海藻寡糖负载内溶素LysPA26新型生物复合物的开发与特性研究:理化性质及抗菌活性分析

【字体: 时间:2025年06月19日 来源:Reactive and Functional Polymers 4.5

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  为解决内溶素LysPA26(LP26)在极端环境下易失活的问题,研究人员开发了基于海藻寡糖(AOS)的LP26固定化生物复合物。通过酸/碱法合成,FTIR和UV-Vis证实了酶功能保留,固定化效率>90%。Tris-HCl法复合物展现更高胞壁溶解活性,对铜绿假单胞菌等革兰阴性菌有效,为拓展抗菌应用提供新策略。

  

抗生素耐药性危机催生了新型抗菌剂的研发热潮,内溶素(endolysin)作为噬菌体衍生的酶类武器,能精准切割细菌细胞壁肽聚糖。然而,LysPA26(LP26)这类球形内溶素面临严峻挑战——极端pH、二价阳离子或高温会使其失活,甚至可能被某些微生物当作"营养餐"。更棘手的是,游离酶在复杂环境中难以维持稳定活性。如何为LP26打造"防护装甲"成为突破瓶颈的关键。

来自中国的研究团队在《Reactive and Functional Polymers》发表的研究中,创新性地选用海藻寡糖(alginate oligosaccharides, AOS)作为分子盔甲,通过酸性(乙酸)和碱性(Tris-HCl)两种工艺将LP26固定化,构建出新型生物复合物。他们发现,这种设计不仅能保护酶活性,还能增强对多重耐药菌的杀伤力,为对抗"超级细菌"提供了新思路。

研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)追踪AOS与LP26的化学键合,紫外-可见光谱(UV-Vis)确认酶结构完整性。通过比较两种合成路线的固定化效率(均>90%),结合胞壁溶解活性(muralytic activity)检测评估功能保留情况。最后选用铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)等5种病原体进行抗菌效力验证。

Abstract
研究证实LP26成功固定在AOS骨架上,FTIR谱图中新出现的N-H键(3289 cm-1
)和C=O键(1654 cm-1
)振动峰证实共价结合,UV-Vis显示LP26特征吸收峰(280 nm)保留,表明酶活性中心未受损。

Physico-chemical characterization
Tris-HCl法制备的复合物展现更强的酰胺I带红移(从1647→1654 cm-1
),提示AOS与LP26形成更多氢键。该组样品在37℃保存7天后仍保留82%活性,显著优于游离酶(仅41%)。

Antibacterial activity
对革兰阴性菌P. aeruginosa的抑菌圈直径达18.3±0.5 mm,但对沙门氏菌(S. enterica)无效,可能与后者肽聚糖中罕见的D-谷氨酸交联有关。值得注意的是,复合物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的试验显示潜在交叉活性。

这项研究开创性地将AOS的稳定特性与LP26的精准杀菌能力相结合。讨论部分指出,Tris-HCl环境可能暴露LP26的赖氨酸残基,促进其与AOS的席夫碱反应,这为优化固定化策略提供了分子基础。尽管对某些病原体效果有限,但该技术路线为设计"智能型"抗菌材料指明了方向——未来或可通过修饰AOS的硫酸化程度来靶向特定病原体。论文最后强调,这种生物复合物在伤口敷料和食品防腐领域具有转化潜力,但需进一步解决大规模生产的工艺标准化问题。

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