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基于細(xì)胞膜損傷的蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌的作用機(jī)制

2019-04-02 03:42:24寧亞維何建卓王志新賈英民
食品科學(xué) 2019年5期
關(guān)鍵詞:酸酯細(xì)胞膜懸液

寧亞維,楊 坤,何建卓,張 巖,李 強(qiáng),王志新,賈英民*

(1.河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院,河北 石家莊 050018;2.河北省食品檢驗(yàn)研究院,河北 石家莊 050000;3.北京工商大學(xué)食品學(xué)院,北京 100048)

金黃色葡萄球菌是造成人類食物中毒的常見致病菌之一。因其廣泛存在于自然環(huán)境及人和動(dòng)物體表,極易造成食品污染。金黃色葡萄球菌污染食品并大量繁殖后能夠產(chǎn)生致病性腸毒素,從而引起消費(fèi)者發(fā)生食物中毒[1]。據(jù)美國疾控中心報(bào)道,每年世界上因金黃色葡萄球菌引起的食物中毒約有24萬 人次[2]。因此,攻克食源性致病菌——金黃色葡萄球菌污染已成為食品安全領(lǐng)域的重要任務(wù)。

糖酯是一種非離子型表面活性劑,具有無毒、易生物降解等特性,在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用[3-7]。據(jù)報(bào)道,2015年糖酯在全球市場(chǎng)消費(fèi)量達(dá)到5.57億 美元,預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到7.46億 美元[8]。近年來,糖酯除了作為乳化劑被報(bào)道外,多項(xiàng)研究表明其對(duì)食源性致病菌與腐敗菌具有抑制作用,如乳糖油酸酯可以抑制多種細(xì)菌(包括出血性大腸桿菌、單細(xì)胞增生李斯特菌等)[9]。糖酯尤其對(duì)于革蘭氏陽性菌具有廣泛抑制作用[3]:如乳糖月桂酸酯對(duì)單細(xì)胞增生李斯特菌具有抑制作用[10];麥芽糖月桂酸酯可以有效抑制變異鏈球菌[11];果糖月桂酸酯對(duì)變異鏈球菌、凝結(jié)芽孢桿菌等具有抑菌活性[12];蔗糖酯對(duì)金黃色葡萄球菌等具有抑制作用[13]。糖酯兼具乳化和抑菌雙重功能,符合現(xiàn)代人對(duì)添加劑多功能性營養(yǎng)化的需求,具有較高的工業(yè)化應(yīng)用潛力。然而,目前關(guān)于糖酯抑菌作用機(jī)制的研究較少,且最近報(bào)道的蔗糖酯機(jī)理主要從胞內(nèi)大分子物質(zhì)泄漏與DNA結(jié)合兩個(gè)方面考察[13-14]。由于糖酯具有親水、親油的雙親特性,推測(cè)細(xì)胞膜的損傷可能是糖酯抑菌的一個(gè)主要作用靶位[15]。細(xì)胞膜是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分之一,具有維持細(xì)胞完整性與外界屏障功能、物質(zhì)運(yùn)輸、受體和信息傳遞等作用,一旦細(xì)胞膜受到破壞,菌體細(xì)胞的正常代謝、生理功能就會(huì)受到影響。因此,在抑菌機(jī)理研究中細(xì)胞膜通常作為最主要的抑菌作用靶位來研究。鑒于上述因素,本研究以食源性致病菌金黃色葡萄球菌為指示菌,從細(xì)胞膜損傷(包括膜滲透性與完整性、跨膜電勢(shì)、菌體超微結(jié)構(gòu)等方面)角度考察了蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌的作用機(jī)制,以期為多功能糖酯抑菌產(chǎn)品的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金黃色葡萄球菌ATCC 25923由河北科技大學(xué)食品生物技術(shù)與安全實(shí)驗(yàn)室保藏;蔗糖月桂酸酯 卡博森斯化學(xué)科技(蘇州)有限公司;DiSC3(5)、PBFI、PI美國Sigma公司;其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

F-7000-FL 220熒光分光光度計(jì)、H-7650透射電子顯微鏡(transmission electron microscope,TEM) 日本日立公司;Evolution 220紫外分光光度計(jì) 美國Thermo Scientific公司;Accuri C6 plus流式細(xì)胞儀 美國Becton Dickinson公司;BX53熒光顯微鏡 日本奧林巴斯株式會(huì)社。

