[发明专利]一株能够产生细菌素的分散泛菌及其筛选方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术与医药领域，具体而言，涉及一株能够产生细菌素的分散泛菌及其筛选方法和应用。

背景技术

细菌素(bacteriocin)是细菌产生的具有抗菌活性的多肽、蛋白质或蛋白复合物，一般只对亲缘关系较近的细菌有毒害作用，产生菌对其产生的细菌素具有自身免疫性(一般认为，产生菌的自我免疫力是因为含有免疫基因，其免疫机制可能是免疫基因产生的免疫蛋白通过屏蔽受体蛋白，或竞争性干扰细菌素分子、阻塞孔道以阻止细菌素形成膜通道)。

细菌素的来源很广，可由革兰氏阳性菌(G+)、革兰氏阴性菌(G-)或某些古细菌产生。其结构多样、无毒、无害、无残留的良好特性日渐成了人们关注和开发的焦点。利用细菌素来预防和治疗动物疾病的研究也日渐成为广大科学工作者们关注关心的焦点。

大量体外试验结果表明，细菌素对食源性(如，李斯特氏菌、空肠弯曲菌、沙门氏菌、大肠杆菌等)、植物源性、动物源性(如，条件致病菌—沙门氏菌、大肠杆菌等)、人源性(抗药菌—金黄色葡 萄球菌、肺炎球菌等)等各种临床致病菌都具有良好的抑杀作用。1988年，Klaenhammer根据分子量大小、结构组成等不同将乳酸杆菌产生的细菌素分为4类，这个分类标准也常用于其它细菌素的分类：

第1类为硫醚抗生素，该类细菌素分子量较小(小于10kDa)，一般含有羊毛硫氨酸、β－甲基羊毛硫氨酸及脱水氨基酸等异常氨基酸，这些异常氨基酸可以赋予这类细菌素独特的环状刚性结构。根据环状结构的不同又可将硫醚抗生素分为两个亚类:A亚类是具有螺旋状结构的两性分子，一般为21-38个氨基酸残基，分子量为2164～3488Da，带2-7个正电荷。B亚类硫醚抗生素含有更多的球形分子，分子中一般不超过19个氨基酸残基，其分子量小于A类(一般为1954～2041Da)，不带电荷，其抑菌作用是通过酶活性来实现的。

第2类为不含羊毛硫氨酸的肽。这类细菌素分子量也较低(小于10kDa)，含30-60个氨基酸残基，具有热稳定性。根据分子中特殊的N端序列、双组分通道结构及是否有功能性巯基基团，这类细菌素又可分为3个亚类：Ⅱa类是这类细菌素中最多的一类，它们的氨基端都含有一段保守的序列(YGNGVXaaC)。与第1类的中A亚类一样，Ⅱa类细菌素也是通过使敏感菌细胞膜形成通道而达到杀菌作用，如pediocin AcH、sakacin A属于此类。Ⅱb类细菌素，如lacticin F、lactococcin G在靶细胞质膜上形成由两种不同的蛋白质组成的通道。Ⅱc类细菌素是依赖于sec分泌途径的细菌素(如acidocin B)。

第3类细菌素是分子量大于30KDa且不耐热的蛋白质。如helveticins J和helveticins V、lactacin B属于此类。第4类细菌素 结构中包含其活性必需的脂类或碳水化合物成分，如leuconocin S即为此类。

在理化性能方面，大多数细菌素具有良好的热稳定性，这可能与它们独特的结构有关。多数细菌素在100℃下几乎保持完全的活力，甚至在121℃下处理15min也仅仅损失5％的活力。此外，细菌素不仅热稳定性好，其对pH值的耐受范围也相当宽。一般而言，细菌素在pH值3-8下活力较高，有的甚至在pH1和pH12下还保持了很高的活力，然而，多数细菌素在pH值较低下作用更强。

与传统的广谱抗生素相比，细菌素的抑菌谱相对较窄。而G+菌细菌素的抑菌谱比G－菌细菌素的抑菌谱更广，不仅可抑制各种G+菌，也可抑制G-菌。同时，G+菌细菌素的抑菌谱范围差别很大，如lactococcinsA、B、M仅能抑制lactococcus，而nisin、mutacin Bny266的抑菌谱相当宽，对放线菌、梭菌、肠球菌、链球菌、葡萄球菌等均有抑制，甚至对一些致病的G-菌(包括弯曲杆菌、嗜血杆菌等)也可杀灭。作为抗菌药物，虽然细菌素与抗生素都是由微生物产生，但它们的产生机理及作用模式完全不同。细菌素是由细菌通过核糖体途径合成的微生物初级产物，属于蛋白类物质，其作用机理主要是在细胞膜上形成通道。而抗生素属于微生物次级代谢产物，不通过核糖体途径合成，而是由多酶复合体合成的物质，其作用机理为抑制细胞壁的合成，抑制蛋白质、DNA的合成进而抑制细菌的生长。此外，与细菌素不同的是，核糖体蛋白抑制剂并不能阻碍抗生素的合成。