细菌素生物学论文

2022-04-16

摘要:细菌素是一类具有抑菌活性的蛋白质,可以抑制许多革兰氏阳性菌。概述了细菌的分类、抑菌机理以及在食品工业中的应用。下面是小编精心推荐的《细菌素生物学论文(精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。

细菌素生物学论文 篇1:

乳酸菌细菌素的分类、生物合成及其应用

摘要:近几年,乳酸菌细菌素在生物抑制剂方面的應用,受到人们大量的关注。细菌素是乳酸菌发酵过程中产生的代谢产物。本文在乳酸菌细菌素分类方面做了简单陈述,论述了细菌素的生物合成和当前乳酸菌细菌素的应用。

关键词:乳酸菌;细菌素;生物合成;应用

引言

乳酸菌(LAB)是一类革兰氏阳性、非孢子形成、球菌或杆状菌、过氧化氢酶阴性和挑剔的微生物,可以增强发酵食品的味道和质地。它们的主要产物是由葡萄糖和生长抑制物质如细菌素、过氧化氢、二酰基等产生乳酸,从而防止食品腐败菌和病原体的增殖[1]。

此外,一些乳酸菌会产生称为细菌素的抗菌肽。迄今为止,从乳杆菌属中分离出的几种LAB及其细菌素已被应用于食品保鲜和人类病原体的控制。

一、 乳酸菌细菌素的分类

根据乳酸菌细菌素的组成、大小、热稳定性、作用方式、输出机制等方面,把乳酸菌细菌素,主要分为羊毛硫抗生素、小型耐热细菌素、大的耐热细菌素

第I类:羊毛硫抗生素

羊毛硫抗生素,分为A型羊毛硫抗生素和B型羊毛硫抗生素。 A型羊毛硫抗生素是细长的阳离子成孔肽。B 型羊毛硫抗生素紧凑,具有球状结构,是酶抑制剂,具有免疫活性。羊毛硫抗生素(含羊毛硫氨酸的抗生素肽)是小的(小于 5 kDa,具有 19 至 38 个氨基酸)膜活性肽,含有不常见的翻译后修饰氨基酸,如羊毛硫氨酸 (Lan)、β-甲基羊毛硫氨酸 (MeLan) 和脱水残渣[2]。翻译后肽修饰通常仅涉及氨基酸丝氨酸、苏氨酸和半胱氨酸,尽管赖氨酸、天冬氨酸和异亮氨酸残基也可能以修饰形式存在。目前记录的所有羊毛硫抗生素,都是由革兰氏阳性细菌产生的。

第II类:小型耐热细菌素

II 类包含小的热稳定性非羊毛硫氨酸肽,分为四组:IIa 类由具有 N 端共有序列的李斯特菌活性肽组成。IIb类是双肽细菌素。IIc 类包含 sec 依赖性细菌素,而 IId 类包含不属于 II 类中的三个组中的任何一个的小型热稳定非羊毛硫氨酸细菌素。该类细菌素具有极强的稳定性,nisin是其最具有代表性的一种。

这些细菌素可以定义为小(小于 10 kDa),不含任何不寻常的氨基酸,具有膜活性,耐热温度高达 100?C,或可高压灭菌。大多数这些细菌素的特征在于细菌素前体中所谓的双甘氨酸 (G-G) 加工位点。II 类细菌素具有多种特征,例如存在高含量的小氨基酸(如甘氨酸),具有强阳离子,pI 介于 8 和 11 之间,以及具有疏水性和两亲性结构域。

第III类:由大的耐热细菌素组成。

这些细菌素的大小超过 30 kDa。 细菌素 helveticin J 是该组的代表。细菌素的操纵子已被克隆,并在嗜酸乳杆菌中显示。

二、乳酸菌细菌素生物合成

细菌素的产生取决于微生物菌株和培养条件。细菌素是核糖体合成的肽,最初在生物学上是无活性的,后来经过修饰以达到活性状态。然后在它们被输出到细胞外之前,它们会被细菌素基因簇编码的蛋白质或氨基酸修饰。

