Class IIa 类乳酸菌细菌素 plantaricin YKX 在亚抑菌浓度下对脂环酸芽孢杆菌 QS 系统的调控机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31801563
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    裴金金
  • 依托单位：
    陕西理工大学
  • 学科分类：
    C2006.食品加工与制造
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31
  • 项目参与者：
    孙海燕； 金文刚； 冯珍珍； 曲学燕； 杨佳； 韦茜；
  • 关键词：
    苹果汁杀菌

项目摘要

Alicyclobacillus.spp is one of the most important evaluation indexes regarding to the food quality and food safety during the production of Apple Juice. Bacteriocins have stable characterization and strong antibacterial activity so they’d better be considered as a new way for the control of Alicyclobacillus.spp. In preliminary study, the applicant obtained a class IIa bacteriocin, named as plantaricin YKX, which has good antibacterial activity against Alicyclobacillus.spp and is able to affect the quorum sensing (QS) system of Alicyclobacillus.spp. However, the specific regulatory mechanism is still not clear yet. In such a case, the applicant plan to do the study focused on ① influence of plantaricin YKX on Alicyclobacillus.spp QS regarding bio-behaviors at sub MICs; ②the effect of plantaricin YKX plantaricin YKX on the QS signal molecules and their synthesis protein; ③the influence of plantaricin YKX on the QS system regarding biological pathways. The aim of the research is to reveal the Regulatory Mechanism of Class IIa Bacteriocins Plantaricin YKX on the QS system of Alicyclobacillus.spp at sub MICs and provide the fundamental data for the application of plantaricin YKX on the control of Alicyclobacillus.spp in apple juice industry. To fulfil this goal, the applicant used the technology of laser confocal microscopy, SDS-PAGE electrophoresis, circular dichroism spectroscopy, LC-MS, Raman spectroscopy, molecular docking, transcriptional / proteomic techniques all together.
脂环酸芽孢杆菌是苹果汁生产中的关键质量安全指标之一。乳酸菌细菌素安全稳定、抗菌活性强，为脂环酸芽孢杆菌控制提供一条新途径。申请人前期研究获得Class IIa类乳酸菌细菌素plantaricin YKX，对脂环酸芽孢杆菌具有良好抗菌活性，且在亚抑菌浓度下能够影响脂环酸芽孢杆菌的群体感应（QS）系统，但具体调控机理尚不清楚。本项目在此基础上，通过研究：①亚抑菌浓度plantaricin YKX对脂环酸芽孢杆菌QS相关群体行为的影响；②对QS信号分子及其合成蛋白的影响；③对QS系统相关生物学通路的影响，拟成功揭示plantaricin YKX在亚抑菌浓度下对脂环酸芽孢杆菌QS系统的调控机理，为将其应用于苹果汁中脂环酸芽孢杆菌污染控制提供理论基础。为实现上述目标，本项目综合运用了激光共聚焦显微镜、SDS-PAGE凝胶电泳、圆二色光谱、LC-MS、拉曼光谱、分子对接、转录/蛋白质组学等技术手段。

结项摘要

脂环酸芽孢杆菌是苹果汁生产中的关键质量安全指标之一。乳酸菌细菌素安全稳定、抗菌活性强，为脂环酸芽孢杆菌控制提供一条新途径。本项目来源于申请人研究团队前期从陕南天然富硒环境中分离得到一株植物乳杆菌Lactobacillus plantarum YKX，从其胞外发酵液中采用磁性纳米细胞膜技术结合RP-HPLC技术筛选、纯化获得乳酸菌细菌素plantaricin YKX.发现其对脂环酸芽孢杆菌具有良好的杀灭抑制作用，且能够影响脂环酸芽孢杆菌群体感应系统。本项目基于此发现，开展“原创探索”研究，主要研究内容包括：① 亚抑菌浓度 plantaricin YKX 对脂环酸芽孢杆菌 QS 相关群体行为（生物被膜形成、芽孢生成、愈创木酚产生）的影响研究；② 亚抑菌浓度 plantaricin YKX 对脂环酸芽孢杆菌 QS 信号分子AI-2及其合成蛋白（LuxS）的影响研究；③ 亚抑菌浓度 plantaricin YKX 对脂环酸芽孢杆菌 QS 系统相关生物学通路的影响研究。通过本项目的顺利完成，成功解析了2 个关键科学问题：① 揭示亚抑菌浓度 plantaricin YKX 对脂环酸芽孢杆菌 QS 相关群体行为的影响方式；② 阐明亚抑菌浓度 plantaricin YKX 影响脂环酸芽孢杆菌 QS 系统的作用位点、作用途径，最终成功揭示 plantaricin YKX 在亚抑菌浓度下作用脂环酸芽孢杆菌 QS 系统的调控机理。首次从对敏感菌 QS 系统的调控角度阐释乳酸菌细菌素的抗菌机理，为乳酸菌细菌素抗菌机理研究提供新视角，具有很强的创新性和科学意义。同时也为脂环酸芽孢杆菌污染控制研究提供新视角、新思路，具有重要的科学意义。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
大鲵血源抗菌肽Andricin B的生物信息学分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    黑龙江畜牧兽医
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    任婷;王金泽;郑天骄;王蓓蓓;王梦姣;裴金金
  • 通讯作者：
    裴金金
Isolation, purification, and structural identification of a new bacteriocin made by Lactobacillus plantarum found in conventional kombucha
传统康普茶中植物乳杆菌产生的新型细菌素的分离、纯化和结构鉴定
  • DOI：
    10.1016/j.foodcont.2019.106923
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Food control
  • 影响因子：
    6
  • 作者：
    Jinjin Pei;Wengang Jin;A.M. Abd El-Aty;Denis A. Baranenko;Xiaoying Gou;Hongxia Zhang;Jingzhang Geng;Lei Jiang;Dejing Chen;Tianli Yue
  • 通讯作者：
    Tianli Yue
Structure and mode of action of a novel antibacterial peptide from the blood of Andrias davidianus
大鲵血液中新型抗菌肽的结构和作用方式
  • DOI：
    10.1111/lam.13219
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Letters in Applied Microbiology
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Jinjin Pei;Dejing Chen;Wengang Jin;Jingzhang Geng;Wenzhuo Wang;Shuai Zhang;Hongxia Zhang;Tianli Yue
  • 通讯作者：
    Tianli Yue
Purification and Characterization of Plantaricin YKX and Assessment of Its Inhibitory Activity Against Alicyclobacillus spp.
Plantaricin YKX 的纯化、表征及其对脂环酸杆菌的抑制活性评估。
  • DOI：
    10.3389/fmicb.2021.783266
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Frontiers in Microbiology
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Pei J;Jin W;Wang J;Huang Y;Li X;Zhang H;Zhang Y;Ramadan A;Abd El-Aty AM
  • 通讯作者：
    Abd El-Aty AM

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其他文献

花期追施锌肥对大豆生长和锌素积累的影响
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    作物杂志
  • 影响因子：
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  • 作者：
    朱佳妮;代惠萍;魏树和;贾根良;陈德经;裴金金;张庆;强龙
  • 通讯作者：
    强龙
硒胁迫对紫花苜蓿硒积累及矿质元素吸收的效应
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    华北农学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    代惠萍;赵桦;贾根良;陈德经;张兴昌;裴金金;冯佰利
  • 通讯作者：
    冯佰利

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
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          J --> K[研究结论与未来方向]
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