乳酸菌(实验室)构成多元化集团产生乳酸的细菌作为一种己糖发酵的主要最终产品。他们被广泛用作发酵剂在许多发酵食品的生产 1]。适当的文化已经从自然发酵食品中分离出用于工业生产。发酵剂的使用是基于独特的感官和技术素质,他们增加了发酵产品。除了他们的角色在食品生产、发酵剂生产抗菌物质,如细菌素,可以防止食源性疾病和增加食品的保质期通过减少/消除病原体和有害细菌发酵的食物,如香肠( 2, 3]。细菌素是核糖体合成抗菌肽和蛋白质由革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌 4]。一群细菌素是lantibiotics,虽小,耐热,转译后的修改细菌素( 5]。lantibiotics最好的例子是乳酸链球菌肽,最常见的是由 Lactococcus lactis菌株,包括乳酸链球菌肽,F, H, J, Q, U, Z ( 6- - - - - - 13]。

Nisin-producing Lactococcus lactis应用于发酵食品(主要是乳制品),通常被认为是安全的。乳酸链球菌肽是第一个细菌素批准和商业用作食品防腐剂( 14]。乳酸链球菌肽由11个基因的基因位点( nisABTCIPRKFEG)组织成三个操纵子( 13]。乳酸链球菌肽基因的转录是由三个启动子,启动子的前面 nisRK是本构,而 nisABTCIP和 nisFEG启动子是由双组分控制监管体系NisRK [ 15]。NisRK-mediated监管系统响应变化的环境因素( 16]。

鉴于这种细菌素的广泛使用,其应用的一个重要考虑因素是生产成本。众所周知,细菌素在发酵生产系统受到很多因素的影响,如类型的碳水化合物、氮源、pH值、温度、和其他营养、理化性质( 11, 17- - - - - - 19]。选择良好的起动器的标准菌株也包括他们的能力产生细菌素在发酵过程中经济增长的条件。

大多数nisin-producing l . lactis菌株被分离从奶酪、生牛奶、谷物、鱼、和发酵蔬菜( 6, 10, 13, 20.- - - - - - 22]。最常见的bacteriocinogenic实验室从肉类和发酵肉制品是孤立的 片球菌属和 乳酸菌物种( 23- - - - - - 26]。

在我们之前的研究中,bacteriocinogenic实验室中孤立的自然发酵香肠(意大利类型)处理两个行业位于城市Imbituva和Prudentopolis(巴西巴拉那州) 27]。本研究的目的是确定五个实验室菌株产生的细菌素和调查他们的表现对细菌素产量在不同生长条件下批文化。

在这项研究中,我们报告的标识和生产实验室分离产生的细菌素香肠(意大利类型)。爆炸的16 s rRNA基因的部分序列分析每个隔离(大约1500个核苷酸)显示,99%的16 s rDNA序列核苷酸的身份 l . lactisCV56, l . lactisSL3, l . lactiskld(基因库:CP002365.1、AY675242.1 DQ340068.1)(数据未显示),表明bacteriocin-producing隔离 l . lactis。

为了净化细菌素产生和分泌增加五倍 l . lactis紧张,三个步骤的净化进行了自由浮在表面的细胞。细菌素的活性最高分数为所有菌株筛选了30%到40%异丙醇(数据没有显示)。纯化的分子质量分数 l . lactisID1.5、ID3.1 ID8.5、PD4.7 PR3.1 3330.567哒,3330.514 Da Da 3329.985 3329.561 Da,分别和3329.591 Da(图 1),这类似于乳酸链球菌肽的分子质量Z (3330。93 Da) ( 32]。