I类(羊毛硫抗生素)细菌素生物合成的主要途径可以通过使用众所周知的乳酸链球菌素所遵循的途径来描述,尽管非羊毛硫抗生素细菌素存在细微差异,因为它们不需要掺入不寻常的氨基酸。(1)nisA基因被翻译成前乳链菌肽A肽;(2)nisB和nisC基因的产物将前体乳酸链球菌素A转化为前体乳酸链球菌素A。细菌素的表达受到外部诱导因子的调节,通常由生产菌株本身分泌,或者它可以是组成型的,而细菌素的生物合成取决于温度和pH等环境条件。

II类细菌素(小型耐热细菌素),例如来自植物乳杆菌的植物霉素, Plantaricin423是质粒编码的。然而,在产生多于一种细菌素的情况下,细菌素既可以是质粒编码的,也可以是染色体编码的。编码II类细菌素生产的基因组织在操纵子簇内,通常由编码前肽的结构基因、专用免疫基因、用于通过膜易位的ABC转运蛋白基因和用于输出细菌素的辅助蛋白基因组成。有时,也存在调节基因。大多数II类细菌素被生物合成为携带N末端前导肽和独特的双甘氨酸蛋白水解加工位点的无活性前肽,而IIc类细菌素具有sec型N末端信号序列。除片菌素PA外,其他II类细菌素为质粒编码的植物菌素423。Plantaricin423编码区具有与pediocinPA-1相似的操纵子结构。此外,II类细菌素还产生激活受调控基因转录的诱导因子。这种诱导因子构成了负责II类细菌素生物合成的信号转导系统的一部分。

编码这些蛋白质的基因与其他细菌素结构和加工基因在遗传上非常接近。LanI和LanEFG(多组分ABC转运蛋白)系统均已针对LAB进行了描述。尤其是LanI蛋白,通过阻止细菌素分子通过将它们推回而插入膜中形成孔,从而为生产细胞提供免疫力,从而控制膜中细菌素的浓度[3]。

微生物生长培养基的性质和组成会影响细菌素的产量在Goh和Phillip的一项研究中,使用MRS培养基从Weisellaconfusa产生了一种称为Weisellicin的细菌素。细菌素在培养8小时后开始形成,并在18小时内达到最佳产量。细菌素的抗菌活性在生长18至24小时之间持续,温度和pH值都必须针对细菌素的生产进行优化。

三、乳酸菌细菌素的应用

1.乳酸菌细菌素在果蔬制品方面的应用

水果和蔬菜产品通常含糖量高,水分含量也较高,不易保存,是大多数真菌生长的天然培养基。果蔬制品加工时为了保护其口感和营养价值,大多不能进行强力热杀菌处理。因此利用乳酸菌产生的细菌素作为防腐剂来保存水果和蔬菜的新鲜也是很好用的保质方法。

使用乳酸菌发酵处理是保存水果和蔬菜的传统方法。根据研究发现,水果和蔬菜在发酵的过程中,乳酸菌不仅能产生乳酸、双氧水和CO2等抗菌物质,另外细菌素也有很强的抗菌作用。细菌素现在常被用来当做防腐剂,它安全无毒,性质稳定,近些年来,已经被大量应用到果蔬防腐剂。

2.乳酸菌细菌素在生物制药方面的应用

目前,乳酸菌细菌素,应用在药物开发方面极具前景。由于乳酸菌细菌素,对于大多数病原体起到非常好的抑制作用,并且细菌素在现实中有很多方法可以产生,其稳定行好,对于人体细胞没有不良作用,也被生物制药产业广泛应用。

结束语

近年来,随着研究人员对乳酸菌产生的大量新型细菌素进行了分离、鉴定、研究,乳酸菌细菌素已广泛应用于抑菌添加剂、功能药物、保健食品和化妆品等领域。

参考文献

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[3] 丹彤,张和平.乳酸菌细菌素的分类、生物合成及其应用[J].中国乳品工业,2013,41(03):29-32.

