β-折叠富集的鸡蛋清溶菌酶淀粉样纤维对食源性致病菌的抗菌活性增强机制研究

推荐：针对抗生素耐药性(AMR)问题，研究人员通过将鸡蛋清溶菌酶(HEWL)在57°C、pH 2.2甘氨酸溶液中改性为富含β-折叠的淀粉样纤维，显著提升其对副溶血弧菌(V. parahaemolyticus)、嗜水气单胞菌(A. hydrophila)和藤黄微球菌(M. luteus)的抗菌活性，最低抑菌浓度(MIC)分别降至125 μmol/L、62.5 μmol/L和0.025 μmol/L。该研究揭示了β-折叠构象通过破坏细菌细胞壁和膜结构发挥抗菌作用，为食品包装和动物饲料提供了新型抗菌剂候选。

　　

抗生素的过度使用导致耐药性(AMR)成为全球公共卫生重大威胁，寻找能直接破坏细菌细胞结构且不易诱发耐药的新型抗菌剂迫在眉睫。鸡蛋清溶菌酶(HEWL)虽具有天然抗菌性，但其酶活性主要针对革兰氏阳性菌，且对革兰氏阴性菌因外膜屏障作用效果有限。有趣的是，阿尔茨海默病相关的β淀粉样蛋白(Aβ)等具有β-折叠结构的蛋白已被证明可通过膜破坏作用发挥抗菌功能，这为改造HEWL提供了新思路。

中国农业科学院的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表研究，通过将HEWL在57°C、pH 2.2甘氨酸溶液中孵育7天，成功制备出富含β-折叠的淀粉样纤维。关键技术包括透射电镜(TEM)观察纤维超微结构、圆二色谱(CD)分析二级结构、牛津杯法和TTC显色法测定抗菌活性，以及通过AKP泄漏和LPS释放实验揭示膜损伤机制。

研究结果
3.1 形态与结构特征
TEM显示HEWL纤维呈宽度约20 nm的短棒状，中心具有刚性轴。CD分析表明β-折叠含量从天然HEWL的22.8%提升至44%，α-螺旋则从25.9%降至9.6%，证实构象发生根本转变。

3.2 酶活性变化
以溶壁微球菌(M. lysodeikticus)为底物检测发现，纤维化HEWL的相对酶活性下降35.5%，说明抗菌增强与酶解作用无关。

3.3 抗菌活性突破
牛津杯实验显示改性HEWL对V. parahaemolyticus、A. hydrophila和M. luteus的抑菌圈直径分别达14.33 mm、15.43 mm和34.17 mm。MIC值较天然HEWL降低4000倍以上（M. luteus仅需0.025 μmol/L）。扫描电镜(SEM)观察到细菌细胞壁破裂、膜结构塌陷等损伤。

3.4-3.5 作用机制解析
处理3小时后，1×MIC浓度即可引起AKP从细胞壁泄漏（P<0.01），证实β-折叠纤维破坏肽聚糖层；革兰氏阴性菌外膜LPS释放量显著增加（P<0.05），表明β-折叠通过疏水相互作用破坏膜完整性。

结论与意义
该研究首次证实HEWL淀粉样纤维的抗菌增强源于β-折叠构象对细菌膜结构的物理破坏，这种非酶作用机制可规避传统耐药性问题。尤其对水产品致病菌V. parahaemolyticus的显著抑制效果（MIC 125 μmol/L），为水产养殖业提供了新防控策略。研究还发现纤维化HEWL在近中性环境中结构稳定，利于实际应用。未来需进一步评估其溶血性和体内安全性，但已展现出作为食品防腐剂或饲料添加剂的巨大潜力。