从Acanthus ilicifolius中分离的枯草芽孢杆菌RKEA1产生的iturin和surfactin样广谱抗菌脂肽的优化、表征及作用机理评价

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Optimization, characterization, and mechanistic evaluation of iturin and surfactin like, broad spectrum antimicrobial lipopeptides from Bacillus subtilis RKEA1 isolated from Acanthus ilicifolius

　　

摘要

抗菌素耐药性（AMR）在全球范围内持续上升，这主要是由于难以发现能够克服传统抗生素相关耐药机制的新型抗菌药物。这一挑战凸显了探索替代生物活性化合物的必要性。在本研究中，评估了一种内生*枯草芽孢杆菌*（Bacillus subtilis）菌株RKEA1的抗菌潜力，该菌株从印度喀拉拉邦卡达尔温迪湿地红树林附近采集的枸骨叶龙舌兰（Acanthus ilicifolius）中分离获得。培养上清液对革兰氏阳性菌（如S. aureus、S. pyogenes、C. violatium和L. monocytogenes）和革兰氏阴性菌（包括K. pneumoniae、E. coli、P. aeruginosa、Shigella spp.、Proteus mirabilis、S. enterica和Y. enterocolitica）以及真菌C. albicans和C. neoformans具有广谱抗菌活性。提取生物活性脂肽并进行全面表征，包括分子量测定、Rf值和质谱分析。优化了生产参数，并考察了脂肽在不同环境条件下的物理化学稳定性。基于响应面法（RSM）的培养基优化使脂肽产量提高了1.8倍。脂肽对受试革兰氏阳性菌的最低抑菌浓度（MIC）为31 μg/mL，对革兰氏阴性菌为62.5 μg/mL。对革兰氏阳性菌的最低杀菌浓度（MBC）为62.5 μg/mL。此外，机制研究揭示了其作用模式，显示出膜破坏活性。重要的是，本工作通过优化脂肽生产、物理化学稳定性研究、抗菌活性和膜破坏活性，对从枸骨叶龙舌兰（Acanthus ilicifolius）中分离的内生Bacillus subtilis RKEA1的抗菌脂肽进行了详细表征。总体而言，研究结果表明Bacillus subtilis RKEA1是抗菌脂肽的一个有前景的来源，在对抗耐药细菌感染和开发新型治疗药物方面具有潜在应用。