作者:张丽莎

细菌素生物学论文 篇2:

细菌素的应用与发展研究(二)

摘 要:细菌素是一类具有抑菌活性的蛋白质,可以抑制许多革兰氏阳性菌。概述了细菌的分类、抑菌机理以及在食品工业中的应用。

关键词:细菌素;抑菌机理;食品工业

文献标识码:A

1 细菌素与抗生素的区别

细菌素可以安全有效地控制食品中病原菌的生长,两者的区别主要基于它们合成、作用方式、抗菌谱及毒理、抗药性机制之间的不同。1981年Hurst指出,既然细菌素不用于医学,可以将其称为“生物学食品防腐剂”。

细菌素通常是通过核糖体来合成,是真正的蛋白质类物质;而抗生素是通过酶促反应将初级代谢物转变为结构性的二级代谢物,诸如短杆菌肽S等,通过酶促反应把氨基酸转变为结构复杂的化合物。细菌素与抗生素的根本差别是:大部分细菌素只对近缘关系的细菌有损害作用,而且无毒、无副作用、无残留、无抗药性,同时也不污染环境。因此,细菌素的使用,可以部分减少甚至取代抗生素的使用。

2 细菌素的抑菌范围

细菌素通常由革兰氏阳性菌产生并可以抑制其它的革兰氏阳性菌,如乳球菌、葡萄杆菌、利斯特氏杆菌等,对大多数的革兰氏阴性菌、真菌等没有抑制作用。对于第一类细菌素可以抑制许多革兰氏阳性菌,如Nisin抑制葡萄球菌属、链球菌属、小球菌属和乳杆菌属的某些菌种,抑制大部分梭菌属和芽孢杆菌属的孢子;嗜酸乳杆菌和发酵乳杆菌产生的细菌素对乳杆菌、片球菌、明串球菌、乳球菌和嗜热链球菌有抑制作用。

3 细菌素的应用

3.1 细菌素在食品业的应用

细菌素由于无毒、无副作用、无残留、无抗药性,并可以抑制或杀死一些食物腐败菌,具有一定的热稳定性,易被人体消化道的部分蛋白酶降解,因此不会在体内积蓄引起不良反应,也不会影响抗生素的活性,在食品中易扩散,使用较方便,同时也不污染环境因而受到食品业的青睐。作为乳酸菌的产物,Nisin的使用已有了很长的一段历史。

部分细菌素已广泛用于肉类工业、奶制品工业、酿酒和粮食加工等。在西方,细菌素已用于奶制食品中,可以抗Clostridial和Listeria。例如,Nisin可以控制奶酪中ebotulinum的孢子生长,并已成为巴氏灭菌精制奶、糊状食品最有效的防腐剂。添加Nisin可防止牛乳和乳制品的腐败,延长货架期。由于Nisin在偏酸性下较稳定,且易溶解,所以在酸性罐头食品中添加比较合适,同时还可降低罐头的灭菌强度,提高罐头的品质。Nisin在酒精饮料中应用也比较广泛,由于Nisin对酵母菌没有抑制作用,所以对发酵没有任何影响,并可以很好地抑制革兰氏阳性菌,保证产品质量。目前Nisin在全世界范围内的各种食品中得到了应用。现在许多研究证明,产生细菌素的发酵剂在发酵过程中可以防止或抑制不良菌的污染,因而将产细菌素的乳酸菌加入到食品中比直接加细菌素更好。但细菌素抗菌谱有一定的范围,为扩大其抑菌范围,可将几种细菌素或将其与其它来自于动植物(如抗菌肽)等的天然食品防腐剂配合使用,利用它们的协同作用,增强抑菌范围及强度,或与部分化学防腐剂络合使用,既可增加抑菌范围又可减少化学防腐剂的使用。

3.2 细菌素在饲料中的应用及展望

细菌素目前广泛使用于食品中,饲料中应用较少。细菌素在饲料中要广泛使用,必须具有安全性和有效性。Bhunia等(1991)用细菌素Pediocin AcH对小鼠和兔分别进行皮下注射、静脉注射和腹腔注射,在免疫研究时发现,Pediocin AcH没有产生任何不良反应和致死作用。细菌素在食品上的直接使用,也说明了细菌素对动物和人类是安全的。