PCR产品获得的基因组DNA扩增5人 l . lactis菌株与引物特定于乳酸链球菌肽结构基因受到核苷酸测序。结果表明,乳酸链球菌肽基因序列的5株乳酸链球菌肽Z完全相同基因(基因银行:AB375441)(图 2(一个)27),它有一个天冬酰胺残留在位置而不是组氨酸在乳酸链球菌肽( 12]。初步测试表明分离株之间的抑制活性的差异( 27];然而,这些差异是由基因结构。乳酸链球菌肽Z是一个潜在活动对细菌素致病革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌( 33, 34]。此外,德Vos et al。 21)报道,His27Asn替换导致更高的乳酸链球菌肽Z扩散速度,进而导致更大的抑制区产生的乳酸链球菌肽Z琼脂扩散试验中。

启动子的DNA序列分析中得到了五的基因组DNA l . lactis菌株确认所有结构乳酸链球菌肽基因的启动子一样发表序列的100% nisZ和 原子力安全保安院发起人(基因库:Y13384.1和Z18947.1)(图 2 (b))。启动子序列 nisZ基因的5个菌株包含一个部分保守区域,TCT-N₈tct主题,出席位置39−−26,上游的转录的开始 nisZ(图 2 (b)),它可以参与转录控制功能。钱德拉帕提坚持追捕和奥沙利文 35)报道,这个主题可能参与合作绑定NisRK NisR反应调节器的双组分监管体系。

他们还报道第二TCT-N₈tct图案出现在位置107−−94,这也证实了这项工作(图 2 (c))。这TCT重复,第一个,一起参与的最佳结合NisR和感应的一些组件Leloir半乳糖代谢的途径( 36]。因此,据报道,半乳糖和乳糖可以诱导的转录 原子力安全保安院启动子( 35, 36]。另一个启动子的前面 nisFEG基因被发现在五个菌株;它是相同的乳酸链球菌肽调节子(基因库:HM219853)(图 2 (c))。序列上游的 nisF转录起始站点包括单个TCT直接重复8类似于TCT-N bp隔离区域₈tct图案出现在相同的位置,39−−26,上游的转录的开始 nisZ(数据 2 (b)和 2 (c))。的 nisZ和 nisF启动子序列获得所有菌株都是相同的(数字 2 (b)和 2 (c))。

五个菌株的质粒被发现 l . lactis(数据没有显示)。是观察到的所有菌株治愈衍生品能够产生细菌素,表明细菌素位于染色体的基因编码。不同的研究人员发现,乳酸链球菌肽基因存在的质粒或染色体上也 6, 22, 37, 38]。此外,乳酸链球菌肽基因簇已被证明是位于共轭大转座子(∼70 kb) 38),也包含蔗糖代谢的遗传因素。有趣的是,有人建议,基因调控系统或常见的代谢控制系统负责蔗糖发酵和乳酸链球菌肽生产能力( 19, 38]。

微生物生长的动力学和乳酸链球菌肽生产的5个 l . lactis在数据隔离了 3和 4。细菌素活动增加与增加增长和达到最大活动固定相(数字 3和 4)。高水平的乳酸链球菌肽生产获得通过使用果糖,乳糖,蔗糖作为碳源(数字 3 (b)和 4(一))。一般来说,隔离标识3.1似乎产生更少的细菌素在这些糖的存在除了果糖。蔗糖似乎给了最高的细菌素的糖活动的四个隔离(但不是ID3.1)。隔离,葡萄糖产生细菌素的最小数量活动比其他糖(数字 3和 4)。减少乳酸链球菌肽生产6 - 8 h后观察孵化的菌株;然而,当仍然保持不变 l . lactisID与果糖(图3.1是补充 3 (b))。

通常,隔离细菌素的活动表现出明显不同。两个隔离 l . lactisID1.5和ID8.5强抗菌活性(数字显示 3和 4)。碳源的选择被报道为乳酸链球菌肽生产关键控制步骤,因为它对细胞生长和乳酸链球菌肽生物合成的影响 19]。例如,蔗糖和乳糖测定乳酸链球菌肽生产高效碳源 l . lactisNIZO 22186 19), l . lactis写明ATCC 11454 39),而 l . lactisA164 [ 18),而果糖是最高效的碳源 l . lactisLL27 [ 40)和葡萄糖 l . lactisIO-1 [ 11]。有趣的是,贫穷的生产乳酸链球菌肽Z在葡萄糖的存在。总的来说,这些结果显示测试的重要性不同的碳水化合物,以提高乳酸链球菌肽产量。

