内生芽孢杆菌合成伊枯草菌素 C3的抗菌及抗生物膜特性研究

为探究伊枯草菌素 C3特性，研究人员从内生芽孢杆菌入手，发现其抗菌、抗生物膜，有潜在应用价值。

　　伊枯草菌素（Iturin）是一类具有多种同源衍生物的环状七肽，拥有广谱抗菌和抗生物膜的特性。本研究旨在阐明由内生细菌芽孢杆菌（Bacillus）属 LLB - 04 菌株产生的伊枯草菌素 C₃生物表面活性剂（BS）的结构和抗菌功效。芽孢杆菌属 LLB - 04 菌株是在冬季从半寄生植物红花寄生（Scurrula parasitica L.）的叶片中分离得到的。该生物表面活性剂是在营养肉汤（NB）培养基中通过 120 小时的静态分批培养产生的，并通过一系列溶剂系统进行提取。生物表面活性剂经溶剂分级分离和制备型高效液相色谱（HPLC）方法纯化，然后通过多种分析方法对其进行结构表征。研究人员测试了它对 0 - 18 小时的皮肤和食源性病原体的抗菌和抗生物膜活性。此外，在生物膜抑制浓度（BIC）下检测了其对细胞聚集以及细菌细胞在聚苯乙烯和导尿管上黏附的影响。同时，研究人员还测试了生物表面活性剂（0 - 1.568mg/ml）对人胚胎肺组织 L - 132 和人肺泡上皮癌细胞系的细胞系毒性，并使用标准方法研究了其计算机模拟作用模式。对培养 96 小时收获的生物表面活性剂进行光谱研究后发现，芽孢杆菌属 LLB - 04（GenBank 登录号：MF037706）产生的生物表面活性剂为伊枯草菌素 C₃。该生物表面活性剂具有广谱抗菌性，最小抑菌浓度（MIC）值范围为 0.1 - 1.6mg/ml，在 18 小时的细胞中，平均生物膜抑制浓度（BIC）为 0.8 - 1.6mg/ml，在 1.6mg/ml 的浓度下，生物膜形成的抑制倍数高达 46.4 倍。它还能够破坏 40 - 48 小时形成的成熟生物膜，并且与链霉素（枯草芽孢杆菌 MTCC 411、大肠杆菌 MTCC 730）、环丙沙星（枯草芽孢杆菌 MTCC 411、大肠杆菌 MTCC 730）和万古霉素（表皮葡萄球菌 MTCC 3086、枯草芽孢杆菌 MTCC 411）具有协同作用。该生物表面活性剂在 0.1 - 0.8mg/ml 的浓度范围内对癌细胞系具有抗增殖活性。计算机模拟的蛋白质 - 配体相互作用预测表明，它可以与皮肤和食源性病原体的不同膜蛋白相互作用。因此，该研究首次揭示了内生芽孢杆菌属可用于大规模生产伊枯草菌素 C₃，这种物质可用于对抗皮肤和食源性病原体的生物膜形成和细胞黏附。