细菌素在饲料中的应用可以有两个方面:1)防止饲料本身被沙门氏菌等致病菌污染;2)作为饲料添加剂,防止致病菌对动物肠道的危害。由于细菌素大多抗菌谱比较窄,因此选择恰当的细菌素既可以防止动物受某些肠道致病菌的危害,而又不至于影响动物肠道其他有益微生物。

产生细菌素的益生菌类乳酸菌,尤其乳杆菌是动物肠道中的优势菌,这些益生菌产生的细菌素可以对宿主动物胃肠道进行生态调节。随着益生菌在动物诸如猪、狗、牛胃肠疾病防治方面研究的深入,益生菌的作用,已被越来越多的人们所接受。目前美国饲料益生菌销售额己超过3000万美元,主要菌种为嗜酸乳杆菌和双歧杆菌。但是益生菌的作用效果,并不如预期的那样理想,这主要是对益生菌的作用机理还不太清楚,从而在选择菌种方面存在一定的盲目性。因为决定肠道优势菌的因素,不仅取决于菌种的产酸能力,而且还与菌种是否产生细菌素等因素有关,尤其与菌种的宿主专一性有很大关系。研究肠道微生物类群与细菌素的关系,可以更有效地选择益生菌菌种,使它们能更好地定植于肠道系统中,发挥出更多的功效。我国于1994年批准使用的益生菌有6种:芽孢杆菌、乳酸杆菌、粪链球菌、酵母菌、黑曲菌、米曲菌。其中乳酸杆菌和粪链球菌为肠道正常微生物,芽孢仟菌具有较高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性,可明显提高动物生长速度和饲料利用率,于是许多生产厂家将这些菌配合起来进行使用,但是配合以后菌体活性是否受影响却并没有作深入研究。据报道(Rogers,1928),乳酸杆菌产生的细菌素Nisin的抗菌谱中,就包括粪链球菌和芽孢杆菌中的一些种,特别是它抑制芽孢的形成,在乳酸杆菌与一些粪链球菌和芽抱杆菌联合使用时,极有可能产生颉抗作用。因此研究细菌素的作用机理,对研究益生菌之间的关系也很有帮助。细菌素不仅具有与抗生素饲料添加剂相似的有益作用,而且无毒、无副作用、无残留、无抗药性,同时也不污染环境,所以细菌素将会在饲料中得到广泛应用。

参考资料

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[2]李亚玲.乳酸片球菌細菌素的分离纯化及理化性质研究[D].天津大学,2007.

作者:李 炜

细菌素生物学论文 篇3:

牙菌斑生物膜的细菌生长抑制因子

[摘要]牙菌斑生物膜中的细菌是龋病发生的先决条件,而口腔内存在多种细菌生长的抑制因子,它们对细菌的生长或菌斑的形成起一定抑制作用。细菌生长的抑制因子主要来自宿主和细菌本身产生的细菌素以及其他代谢产物,本文就致龋菌生长抑制因子的种类及作用的研究进展作一综述。

[关键词]龋病;牙菌斑;抑制因子;细菌素

Growth inhibition factors for the bacteria consist of dental plaque biofilmWu Guitang, Zhou Lili, Liu Xingrong.(Dept. of Oral Medicine, The Affiliated Hospital of Stomatology of Luzhou Medical School, Luzhou 646000, China)

[Key words]dental caries;dental plaque;inhibition factors;bacteriocin

牙菌斑生物膜中有200~400种细菌,但其中仅1%~10%可以培养,以厌氧菌居多,主要致龋菌为变异链球菌(Streptococcus mutans,S.mutans),其次是乳杆菌和黏性放线菌。细菌的致龋性基于其对牙齿表面强大的附着能力,利用蔗糖产酸以及耐酸能力;而来自宿主口腔内的某些成分有起到抑制细菌生长,并且细菌产生的细菌素通过抑制蛋白质合成,影响DNA代谢和能量代谢等来杀伤细菌细胞,在牙菌斑生态中起一定的调节作用。本文就细菌生长的抑制因子作一综述。

