2.5 SCB2505代謝物對(duì)液化沙雷氏菌SCB2649菌株細(xì)胞壁完整性的影響
AKP是一種位于細(xì)菌細(xì)胞壁和細(xì)胞膜之間的酶。當(dāng)細(xì)胞壁完整性被破壞時(shí),AKP就會(huì)滲出細(xì)胞外,因此可以通過測(cè)定菌懸液中的AKP活力來反映細(xì)菌細(xì)胞壁的完整。如圖4所示,液化沙雷氏菌SCB2649菌株在正常情況下,AKP活力在0.24金氏單位/100 mL。分別經(jīng)0.5、1.0、2.0 MIC SCB2505代謝物處理后,菌懸液中的AKP活力上升至0.504、0.686、0.944金氏單位/100 mL(P<0.05)。可見,隨著代謝物濃度上升,細(xì)胞壁通透性增加,細(xì)胞壁的完整性已被破壞,導(dǎo)致AKP向胞外泄露越多,并呈現(xiàn)明顯的梯度依賴關(guān)系。革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁中的脂多糖是細(xì)胞壁的重要成分,能夠控制細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)吸收,抵抗外界有害刺激,維持細(xì)菌內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。研究發(fā)現(xiàn),乳酸等有機(jī)酸能降解脂多糖,從而破壞細(xì)胞壁。因此推測(cè)代謝物中的乳酸作用于液化沙雷氏菌的細(xì)胞壁,使得細(xì)胞壁完整性被破壞,導(dǎo)致胞外AKP活力上升,此推測(cè)與2.3節(jié)中代謝物主要抑菌物質(zhì)為乳酸的論述相符。
圖4植物乳桿菌SCB2505代謝物對(duì)液化沙雷氏菌SCB2649菌株AKP活力的影響
2.6 SCB2505代謝物對(duì)液化沙雷氏菌細(xì)胞膜完整性的影響
PI是一種膜不透性的熒光染料。當(dāng)細(xì)胞膜的完整性被破壞時(shí),PI能夠進(jìn)入細(xì)胞與遺傳物質(zhì)結(jié)合,發(fā)出紅色熒光。因此能夠通過熒光顯微鏡檢測(cè)PI熒光反映細(xì)胞膜的完整性。如圖5所示,PI染色后對(duì)照組基本無可觀測(cè)的熒光,0.5 MIC代謝物處理4 h的液化沙雷氏菌組發(fā)出零星的紅色熒光,而隨著代謝物質(zhì)量濃度升高,紅色熒光逐漸增強(qiáng)。當(dāng)質(zhì)量濃度為2.0 MIC時(shí),觀察到大量的紅色熒光,說明經(jīng)過SCB2505代謝物處理后,液化沙雷氏菌的細(xì)胞膜被破壞,導(dǎo)致大量PI進(jìn)入細(xì)胞與遺傳物質(zhì)結(jié)合,發(fā)出紅色熒光。PENG研究發(fā)現(xiàn),植物乳桿菌細(xì)菌素能夠透化細(xì)胞膜,促進(jìn)細(xì)胞膜形成孔洞,使得細(xì)胞膜破損以殺死細(xì)菌。此外,LINLEY等認(rèn)為,過氧化氫能夠氧化細(xì)胞膜的脂質(zhì)和蛋白質(zhì),導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)和功能受損。而乳酸具有親脂性,能夠透過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi),影響細(xì)菌正常代謝,從而影響細(xì)胞膜的合成。推測(cè)隨著代謝物濃度增加,液化沙雷氏菌的細(xì)胞壁完整性被破壞,植物乳桿菌SCB2505代謝物中的抑菌物質(zhì)更好地與液化沙雷氏菌的細(xì)胞膜進(jìn)行作用,最終破壞細(xì)胞膜完整性,增大細(xì)胞膜通透性。這些能夠進(jìn)一步說明SCB2505代謝物能夠破壞細(xì)胞膜完整性,進(jìn)而起到抑菌作用。