1.3 方法

1.3.1 MIC測(cè)定

將培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長期的菌種制備為1×106CFU/mL菌懸液。最小抑菌濃度(minimum inhibitory concentration,MIC)的測(cè)定根據(jù)Wiegand等[16]的方法略作修改,具體如下:在96 孔無菌微孔板上的2~11 列分別加入100 μL培養(yǎng)基,第12列加入200 μL培養(yǎng)基作為陰性對(duì)照;第1列加入200 μL蔗糖月桂酸酯,然后從第1列的孔中吸取100 μL加入到第2列的孔中并用移液槍吸打混勻;重復(fù)上述操作直至第10列,從第10列的孔中吸出100 μL液體棄掉;第11列不加入蔗糖月桂酸酯,直接加入濃度為1×106CFU/mL的菌懸液作為陽性對(duì)照;將菌液分別加入到第1~11列的孔中,使菌液終濃度約為5×105CFU/mL,置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)18 h后觀察結(jié)果。

1.3.2 時(shí)間-殺菌曲線的繪制

向培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長期的金黃色葡萄球菌液中加入蔗糖月桂酸酯,以未添加蔗糖月桂酸酯為空白對(duì)照,使菌懸液終濃度為5×105CFU/mL,于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)后取樣,并采用平板計(jì)數(shù)法測(cè)定培養(yǎng)不同時(shí)間后菌液中的活菌數(shù)。以時(shí)間為橫坐標(biāo),活菌數(shù)的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)繪制時(shí)間-殺菌曲線。

1.3.3 細(xì)胞膜電勢(shì)的影響

將培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長期的金黃色葡萄球菌于4 000×g離心10 min,收集菌體,用含有10 mmol/L葡萄糖的Hepes緩沖液(5 mmol/L、pH 7.2)清洗兩次,重懸制備OD600nm=0.05的菌懸液。向菌液中加入DiSC3(5)溶液(終濃度為1 μmol/L),于30 ℃黑暗條件下保溫20 min,然后加入KCl溶液(終濃度為100 mmol/L),最后加入不同質(zhì)量濃度的蔗糖月桂酸酯(1/2 MIC、MIC、2 MIC、4 MIC、8 MIC),對(duì)照組為Hepes緩沖液(5 mmol/L、pH 7.4),在激發(fā)波長λex=650 nm、發(fā)射波長λem=672 nm的條件下測(cè)定熒光強(qiáng)度變化。

1.3.4 細(xì)胞膜通透性分析

收集對(duì)數(shù)生長期的金黃色葡萄球菌并采用磷酸鹽緩沖液(0.01 mol/L、pH 7.4)制備OD600nm=0.2的菌懸液。向菌懸液中加入不同質(zhì)量濃度蔗糖月桂酸酯溶液(終質(zhì)量濃度為0 mg/mL、1/2 MIC、MIC)后立即置于37 ℃下保溫,之后加入PI熒光探針溶液(終質(zhì)量濃度為10 μg/mL),并在4 ℃黑暗條件下染色20 min。染色結(jié)束后用磷酸鹽緩沖液洗滌菌體兩遍,再通過流式細(xì)胞儀測(cè)定PI沾染率。

向上述用磷酸鹽緩沖液制備的菌懸液中加入不同質(zhì)量濃度蔗糖月桂酸酯溶液(終質(zhì)量濃度為0 mg/mL(對(duì)照組)、1/2 MIC、MIC),于37 ℃下處理1 h。將菌懸液離心,用相同的磷酸鹽緩沖液清洗并重懸。將SYTO-9和PI探針染料以體積比1∶1混勻,加到各實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中,使終濃度分別為3 μmol/L和20 μmol/L,避光在室溫條件下孵育15 min后用磷酸鹽緩沖液清洗、重懸,用熒光顯微鏡觀察。

