从温泉中分离出的嗜热细菌所产生的抗菌肽的纯化与鉴定

《Probiotics and Antimicrobial Proteins》：Purification and Identification of Antimicrobial Peptides Produced by Thermophilic Bacteria Isolated from Hot Springs

高温细菌来源的抗菌肽（AMPs）热稳定性及生物活性研究。从沙特热泉分离的嗜热菌中提取并表征了具有高热稳定性的AMPs，UPLC和FTIR证实其蛋白质特性，NMR分析支持热休克蛋白家族特征，生物活性测试显示70℃处理后仍保持84%抑菌活性，为开发新型广谱抗菌剂提供资源库。

　　

每年，细菌感染导致超过770万人死亡，其中495万例是由耐药性微生物引起的。这种日益严重的耐药性问题凸显了采取新的方法来对抗细菌感染的迫切需求。抗菌肽（Antimicrobial Peptides，AMPs）因其独特的作用机制而成为一种有前景的解决方案。然而，由于它们在高温等极端生理条件下的不稳定性，其临床应用常常受到限制。为了解决这一难题，本研究重点从嗜热细菌中提取并表征抗菌肽，具体包括Bacillus licheniformis、Geobacillus stearothermophilus、Brevibacillus borstelensis AK1和Anoxybacillus flavithermus AK1。这些菌株对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出强烈的抗菌活性。抗菌肽通过C18反相柱色谱法进行纯化，并通过多种光谱技术进行表征。UPLC分析显示它们在210至298纳米范围内有强烈的吸收峰，而FTIR光谱则呈现了特征性的肽带，包括酰胺A和B（3100–3500 cm^?1）、酰胺I（1600–1700 cm^?1）、酰胺II（1480–1600 cm^?1）以及酰胺III–VI（500–1300 cm^?1），从而证实了它们的蛋白质性质。补充的NMR分析进一步支持了这些结果，检测到了烷基胺（3–4 ppm）、脂肪族基团（1–2 ppm）和酰胺质子的¹H信号，以及酰胺化合物特有的¹³C共振峰。生物活性组分的分子量范围为500至2000 Da。通过对Brevibacillus borstelensis AK1和Anoxybacillus flavithermus AK1的基因组进行in silico分析，发现了编码核糖体合成肽（RiPPs）、非核糖体肽（NRPs）和萜类化合物的基因簇。尽管这些化合物对温度有一定敏感性，但它们在较高温度下仍能保持相当的活性；特别是来自B. borstelensis AK1的抗菌肽在暴露于70°C后仍保留了超过84%的抑制活性。这些结果表明，来自沙特阿拉伯温泉的嗜热细菌是抗菌肽的潜在来源，具有在医学、食品保存和农业领域的应用潜力。