1来自宿主的成分

1.1溶菌酶

溶菌酶是一种相对分子质量低,不耐热的由多个基因控制的碱性蛋白。口腔内的溶菌酶主要来自大唾液腺、唇部小唾液腺、龈沟液及游走进入口腔的白细胞。溶菌酶作用于革兰阳性细菌胞壁氨基多糖N-乙酰胞壁酸与N-乙酰葡糖胺之间β-1,4糖苷键、肽链断裂,细胞内容物逸出而产生溶菌作用。溶菌酶以2种形式存在于唾液:1)游离型;2)与阴离子蛋白和多糖构成可逆的复合物型。具有抗体非依赖性防御功能,其抗菌活性是聚集细菌,导致菌细胞解链,妨碍胞内代谢,改变细胞通透性,以致抑菌、溶菌、杀菌。Li等[1]用抗体检测出牙齿釉质表面覆盖的薄膜中含有溶菌酶的多种蛋白质,该薄膜在釉质和口腔环境之间提供保护性的界面。研究显示,溶菌酶等小分子物质处于口腔疾病防御的第一防线,可以影响口腔中的生态环境,继而影响唾液中的链球菌种类和牙齿表面菌斑的组成成分。唾液溶菌酶水平与牙菌斑的形成和龋齿的发生有密切关系,溶菌酶水平越低,牙菌斑和龋齿越容易发生[2]。

1.2特异性抗体

唾液中最重要的特异性抗体是分泌型免疫球蛋白(secretory immunoglobulin A,SIgA),在唾液总抗体中的质量分数占45%,来源于机体的黏膜共同免疫系统,由腺体内浆细胞和黏性腺上皮合成。SIgA根据其重链的不同将其分为2种亚类,即SIgA1和SIgA2。在分泌液中占总量的50%~ 74%。SIgA1在唾液和菌斑内易被血链球菌、缓症链球菌等细菌产生的蛋白水解酶降解;而SIgA2因为分泌片的保护,能够抵挡蛋白水解酶的消化作用,维护SIgA结构的完整性。SIgA可以结合细菌的表面结构或表面抗原,阻止、干预细菌对牙面或黏膜的附着,通过凝集作用使细菌聚集成丛而被清除。S.mutans对唾液包被的羟磷灰石的黏附会被人体自然产生的SIgA所抑制。Jia等[3]在动物模型免疫防龋的研究中发现,被动免疫和主动免疫可以诱导、促进唾液和血清特异性IgA抗体的产生。在口腔环境中,IgA主要的生物学作用:1)通过凝结作用抑制细菌在口腔内定居;2)结合细菌的特殊抗原干扰细菌黏附;3)影响细菌代谢的特殊活性。

1.3黏蛋白

黏蛋白是一种结合有糖链的特异蛋白,是黏液腺的主要有机成分,由下颌下腺、舌下腺和大量的小唾液腺所分泌。人类唾液黏蛋白主要有2种类型:高相对分子质量唾液黏蛋白(high-molecular-weight mucin,MG1)和低相对分子质量唾液黏蛋白(low-molecular-weight mucin,MG2),并且能被细菌识别而与之结合,导致细菌的凝集使之失去附着至软、硬组织的能力,进而通过唾液流动的冲刷和吞咽被迅速排出口腔。虽然二者在理化性质上有很多共同点,但其结构和功能上却存在明显的差异。MG1亚硫酸盐较多,对羟磷灰石亲和力大,是牙齿初期获得性膜的组成成分,对牙齿起一定的保护作用,并可借助其疏水键覆盖于黏膜表面,维护黏膜湿润,减少咀嚼时的摩擦力,阻止致病菌、潜在微生物以及酸和蛋白水解酶的侵入,保护口腔软组织。徐燕等[4]就人类唾液黏蛋白对口腔S.mutans凝集影响的实验研究表明:MG1对3种链球菌均具有一定的凝集作用,但作用低于腮腺外唾液(extraparotid saliva,EPS),因ESP中还含有MG2。同时,MG1与链球菌的凝结作用与其浓度相关,从颌下/舌下腺唾液纯化的MG1能有效地抑制有机酸对牙面釉质的脱矿作用,起到保护牙齿的作用。MG2对牙面的亲和力不高,但其独特的功能在于其内含大量的神经氨酸,能与一些细菌发生特异性作用,还能与血链球菌和轻链菌结合,促进细菌凝集成团,有利于细菌从口腔中清除,调节口腔菌丛,防止龋病和牙周病的发生和发展。

