乳酸乳球菌LYSO溶菌酶介导接触依赖性抑制单核细胞增生李斯特菌的分子机制研究

为解决食品中单核细胞增生李斯特菌（L. monocytogenes）的生物防控难题，法国Oniris等机构的研究团队通过蛋白质组学和基因表达分析，揭示了乳酸乳球菌（L. carnosus）CNCM I-4031通过分泌LYSO溶菌酶（含Lysozyme_like结构域）介导接触依赖性抑制（CDI）的分子机制。该研究首次在革兰氏阳性菌中发现具有CDI功能的细菌素，为食品生物防腐提供了新靶点。

　　

论文解读

在食品工业中，单核细胞增生李斯特菌（L. monocytogenes）是威胁食品安全的重要病原体，其引发的李斯特病死亡率高达20%-30%。传统化学防腐剂因健康隐患面临淘汰，而乳酸菌（LAB）的生物防腐潜力受限于机制认知不足。以往研究认为LAB主要通过分泌细菌素（Bacteriocin）或有机酸抑制病原体，但法国Oniris等机构发现，乳酸乳球菌（L. carnosus）CNCM I-4031能通过直接细胞接触（非分泌性机制）抑制李斯特菌，这一反常现象背后的分子机制亟待解析。

研究人员采用无标记定量蛋白质组学（LC-MS/MS）和qRT-PCR技术，对比分析了L. carnosus单独培养与共培养时的细胞膜蛋白差异。通过构建基因敲除株和体外酶活实验，验证了关键效应蛋白的功能。样本来源于实验室培养的L. carnosus CNCM I-4031和L. monocytogenes ScottA标准菌株。

研究结果
差异蛋白鉴定
共鉴定到42个显著差异蛋白（27个上调），其中表面蛋白LYSO（SCA91560.1）在共培养时表达量提升2倍以上。该蛋白含Sec信号肽和C端Lysozyme_like结构域（Pfam PF13702），预测为肽聚糖水解酶。

LYSO的毒性机制
将LYSO靶向大肠杆菌周质空间（而非胞质）可导致细胞裂解（OD₆₀₀下降80%）。纯化的His-LYSO在zymogram实验中显示出对李斯特菌肽聚糖的特异性水解活性（25 kDa清晰条带），但对自身菌株无作用，暗示存在自我保护机制。

基因敲除验证
ΔLYSO突变株的抑制活性降低10倍（p<0.05），但未完全消失，提示可能存在T7SSb分泌系统或PLY蛋白（含LysM结构域）的协同作用。

讨论与意义
该研究首次在革兰氏阳性菌中发现具有CDI功能的细菌溶素LYSO，其通过Sec途径分泌后锚定在细胞表面，通过局部接触破坏靶细胞肽聚糖。这一发现突破了传统细菌素的作用范式，为食品生物防腐提供了新思路。值得注意的是，LYSO的活性受严格的空间调控——仅当定位至靶细胞周质时才触发裂解，而生产者通过未知的免疫机制避免自伤。未来研究需解析LYSO的转运机制及其与T7SS-LXG毒素系统的协同关系。论文发表于《Scientific Reports》，为开发基于接触依赖性抑制的精准抗菌策略奠定了理论基础。