圖5不同代謝物濃度對(duì)液化沙雷氏菌SCB2649菌株細(xì)胞膜完整性的影響(熒光顯微鏡圖)
2.7植物乳桿菌SCB2505代謝物對(duì)液化沙雷氏菌細(xì)胞形態(tài)的影響
用代謝物處理10 h后的液化沙雷氏菌SCB2649菌株菌體形態(tài)如圖6所示。對(duì)照組(圖6-a)菌體形態(tài)呈短桿狀,表面相對(duì)完整,沒有明顯皺紋和裂紋;經(jīng)過0.5 MIC代謝物處理后,菌體表面相比對(duì)照組略顯粗糙(圖6-b)。而經(jīng)過1.0 MIC代謝物處理后,菌體表面褶皺萎縮,凹陷(圖6-c),而2.0 MIC處理組菌體與1 MIC處理組相比,其菌體萎縮、干癟更為明顯,部分菌體被溶解(圖6-d)。
a-對(duì)照組;b-0.5 MIC代謝物處理組;c-1.0 MIC代謝物處理組;d-2.0 MIC代謝物處理組
圖6植物乳桿菌SCB2505代謝物對(duì)指示菌表面超顯微結(jié)構(gòu)的影響
植物乳桿菌SCB2505代謝物濃度較低時(shí),乳酸等有機(jī)酸進(jìn)入液化沙雷氏菌SCB2649菌株,初步解離細(xì)胞壁,細(xì)菌表面從光滑變得粗糙。而隨著代謝物濃度的上升,細(xì)胞壁破壞性加深,代謝物中的細(xì)菌素、過氧化氫、乳酸進(jìn)一步破壞細(xì)胞膜完整性,細(xì)胞內(nèi)容物滲出導(dǎo)致菌體表面出現(xiàn)凹陷和皺縮的現(xiàn)象發(fā)生。表明SCB2505代謝物可以破壞液化沙雷氏菌的細(xì)胞壁與細(xì)胞膜的完整性,導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)外泄,菌體皺縮。此結(jié)論與上述細(xì)胞壁、細(xì)胞膜完整性實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。
3結(jié)論
植物乳桿菌SCB2505代謝物對(duì)液化沙雷氏菌SCB2649菌株具有較好的抑菌活性,乳酸濃度、過氧化氫酶和蛋白酶對(duì)于其抑菌活性均具有顯著影響,推測(cè)抑菌物質(zhì)是乳酸、細(xì)菌素與過氧化氫的復(fù)合物。植物乳桿菌SCB2505代謝物通過抑制液化沙雷氏菌生物被膜的合成,破壞其細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的完整性,增加膜的通透性,使胞內(nèi)物滲出,菌體表面逐漸凹陷皺縮,甚至裂解死亡。但目前的研究沒有深入探究植物乳桿菌SCB2505代謝物的物質(zhì)組成,也無法解釋代謝物中有效抑菌成分對(duì)于液化沙雷氏菌SCB2649菌株的深層控制機(jī)制,后續(xù)研究將采用色譜和組學(xué)方法,從分子層面探究植物乳桿菌SCB2505代謝物的物質(zhì)組成和有效抑菌成分,并進(jìn)一步闡明植物乳桿菌SCB2505代謝物對(duì)液化沙雷氏菌的抑菌機(jī)制。
相關(guān)新聞推薦
1、腸道微生物及其代謝產(chǎn)物可調(diào)節(jié)血腦屏障結(jié)構(gòu)和功能完整性（二）
2、水貂綠膿桿菌噬菌體分離與純化、生長(zhǎng)曲線及效價(jià)測(cè)定——摘要、材料與方法
3、羊瘤胃分離乳酸菌生長(zhǎng)曲線、產(chǎn)酸曲線測(cè)定及對(duì)金黃色葡萄球菌抑制作用（一）