编辑推荐：
研究人员通过挖掘科蒂亚奶酪宏基因组，表达出新型 II d 类抑菌肽 QC1 和 QC2，对李斯特菌有抑制作用，有潜在应用价值。
在食品的世界里，微生物的存在就像一把双刃剑。一方面，一些微生物是食物发酵和保存的 “小帮手”，比如乳酸菌能助力酸奶发酵；但另一方面，有害微生物却常常 “搞破坏”，成为威胁食品安全和人类健康的 “小恶魔”。像李斯特菌（Listeria monocytogenes），它能在低温、高盐等恶劣环境中生存，悄悄潜伏在各种食物里，引发严重的食源性疾病 —— 李斯特菌病（listeriosis）。据统计，在美国，每年有 1600 例食源性疾病由它引起，死亡率高达 16% 。而且，全球抗生素耐药性问题日益严峻，寻找新的抗菌物质迫在眉睫。
在这样的背景下，来自墨西哥国立自治大学（Universidad Nacional Autónoma de México）等机构的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Probiotics and Antimicrobial Proteins》杂志上。他们把目光投向了科蒂亚奶酪（Cotija cheese），这种用未经巴氏杀菌牛奶制成的墨西哥传统手工奶酪，不仅承载着历史文化，还有独特的微生物世界。研究人员期望从其中找到对抗李斯特菌的 “秘密武器”。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先是宏基因组挖掘技术，他们在科蒂亚奶酪的宏基因组数据中筛选可能编码抑菌肽（bacteriocins）的基因序列；接着利用基因克隆和亚克隆技术，将目标基因导入大肠杆菌（Escherichia coli）中进行异源表达；通过琼脂扩散试验、酶谱分析、蛋白质免疫印迹（western blot）、最小抑菌浓度（MIC）测定等实验，对表达出的抑菌肽的抗菌活性、分子质量等进行定性和定量分析；还用亲和层析技术纯化抑菌肽，并研究其热稳定性。
下面来看看具体的研究结果：
- 宏基因组抑菌肽的计算机模拟表征：通过生物信息学分析，在科蒂亚奶酪细菌宏基因组中发现了 43 个含有抑菌肽或免疫基因的重叠群（contigs）。经过筛选和分析，确定了两个未被研究过的假定抑菌肽基因 QC1 和 QC2，它们编码的抑菌肽属于 II d 类，且都有相邻的免疫基因。从进化树分析可知，QC1 和 QC2 与数据库中已知的抑菌肽序列有差异，具有一定的新颖性。同时，对其三维结构的预测显示，QC1 有两个 α - 螺旋结构，与已知的某些抑菌肽结构相似；QC2 有独特的 N 端区域和五个反平行 β - 折叠结构12。
- 抗菌活性评估：将 QC1 和 QC2 在大肠杆菌 BL21 (DE3) 中异源表达，并对表达产物进行抗菌活性测试。琼脂扩散试验表明，这两种异源抑菌肽对李斯特菌有拮抗活性，而宿主菌株提取物则无此活性。最小抑菌浓度测定结果显示，QC1 和 QC2 对李斯特菌的 MIC 均为 78 μg/mL，虽然比阳性对照乳酸链球菌素（Nisaplin?）的 MIC（12.5 μg/mL）高，但也表明它们具有一定的抗菌潜力。此外，这两种抑菌肽对其他测试的细菌，如金黄色葡萄球菌（Staph. aureus）、蜡样芽孢杆菌（B. cereus）等均无活性，说明它们的抗菌谱较窄34。
- 新型抑菌肽 QC2 的表征：对 QC2 进行进一步研究，通过酶谱分析、蛋白质免疫印迹和亲和层析等技术，确定了其分子质量约为 13.9 kDa，并成功对其进行了纯化。热稳定性测试发现，QC2 在 50℃和 70℃处理 30 分钟后仍能保持活性，但在 90℃处理相同时间后活性丧失56。
综合研究结论和讨论部分，研究人员成功从科蒂亚奶酪宏基因组中挖掘并表达出两种新型抗李斯特菌的 II d 类抑菌肽 QC1 和 QC2。它们抗菌谱窄，能特异性针对李斯特菌，在食品生产中应用可避免影响发酵产品中的共生菌群。其对李斯特菌的 MIC 与其他乳酸菌产生的抑菌肽相比有一定竞争力。不过，在商业化之前，还需要对它们进行全面的特性研究，包括细胞毒性测试、作用机制、抗菌谱、释放模式、稳定性等。鉴于食源性李斯特菌病对公众健康的威胁，尤其是与乳制品相关的感染风险，这两种新型抑菌肽有望作为抗李斯特菌的消毒剂，应用于挤奶设备或食品加工设施表面。该研究为后续在食品工业中利用这些抑菌肽奠定了基础，未来若能在公认安全（GRAS）的微生物中表达它们，将更有利于其实际应用。