1.4过氧化物酶系

过氧化物酶是一种血红蛋白酶,与唾液中的硫氰酸盐组成抗菌系统,主要作用于一些需氧菌和碱性厌氧菌。酶氧化的产物亚硫酸氰酸能氧化细胞壁和胞内的硫醇基,使细菌延迟生长和代谢,唾液中存在的过氧化物酶系统对龋病的发生起一定的抑制作用。亚硫酸氰酸是一种有毒物质,能够有效地干扰细菌代谢并终止糖酵解过程,是控制口腔菌群非常重要的物质。

1.5乳铁蛋白

乳铁蛋白(1actoferrin,LF)是一种和铁结合的糖蛋白,其抗菌功能主要与其分子结构特性有关。结合Fe3+,限制细菌生长被认为是LF的一种重要抗菌机制。铁是大多数细菌生长所必需的金属离子,LF通过螯合Fe3+限制细菌对Fe3+的利用,抑制链球菌等生长[5]。LF能够抑制细菌生物膜的形成。Weinberg[6]认为在细菌生物膜形成的初始黏附、发展和成熟阶段,均需Fe3+介导。LF分子有多种抗菌机制,如与负电性的生物大分子结合或是发挥蛋白水解酶活性降解细菌黏附蛋白等。LF对革兰阳性菌的杀菌机制与两亲性抗菌肽作用机制相似,即阳离子性氨基酸残基与膜上带负电荷的磷壁酸通过静电相互作用结合两亲性的氨基酸残基打破了细菌内膜的非极性环境,造成膜通透性发生改变,使菌体内容物外泄而致死[7-8]。当然,LF在通过与铁结合,抑制细菌生物膜形成,破坏细胞膜稳定性,降解细菌毒力蛋白,防止致病菌入侵等多种方式发挥其抗菌作用的同时,也在很大程度上受制于体外实验条件,如环境pH、温度、LF饱和度、缓冲液等。

2来自细菌的细菌素

细菌素是由具有染色体外基因的细菌合成的一种杀菌性蛋白质,通过抑制蛋白质的合成,影响DNA代谢和能量代谢等发挥杀伤菌细胞的作用。牙菌斑中既有产生细菌素的细菌,也有对细菌素敏感的细菌,因此细菌素在调节牙菌斑生态中起一定作用。来自细菌的细菌素主要有变链素、血链素和乳杆菌素。

2.1变链素

由S.mutans产生的细菌素叫变链素。目前已有多种变链素被分离和纯化,并完成氨基酸序列和基因序列的分析。S.mutans是龋病的主要致龋菌,对其变链素的研究可为进一步了解S.mutans与口腔微生态的关系,龋病的生态防治等提供理论依据。S.mutans至少可以产生5种细菌素:变链素Ⅰ~Ⅴ。变链素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ属于含羊毛硫氨酸的乳链菌肽,抗菌谱相对较宽,变链素Ⅳ、Ⅴ则是未修饰的非乳链菌肽。Qi等[9]发现Ⅰ型变异链球菌株UA140能产生2种细菌素:一种属于羊毛硫细菌素,即变链素Ⅰ;另一种却属于非羊毛硫细菌素,即变链素Ⅳ。变链素Ⅳ对缓症链球菌家族成员的作用特别活跃。李颂等[10]对变链素粗提物活性的研究发现,10 mL液体的粗提物可形成直径19 mm的抑菌环,这表明粗提物具有抗菌活性。将粗提物加热到80℃,抗菌活性则可维持120 min,表明其中含有热稳定性抗菌物质。变链素的作用与S.mutans在口腔生物膜中的普遍存在及成功定植相关。一些细菌素也可抑制血链球菌的生长,这可能是在S.mutans水平较高的菌斑中血链球菌水平较低的原因之一。一些生物膜成员的细菌素表达可能决定了其共生菌的种类,随着对类似变链素这类抗生素的进一步研究,利用其抗菌活性高、抗菌谱广、靶菌株不易产生抗性突变等优点为新一代抗龋疫苗提供了广阔前景[11]。