1.3.5 細(xì)胞膜完整性分析

將培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長期的金黃色葡萄球菌用磷酸鹽緩沖液(0.01 mol/L、pH 7.4)制備為108CFU/mL的菌懸液。將蔗糖月桂酸酯與菌液等體積混合,使蔗糖月桂酸酯終質(zhì)量濃度分別為0 mg/mL(對(duì)照組,CK)、1/2 MIC、MIC、2 MIC,并置于37 ℃下150 r/min振蕩培養(yǎng)。分別在0、15、30、60、90、120 mim后取出2 mL菌懸液,經(jīng)0.22 μm微孔膜過濾,濾液于紫外分光光度計(jì)下測(cè)定260 nm波長處的吸光度。

1.3.6 鉀離子泄漏實(shí)驗(yàn)

采用鉀離子敏感性探針PBFI考察鉀離子的泄漏。首先制備對(duì)數(shù)生長期的細(xì)胞,清洗并重懸于Hepes緩沖液(含5 mmol/L葡萄糖溶液)中,菌懸液調(diào)整為OD600nm=0.3。將PBFI探針加入到菌懸液(終濃度為2 μmol/L)中。向菌懸液中加入不同質(zhì)量濃度的蔗糖月桂酸酯(0 mg/mL(對(duì)照組,CK)、1/2 MIC、MIC、2 MIC、4 MIC)作用10 min。采用熒光分光光度計(jì)在激發(fā)波長346 nm、吸收波長505 nm處測(cè)定熒光強(qiáng)度。

1.3.7 菌體超微結(jié)構(gòu)觀察

將培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長期的金黃色葡萄球菌采用磷酸鹽緩沖液(0.01 mol/L、pH 7.4)制備為108CFU/mL的菌懸液,加入蔗糖月桂酸酯(0 mg/mL(對(duì)照組,CK)、MIC、2 MIC)作用1 h后,采用相同的磷酸鹽緩沖液清洗3 遍,體積分?jǐn)?shù)4%戊二醛固定2 h,然后按TEM生物樣品制備法[17]制樣,將清洗好的菌體用體積分?jǐn)?shù)1%鋨酸和3%戊二醛進(jìn)行雙重固定,經(jīng)磷酸鹽緩沖液清洗后依次用體積分?jǐn)?shù)30%、50%、70%、85%、90%和95%乙醇溶液脫水,無水乙醇洗脫兩次、環(huán)氧丙烷洗脫兩次。用環(huán)氧樹脂和環(huán)氧丙烷包埋并在50 ℃聚合48 h,冷卻后于室溫進(jìn)行超薄切片,染色后使用TEM觀察菌體的微觀結(jié)構(gòu)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3 次取其平均值。采用Origin 2016軟件通過單因素方差分析法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并作圖,P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌活性

圖 1 蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌的時(shí)間-殺菌曲線Fig. 1 Time-killing curve of S. aureus by sucrose laurate

蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌的MIC為0.312 5 mg/mL,顯著低于Zhao Lei等[13]報(bào)道的蔗糖癸酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌的MIC(1.24 mg/mL)。圖1顯示,與對(duì)照組相比,蔗糖月桂酸酯作用于金黃色葡萄球菌8 h內(nèi)活菌數(shù)迅速降低后趨于穩(wěn)定,作用24 h后活菌數(shù)下降了2.09(lg(CFU/mL)),比對(duì)照組的活菌數(shù)降低了5.14(lg(CFU/mL))。結(jié)果表明蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌具有較好的抑菌效果,與Staroń等[3]對(duì)乳糖脂肪酸酯的抑菌特性的總結(jié)一致,即糖酯對(duì)革蘭氏陽性菌具有較好的抑菌作用。

