亚洲地区幽门螺杆菌菌株的抗微生物组、毒力组、抗防御机制及前噬菌体研究

研究人员针对海藻生物活性成分利用率低的问题，创新性地采用土著芽孢杆菌（Bacillus spp.）发酵红藻Halymenia durvillei（H. durvillei），通过监测pH、还原糖和微生物生长动态，发现B. safensis（FHBS）发酵产物抗菌（MIC 2.5-5 mg/mL）、抗氧化（IC50 8.15 mg/mL）和抗蠕虫（LC50 2.25 mg/mL）活性显著提升，ESI-MS/MS鉴定出45种新化合物包括表面活性素簇和维生素K2，为海洋生物制品开发提供新策略。

　　

研究背景与意义

海藻作为传统食材和药物来源，其复杂的细胞壁结构严重限制了生物活性成分的释放。红藻Halymenia durvillei虽富含抗菌、抗氧化成分，但现有加工技术难以突破其生物利用度瓶颈。与此同时，土著微生物因其与宿主的协同进化关系，在生物转化领域展现出独特优势。如何通过微生物发酵解锁海藻的药用潜力，成为海洋生物技术领域亟待解决的关键问题。

研究设计与方法

圣卡洛斯大学（University of San Carlos）的研究团队创新性地选取三种从H. durvillei表面分离的土著芽孢杆菌（B. altitudinis、B. australimaris和B. safensis）进行15天静态发酵。通过监测pH、还原糖（DNS法）和菌落计数（TPC法）评估发酵效率，采用DPPH法测自由基清除率，以大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）测试抗菌活性（MIC/MBC），并建立Mesorhabditis sp.蠕虫模型评价抗寄生虫效果。关键代谢物通过高分辨ESI-MS/MS结合GNPS数据库鉴定。

主要研究结果

3.1 发酵参数动态

FHBS（B. safensis发酵组）表现出最强代谢活性：pH从7.83降至3.32，还原糖浓度提升71%（1.06 mg/mL），菌落数达9.29 log CFU/mL，显著优于其他菌株（p≤0.05）。

3.2 生物活性提升

抗菌方面，FHBS对S. aureus和E. coli的抑菌圈达8.13-10.50 mm，MIC值降低4-8倍；抗蠕虫实验显示LC₅₀较未发酵组（UFH）降低77%；DPPH自由基清除率IC₅₀优化达82.9%。

3.6 代谢组学突破

ESI-MS/MS揭示FHBS特有45种代谢物，包括表面活性素簇（m/z 1008-1050）、维生素K₂（menaquinone-7）和β-谷甾醇等，其中脂肪酸衍生物（如n-十六烷酸）和萜类（如β-石竹烯）可能协同增强生物活性。

结论与展望

该研究证实土著Bacillus spp.能有效解构海藻多糖并产生新型生物活性物质，其中B. safensis的代谢转化能力尤为突出。发现的表面活性素簇和menaquinones为开发抗感染药物提供了先导化合物。未来研究可优化发酵参数（如氧浓度调控）并拓展至其他经济藻类，为"蓝色药库"开发提供可持续技术路径。论文发表于《The Microbe》凸显其在微生物应用领域的重要价值。