2.2血链素

在牙菌斑的早期定居菌中,S.mutans并不占主导地位,因其与获得性膜的直接结合能力远逊色于早期定居菌之一的血链球菌。血链球菌对于其他细菌在口腔的黏附、定植具有重要的生物学作用。S.mutans与血链球菌为了竞争牙面生态位点存在着相互拮抗的关系,而这种拮抗关系与其细菌素及细菌素样物质有关。寇育荣等[12]对血链球菌产生的血链素的分离纯化、抑菌活性、抑菌机制等方面都进行了深入的研究,且研究主要集中在与牙周病的关系及防治方面,认为血链球菌产生的细菌素对牙周可疑致病菌具有较强的拮抗作用,而血链素在龋病发生发展及防治中的作用认识有限。研究[13]发现,血链球菌10556产生的新的抗菌蛋白可能用于预防和治疗龋病。

2.3乳杆菌素

乳杆菌是口腔的正常菌群,可定植在口腔的各个部位,尽管其数量只占口腔细菌的1%,但却与龋病的发生有着重要的联系,特别是根面龋和牙本质龋。乳杆菌产生的细菌素统称乳杆菌素。现在已发现了多种乳杆菌的细菌素,但它们的作用方式、相对分子质量及生化特性不尽相同,抑菌范围也不一样。有研究报道的由戊糖乳杆菌产生的细菌素有广泛的抑菌谱,尤其对李斯特菌有较强的抑制作用;而有些乳杆菌所产生的细菌素其抑菌范围较窄,只对亲缘关系较近的乳杆菌有抑制作用。Smith等[14]对93例患龋者的菌斑和唾液进行研究,共得到104株分离株,其中乳杆菌65株占62.5%。他们测试了分离得到的所有乳杆菌产生的细菌素对大肠杆菌属、沙门菌属、志贺菌属、克雷伯菌属及弯曲杆菌属细菌的作用,发现除丙酸杆菌外其他乳酸菌产生的细菌素至少能抑制1种指示菌,其中嗜酸乳杆菌与龋病关系最为密切。Chumchalová等[15]对嗜酸乳杆菌CH5产生的细菌素acidocin5进行鉴定和提纯,证明了该细菌素有较宽的抗菌谱。Deraz等[16]研究嗜酸乳杆菌DSM20079产生的细菌素acidocin 20079的物理化学性质,测定了该细菌素的部分肽段序列和二级结构,并证实acidocin 20079的活性伴有细胞溶解的杀菌作用。

2.4其他细菌素

近年来众多学者对口腔内的细菌尤其是与龋病相关的细菌素进行了大量研究。如研究发现,含乳链菌素3147的食物能有效抑制口腔内的变异链球菌。唾液链球菌K12产生的细菌素可被用作口腔抗微生物的靶标[17]。Horz等[18]评估唾液链球菌K12的分布和保留时间,结果发现唾液链球菌K12有控制口腔感染的潜力。口腔卟啉单胞菌和产黑色素的普雷沃菌产生的黑色素菌素可抑制口腔中不产黑色素的革兰阴性无牙胞厌氧杆菌如口腔普雷沃菌、梭杆菌等,还可以抑制口腔链球菌如唾液链球菌的生长。

3细菌的代谢产物

牙菌斑生物膜的物质代谢包括糖类、蛋白质、脂肪、氨基酸和尿素等,其中与龋病关系密切的是糖类和碱性物质的代谢。细菌代谢产生的有机酸主要有乳酸、甲酸、乙酸和丙酸等。这些产酸菌在降低环境pH的同时也抑制了非耐酸菌的生长,韦荣菌利用其他菌产生的乳酸作为能源使菌斑pH上升。血链球菌产生的H2O2能抑制乳杆菌和放线菌的生长。同时菌斑内碱性物质的代谢主要是尿素的水解。菌斑中的氨基酸可以被细菌利用,在氨基酸发生脱羧作用时会产生胺和CO2,使pH上升。牙菌斑生物膜内反复进行酸碱物质的代谢活动,对菌斑pH起重要作用,也与牙菌斑的致龋性密切相关。

4参考文献

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作者:吴桂堂

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