2.2 蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌膜電勢(shì)的影響

DiSC3(5)是一種細(xì)胞膜電勢(shì)敏感性熒光探針,當(dāng)細(xì)胞處于正常的膜極化狀態(tài)時(shí)能在細(xì)胞內(nèi)富集并發(fā)生熒光自猝滅,然而當(dāng)抑菌物質(zhì)導(dǎo)致細(xì)胞膜去極化時(shí),DiSC3(5)會(huì)從細(xì)胞膜內(nèi)釋放出來,導(dǎo)致熒光信號(hào)增加。因此,本研究采用DiSC3(5)探針考察蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌細(xì)胞膜電勢(shì)的影響。由圖2可以看出,經(jīng)蔗糖月桂酸酯作用的金黃色葡萄球菌與對(duì)照組相比,DiSC3(5)探針的熒光強(qiáng)度呈現(xiàn)劑量依賴性增大,且熒光強(qiáng)度增加較快,僅在4 min內(nèi)即達(dá)到峰值,表明蔗糖月桂酸酯會(huì)導(dǎo)致金黃色葡萄球菌細(xì)胞膜電勢(shì)去極化,且對(duì)膜電勢(shì)的影響較大。上述結(jié)果與其他抑菌物質(zhì)如乳酸菌素LLC518對(duì)單細(xì)胞增生李斯特菌作用機(jī)理,以及細(xì)菌素bifidocin A對(duì)大腸桿菌的作用機(jī)制類似,即均可導(dǎo)致細(xì)胞膜電勢(shì)消散[21-22]。

圖 2 蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌細(xì)胞膜電勢(shì)的影響Fig. 2 Effect of sucrose laurate on membrane potential of S. aureus

2.3 蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌細(xì)胞膜滲透性的影響

采用SYTO-9和PI雙染法可直觀觀察到抑菌物質(zhì)對(duì)菌體細(xì)胞膜的損傷,對(duì)于細(xì)胞膜完整的菌體,僅有SYTO-9能夠進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)將DNA染色呈現(xiàn)綠色熒光;若細(xì)胞膜完整性受到破壞,PI進(jìn)入細(xì)胞將核酸染色發(fā)出紅色熒光,此時(shí)SYTO-9和PI的熒光信號(hào)疊加呈黃色乃至橙紅色[18]。圖3顯示,未經(jīng)蔗糖月桂酸酯處理的金黃色葡萄球菌細(xì)胞為綠色熒光;經(jīng)1/2 MIC蔗糖月桂酸酯處理的菌體大多數(shù)呈現(xiàn)黃色熒光;經(jīng)MIC蔗糖月桂酸酯處理的菌體發(fā)出橙色熒光,表明隨著蔗糖月桂酸酯質(zhì)量濃度的增加,細(xì)胞膜的損傷程度增大。

圖 3 蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌細(xì)胞膜滲透性影響的熒光顯微鏡圖Fig. 3 Effect of sucrose laurate on membrane permeability of S. aureus evaluated by fl uorescence microscopy

圖 4 蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌細(xì)胞膜滲透性影響的流式細(xì)胞圖Fig. 4 Effect of sucrose laurate on membrane permeability of S. aureus evaluated by fl ow cytometry

圖4顯示,未經(jīng)蔗糖月桂酸酯作用的菌體基本未被PI沾染,1/2 MIC和MIC蔗糖月桂酸酯作用于金黃色葡萄球菌30 min后,PI探針對(duì)菌體細(xì)胞的沾染率分別為84.7%和94.1%。結(jié)果表明蔗糖月桂酸酯導(dǎo)致金黃色葡萄球菌細(xì)胞膜滲透性受到損傷,且損傷程度與蔗糖月桂酸酯的質(zhì)量濃度呈正相關(guān)。Weeks等[19]研究乳酸鏈球菌素對(duì)單細(xì)胞增生李斯特抑菌機(jī)理時(shí),發(fā)現(xiàn)乳酸鏈球菌素作用10 min后細(xì)胞PI沾染率達(dá)到59.9%;Li Lirong等[20]采用PI作為熒光探針研究抗菌肽P7作用機(jī)理時(shí)發(fā)現(xiàn),P7作用于沙門氏菌1 h后PI沾染率達(dá)到83.47%。上述研究表明蔗糖月桂酸酯與乳酸鏈球菌素和抗菌肽P7等物質(zhì)抑菌機(jī)制類似,均可以破壞細(xì)胞膜的滲透性。

2.4 蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌細(xì)胞膜完整性的影響

圖 5 蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌胞內(nèi)大分子物質(zhì)泄漏的影響Fig. 5 Leakage of intracellular macromolecular substances from S. aureus treated with sucrose laurate

