细胞膜色谱法高通量筛选抗菌肽及在食品中的应用研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31271934
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    67.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2001.食品原料学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Antimicrobial peptides (AMPs) with high level antimicrobial activity, broad-spectrum and less drug-resistant, have broad application prospects in the field of food preservatives, pharmaceuticals and bio-feed additive. However, the limited resources of natural AMPs, the complexity of the extraction process, the cost of chemical synthesis and the difficulty of gene expression, limit the large scale product of AMPs and become the bottleneck of the development and application of AMPs. Consequently, to study how to high-throughput screen and to prepare of AMPs from natural raw materials, improving the efficiency of production of AMPs, is the key step for the development and application of AMPs. Based on the membrane-binding activity of AMPs, a novel method named cell membrane affinity chromatography was firstly developed to isolate AMPs. Different bacterial cell membrane stationary phase, column preparation and properties, chromatographic behaviors of AMPs in the CMC model will be studied deeply. The suitable CMC model for high-throughput screening and isolation of AMPs will be established. Furthermore, this model will be applied to screening and separation of AMPs from different food materials and the antibacterial law in different food systems will be investigated, which will provide a theoretical basis and technical support for rapid, targeted screening the kind of AMPs food preservatives. The project does not only make the high-throughput screening and preparation of AMPs possible, but also can target to screen the kind of AMPs food preservatives applied for different foods.
抗菌肽是一类生物活性肽,具有抗菌活性高、抗菌谱广、不易产生耐药性等特点,在天然食品防腐剂、医药、生物饲料添加剂等方面有着广阔的应用前景。目前天然抗菌肽资源有限且提取工艺复杂,化学合成成本昂贵及基因表达困难,使得抗菌肽难以规模化生产,这已成为抗菌肽开发应用的瓶颈。如何提高抗菌肽的生产效率是抗菌肽开发和应用的关键。本项目从抗菌肽的膜结合作用机理入手,首次尝试将细胞膜色谱法(CMC)应用于抗菌肽的筛选,通过系统研究不同菌体的细胞膜固定相、色谱柱的制备、特性及抗菌肽在CMC模型上的色谱行为特征,建立适合抗菌肽筛选分离的CMC模型。并应用该模型从不同食品原料中筛选和分离其中的抗菌肽,研究其在不同食品体系中的抗菌规律,为快速、定向筛选出肽类食品防腐剂提供理论依据和技术支持。项目研究不仅使高通量地筛选、制备抗菌肽成为可能,而且还能有针对性地筛选应用于不同食品的肽类防腐剂,具有十分重要的意义。

结项摘要

抗菌肽具有不同于传统抗生素的抗菌机制,可有效解决细菌耐药性难题,在医药、食品、饲料加工等领域具有广阔的应用前景。天然抗菌肽来源有限,且传统分离纯化步骤繁琐、分离效率低、产量低,极大限制了其规模化生产和应用。因此,建立新型、高效、靶向性强的筛选方法,已成为相关研究的焦点。研究证实抗菌肽发挥其抑菌作用的首要步骤是与细菌细胞膜相互作用,大部分抗菌肽都具有膜亲和特性。离体条件下组装模拟细胞膜已被用于研究抗菌肽的膜作用机制,但尚未见以此为亲和媒介筛选抗菌肽的研究。本项目基于抗菌肽与模拟细胞膜的亲和作用,将模拟细胞膜、固相萃取、高效液相色谱和平衡透析技术结合,构建多种新型抗菌肽筛选分离方法,并进行了实际应用研究。研究内容包括:利用磷脂模拟细胞膜固相萃取联合HPLC技术成功从卵白蛋白胃蛋白酶水解产物中分离得到Opep12;用大肠杆菌模拟细胞膜色谱从麻风树粕及其水解物、鳀鱼粗肽中制备了3种抗菌肽分别为JCpep7、JCpep8和Apep10;采用金黄色葡萄球菌脂质构建平衡透析体系,应用于鳀鱼蒸煮液蛋白水解物中抗菌肽的筛选,所得抗菌肽为将其命名为ACWpep10;反复冻融及超声波协同作用破碎酵母菌,结合梯度离心技术制取细胞膜,以硅胶为载体制备酵母菌细胞膜固定相,成功制取以酪蛋白为基体的抗菌肽Cepep11。通过质谱技术(MALDI-TOF-MS/MS)分别鉴定出这些氨基酸残基序列依次为Arg-Val-Ala-Ser-Met-Ala-Ser-Glu-Lys-Met-Lys-Ile(Opep12),Gly-Leu-Ala-Arg-Cys-Leu-Ala-Gly-Thr-Leu(Apep10),Lys-Val-Phe-leu-Gly-leu-Lys(JCpep7),Cys-Ala-Ile-Leu-Thr-His-Lys-Arg(JCpep8)、Gly-Leu-Ser-Arg-Leu-Phe-Thr-Ala-Leu-Lys(ACWpep10)及Leu-Arg-Leu-Lys-Lys-Tyr-Lys-Val-Pro-Gln-Leu(Cepep11)。所得抗菌肽均有抗菌活性及稳定性,探究了不同抗菌肽的抗菌机理及不同细胞膜筛选差异性机制。将其应用于不同的食品体系,不仅改善了体系氨基酸组成还延长了保质期。该项目的研究结果对规模化开发利用新型抗菌肽资源,提高人类营养和健康水平具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
New Cationic Antimicrobial Peptide Screened from Boiled-Dried Anchovies by Immobilized Bacterial Membrane Liposome Chromatography
固定化细菌膜脂质体层析从水煮凤尾鱼中筛选新型阳离子抗菌肽
  • DOI:
    10.1021/jf4052286
  • 发表时间:
    2014-02-19
  • 期刊:
    JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Tang, Wenting;Zhang, Hui;Qian, Haifeng
  • 通讯作者:
    Qian, Haifeng
An antimicrobial peptide screened from casein hydrolyzate by Saccharomyces cerevisiae cell membrane affinity method
酿酒酵母细胞膜亲和法从酪蛋白水解物中筛选抗菌肽
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015-04
  • 期刊:
    Food Control
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Hui Zhang;Li Wang;Haifeng Qian;Xiguang Qi
  • 通讯作者:
    Xiguang Qi
反复冻融和超声协同作用破碎酵母细胞
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    食品与发酵工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张晖;钱海峰;王立;齐希光
  • 通讯作者:
    齐希光
Antimicrobial peptide isolated from ovalbumin hydrolysate by immobilized liposome-binding extraction
通过固定化脂质体结合提取从卵清蛋白水解物中分离抗菌肽
  • DOI:
    10.1007/s00217-013-2034-6
  • 发表时间:
    2013-06
  • 期刊:
    European Food Research and Technology
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Wenting Tang;Hui Zhang;Li Wang;Haifeng Qian
  • 通讯作者:
    Haifeng Qian
Membrane-disruptive property of a novel antimicrobial peptide from anchovy (Engraulis japonicus) hydrolysate
凤尾鱼(Engraulis japonicus)水解产物中新型抗菌肽的膜破坏特性
  • DOI:
    10.1111/ijfs.12389
  • 发表时间:
    2014-04-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Tang, Wenting;Zhang, Hui;Qian, Haifeng
  • 通讯作者:
    Qian, Haifeng

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  • 作者:
    王立;陈敏;赵俊丰;钱海峰;张晖;齐希光
  • 通讯作者:
    齐希光

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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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