五个 l . lactis有效隔离产生乳酸链球菌肽Z从胰蛋白胨和酪蛋白胨作为唯一氮源;然而,媒体的增长是类似补充与其他氮源。西姆西可等以前的工作。 40)表明,酵母提取物和肉汁是最高效的氮源乳酸链球菌肽生产 l . lactisLL27。然而,我们的研究结果表明,酵母和肉类提取物导致最低的细菌素活动测试中氮的来源。因此,乳酸链球菌肽5 Z生产 l . lactis胰蛋白胨和酪蛋白胨紧张刺激,但不是由酵母和肉类提取物。

我们的研究结果表明,乳酸链球菌肽5 Z生产 l . lactis菌株受到温度、pH值和有氧和厌氧条件(表 1)。所有 l . lactis菌株能够生长并产生细菌素在初始pH值从4.5到7.0,在温度30°C到40°C(表 1)。然而,高乳酸链球菌肽Z生产获得了这些菌株培养时初始pH值6.0和6.5,和孵化25°C和30°C(表 1)。高增长率达到当所有菌株都种植在pH值7.0和孵化35°C,但细菌素产量减少在这些条件下(表 1)。相比之下,Matsusak et al。 11]报道高乳酸链球菌肽产量 l . lactisIO-1在pH值从5.0到5.5不等。

我们的研究结果还表明,高温(40°C)没有影响五nisin-producing菌株的生长,但导致减少乳酸链球菌肽Z生产。温度会影响肽的稳定性由干涉转译后的修改,吸附细胞,细菌素的蛋白水解作用[ 41]。此外,温度有一个重要的监管影响其生物合成。热敏细菌素生物合成的一个例子是由Diep et al。 32)的生物合成sakacin发生在25°C和30°C,但不是在较高温度(33.5 - -35.0°C)。sakacin温度调节的生物合成发生在转录水平,并减少了细菌素的生产在高温下与降低诱导物肽的合成。此外,众所周知,高温增强了细菌素的质粒携带基因的遗传不稳定性( 42, 43]。然而,由五个Z乳酸链球菌肽产量的损失 l . lactis隔离在35°C和40°C并不因其遗传因素不稳定,因为质粒治疗结果表明,这五个菌株的基因编码乳酸链球菌肽Z是位于染色体。

作为这项工作证明,乳酸链球菌肽Z的结构基因被确认的五株,产生乳酸链球菌肽Z在变量坐骑。我们分析了 nisF和 nisZ启动子序列,因为这些启动子控制以同样的方式;然而,所有菌株的序列相似,证明应该有其他因素负责微分生产乳酸链球菌肽Z。

总之,细菌素的结构基因和分子质量由5人 l . lactis菌株与乳酸链球菌肽Z完全相同,表明这些菌株产生的细菌素乳酸链球菌肽Z Z最大乳酸链球菌肽生产批文化是通过两个隔离 l . lactisID1.5和ID8.5(不是ID3.1),在初始pH值为6.0和6.5,在孵化温度25°C和30°C,在有氧条件下,当蔗糖作为唯一的碳源。补充的LAPT肉汤胰蛋白胨和酪蛋白胨乳酸链球菌肽Z的生产增加了5人 l . lactis菌株。这些参数对乳酸链球菌肽Z生产的优化很重要,这是至关重要的对这些菌株及其细菌素的使用biopreservation代理。

据我们所知,这是第一次报告的乳酸链球菌肽Z生产 l . lactis在巴西与发酵香肠。我们的研究也是研究首次显示相同的细菌素在不同的生产水平,在不同的条件下,由不同的野生菌株 l . lactis与相同的环境。我们建议原地鉴定菌株产生大量的抗菌素会导致他们的应用程序在保存的食物,可能会进一步帮助初学者加强创意的传统食物。