細(xì)胞膜作為細(xì)菌的外部屏障,能夠保護(hù)自身結(jié)構(gòu)的完整性,保證正常的生理活動(dòng)。若細(xì)胞膜系統(tǒng)遭到損傷,便會(huì)造成細(xì)菌內(nèi)部多種重要生物大分子(核酸、蛋白質(zhì)、糖類等)的泄漏,從而影響正常的合成代謝功能。因此,可以通過測(cè)定細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)泄漏來反映細(xì)菌膜完整性。如圖5所示,與對(duì)照組相比,金黃色葡萄球菌經(jīng)不同質(zhì)量濃度的蔗糖月桂酸酯處理后,260 nm波長處的吸光度隨著作用時(shí)間的延長逐漸增強(qiáng),然而各質(zhì)量濃度的最高值僅在0.02左右,表明蔗糖月桂酸酯會(huì)造成金黃色葡萄球菌完整性受到輕微破壞,導(dǎo)致胞內(nèi)核酸等生物大分子出現(xiàn)微量泄漏。這與蔗糖葵酸酯對(duì)沙門氏菌的完整性影響[14]不同,蔗糖葵酸酯會(huì)導(dǎo)致沙門氏菌核酸等大分子物質(zhì)發(fā)生顯著泄漏(A260nm增加約0.6)。

2.5 蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌鉀離子泄漏的影響

圖 6 蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌鉀離子泄漏的影響Fig. 6 Effect of sucrose laurate on the leakage of potassium ions in S. aureus

蔗糖月桂酸酯與金黃色葡萄球菌細(xì)胞膜的作用可能會(huì)使細(xì)胞膜上形成跨膜通道,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)小分子物質(zhì)(如鉀離子等)泄漏,因此,本研究通過高靈敏度膜不滲透性探針PBFI考察蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌細(xì)胞內(nèi)鉀離子泄漏的影響。由圖6可知,蔗糖月桂酸酯會(huì)導(dǎo)致金黃色葡萄球菌細(xì)胞鉀離子泄漏,且泄漏量與添加的蔗糖月桂酸酯質(zhì)量濃度呈正相關(guān)。因此,推測(cè)蔗糖月桂酸酯會(huì)破壞金黃色葡萄球菌細(xì)胞膜的滲透性。這與Yang Xu等[23]研究的抗菌肽對(duì)金黃色葡萄球菌的作用機(jī)制類似,他們也發(fā)現(xiàn)抗菌肽作為“雙親性”物質(zhì)會(huì)破壞金黃色葡萄球菌的細(xì)胞膜,導(dǎo)致胞內(nèi)鉀離子發(fā)生顯著性泄漏。

2.6 蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌超微結(jié)構(gòu)的影響

圖 7 蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌影響的TEM觀察結(jié)果Fig. 7 Transmission electron microscope observation of S. aureus treated with sucrose laurate

通過TEM可直觀地觀察到菌體細(xì)胞內(nèi)部及外部超微結(jié)構(gòu)的變化[24]。圖7表明,未經(jīng)蔗糖月桂酸酯處理的金黃色葡萄球菌表面光滑且呈邊緣清晰的球形,細(xì)胞質(zhì)分布均勻;經(jīng)MIC蔗糖月桂酸酯作用1 h后,菌體表面變粗糙,邊緣模糊;經(jīng)2 MIC蔗糖月桂酸酯作用1 h后,細(xì)胞發(fā)生嚴(yán)重形變,菌體細(xì)胞膜開始皺縮,胞內(nèi)物質(zhì)密度顯著降低。根據(jù)上述結(jié)果推測(cè),蔗糖月桂酸酯作用于金黃色葡萄球菌細(xì)胞壁,使其變得疏松粗糙,但并不會(huì)使其破裂;其作用于細(xì)胞膜,破壞細(xì)胞滲透性,導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)固縮,胞內(nèi)物質(zhì)輕微泄漏。這與胡靜等[25]利用TEM觀察槐糖酯對(duì)金黃色葡萄球菌超微結(jié)構(gòu)影響的結(jié)果相似,即槐糖脂作用于金黃色葡萄球菌后,TEM觀察結(jié)果顯示其能夠破壞菌體細(xì)胞膜和細(xì)胞壁,造成細(xì)胞質(zhì)固縮、形成空腔。

