * * 通常是胞壁质水解酶 注：不包括没有完全证明的c l a s s ( 有非蛋白成分起作用) 细菌素建议其不再属于乳酸菌细菌素 无论哪一种分类方式，c l a s si 和c l a s s i i 都没有太大的变化，且到目前为止，对这两类细 菌素了解的较多，也是在食品行业中最有发展潜力的两类乳酸菌细菌素，下面对这两类细菌 素进行论述。 1 第一类细菌素：羊毛硫抗生素 羊毛硫抗生素( 1 a n t i b i o t i c s ) 的显著特点是分子内含有非编码氨基酸，包括羊毛硫氨酸、 b - 甲基羊毛硫氨酸、脱氢丙氨酸( d h a ) 和脱氢丁氨酸( d h b ) 。非编码氨基酸的存在侧面提 示了羊毛硫抗生素在形成过程中必定经过了翻译后的酶修饰和加工，这包括丝氨酸( s e t ) 和 苏氨酸( t h r ) 脱水分别形成d h a 和d h b ；d h a 和d h b 与邻近胱氨酸( c y s ) 的巯基发生亲核加 成反应，分别形成羊毛硫氨酸和b 甲基羊毛硫氨酸( c h a r e o e e e l ：a 1 ，2 0 0 5 ) ，见图1 - l 。 乳酸菌羊毛硫抗生素( l a bl a n t i b i o t i c s ) 最初根据结构和作用方式的不同分为两个亚类： a 类为延伸的螺旋状结构，带正电荷，两亲性，能在细菌质膜上形成电位依赖性的孔洞；n i s i n 是a 类羊毛硫抗生素的典型代表；b 类为球形，带负电荷或不带电荷，能抑制细菌细胞壁的合 4 前言 成为酶抑制物( k l a e n h a m m e r , 1 9 9 3 ) 。近年来，基于作用方式的分类遇到了挑战，首先发现n i s i n 通过两种机制发生作用，除了形成孔洞外，它也能结合类脂i i 从而抑制细胞壁的生物形成， 事实上这一步骤可能在孔洞形成以前就已经实现( b r e u k i n ke ta 1 ，1 9 9 9 ；w e i d e m a n n e ta 1 ， 2 0 0 1 ) 。其次，许多双肽链羊毛硫抗生素的存在并通过两个肽链组合形成活性的功能进一步 增加了这些细菌素分类的混乱。考虑到组内的差异性，根据肽链的保守序列羊毛硫抗生素重 新分为1 1 个亚类( c o t t e re ta 1 ，2 0 0 5 ) 每一亚类的命名都反应它们的特性，1 1 个亚类分别命 名为n i s i n , e p i d e r m i n ，s t r e p t i n , p e p 5 ，l a c t i c i n4 8 1 ，m e r s a c i d i n , l t n a 2 ，c y t o l y s 吨l a c t o c i ns ， c i n n a m y c i n 和s u b l a n c i n 图1 1 羊毛硫氨酸的形成和羊毛硫抗生素的结构 f i g 1 - 1l a n t h i o n i n es y n t h e s i sa n dl a n t i b i o t i cs t r u c t u r e 东北农业大学工学硕士学位论文 2 第二类细菌素 第二类细菌素也是小的( ( i o k d a ) 热稳定的肽，但不含有羊毛硫基团并且在转译后不需 要修饰。对于第二类细菌素，也有许多不同的分类方式( d i 印a n d n e s ，2 0 0 2 ；n e se t a l ，1 9 9 6 ；v a l l b e l k u ma n ds t i l e s ，2 0 0 0 ) 。大家比较认同的是把第二类细菌素分为两个亚类，第一亚类( i i a ) 为类片球菌素( p e d i o e i n l i k e ) ( 或李斯特菌抗性细菌素) ，第二亚类( i ib ) 为含有两个不同 肽链的寡聚体，需两个肽链的共同作用才能发挥活性。 类片球菌素抑菌谱较窄，但是对食物中的致病菌单核细胞增生李斯特氏菌( l i s t e r i a m o n o c y t o g e n e s ) 有很高的抑菌活性。这些细菌素含有3 7 ( 1 e u e o c i na 和m e s e n t e r i c i n y l 0 5 ) 到4