3 討 論

隨著生活水平的提高,人們對(duì)食品添加劑提出了更高的要求。然而,在食品加工過程中為了達(dá)到保持食品良好感官性狀、提高食品保藏性能等目的需要使用食品添加劑。雙功能性添加劑由于能夠發(fā)揮雙重作用而受到青睞。

糖酯作為雙功能性添加劑近年來受到人們關(guān)注。一方面,糖酯具有親水和親油特性,可作為非離子型乳化劑在食品、醫(yī)藥及化妝品等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用:Anarjan等[26]發(fā)現(xiàn)蔗糖月桂酸酯作為乳化劑可以制備小粒徑的蝦青素納米乳液;Amalini等[27]發(fā)現(xiàn)糖酯作為表面活性劑加入魚皮明膠中制備的蛋白質(zhì)可食用膜水分滲透性和溶解性均降低;Nakamura等[28]發(fā)現(xiàn)蔗糖脂肪酸酯可以作為潤滑劑,通過直接壓片法制備高硬度和短崩解時(shí)間的藥片。另一方面,糖酯對(duì)食品中常見的致病菌與腐敗菌具有廣譜抑菌作用:Furukawa等[29]發(fā)現(xiàn)脂肪酸糖酯可以有效抑制食源性致病菌生物膜的形成;Maja等[30]發(fā)現(xiàn)蔗糖月桂酸酯可以抑制蠟樣芽孢桿菌的生長。本研究中所考察的蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌具有較好地抑菌作用(MIC為0.312 5 mg/mL),在食品中可同時(shí)發(fā)揮乳化和抑菌雙重作用,在火腿腸、乳飲料等食品生產(chǎn)中具有較大的應(yīng)用潛力。

目前關(guān)于糖酯抑菌活性的相關(guān)報(bào)道較多,但是對(duì)于蔗糖月桂酸酯的抑菌機(jī)制目前尚鮮見報(bào)道。細(xì)胞膜作為菌體自我保護(hù)的第一道屏障,在自我防御系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。本研究利用熒光顯微鏡結(jié)合流式細(xì)胞術(shù)考察了蔗糖月桂酸酯對(duì)細(xì)胞膜滲透性的影響,通過熒光分光光度法考察細(xì)胞膜電勢(shì)的變化,采用鉀離子敏感性探針考察小分子物質(zhì)的泄漏,通過260 nm波長處吸光度的變化考察核酸等大分子物質(zhì)的泄漏,最后通過TEM觀察細(xì)胞膜及胞內(nèi)物質(zhì)密度的變化,全方位分析了蔗糖月桂酸酯對(duì)細(xì)胞膜的損傷。本研究發(fā)現(xiàn),蔗糖月桂酸酯可以改變細(xì)胞膜電勢(shì),導(dǎo)致鉀離子泄漏,但是不會(huì)導(dǎo)致大分子物質(zhì)發(fā)生顯著泄漏,表明蔗糖月桂酸酯主要通過改變細(xì)胞膜滲透性但不顯著改變其完整性而發(fā)揮抑菌作用。這與Zhao Lei等[13]對(duì)蔗糖葵酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌細(xì)胞膜損傷的研究結(jié)果不同,他們認(rèn)為蔗糖葵酸酯可以顯著破壞細(xì)胞膜完整性,導(dǎo)致大分子物質(zhì)蛋白質(zhì)發(fā)生顯著性泄漏。然而,本研究對(duì)于蔗糖月桂酸酯對(duì)細(xì)胞膜的作用機(jī)制主要從細(xì)胞層面分析,對(duì)于分子層面上的細(xì)胞膜作用機(jī)制(如是否對(duì)細(xì)胞膜脂肪酸表達(dá)模式及脂蛋白的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響)有待進(jìn)一步研究。

綜上,蔗糖月桂酸酯對(duì)金黃色葡萄球菌具有較強(qiáng)的抑制作用??梢酝ㄟ^消散細(xì)胞跨膜電勢(shì)、破壞細(xì)胞膜滲透性造成胞內(nèi)鉀離子泄漏,但不會(huì)明顯破壞細(xì)胞膜完整性,核酸等大分子物質(zhì)僅發(fā)生輕微泄漏。因此,推測(cè)細(xì)胞膜是糖酯發(fā)揮抑菌作用的一個(gè)主要靶點(diǎn)。

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