高供氧条件下Staphylococcus shinii IMDO-S216中MK-7氧化降解机制及其适应性存活策略的转录组分析

《Applied Microbiology and Biotechnology》：Vitamin K2 production by Staphylococcus shinii IMDO-S216 is affected by high oxygen exposure

　　

摘要

微生物生产维生素K2（MK-n），尤其是MK-7，因其与健康相关的益处而备受关注。虽然氧气有利于乳酸菌和芽孢杆菌属（Bacillus）的维生素K2产量，但关于氧气对食品级葡萄球菌的影响知之甚少。Staphylococcus shinii IMDO-S216是一株属于新近描述的Staphylococcus xylosus的基因近缘种的菌株，分离自发酵肉制品，在pH 7.0、30°C条件下于脑心浸液中以高供氧量培养48小时。研究跟踪了其MK-7生产动力学，并对与维生素K2生物合成、电子传递链（因维生素K2参与电子传递）及抗氧化防御相关的基因进行了转录组分析。随时间推移，胞内MK-7浓度降低，而上清液中的浓度保持稳定。这一降低并未伴随MK-n生物合成基因的差异表达，提示氧化降解而非生物合成减少是其原因。氧化应激相关基因（cydAB、crtO、crtP、crtQ和crtM）以及ROS解毒基因（sodA、katB、katC、bsaA和ohrA）表达量增加，进一步支持了这一假说。此外，qorA基因与醌类形成半醌自由基和超氧阴离子相关，推测其参与了甲萘醌降解的初始阶段。最后，MK-6/MK-7比值随时间推移的升高可能反映了S. shinii IMDO-S216的一种适应性存活策略。

要点

• 高通气量不利于Staphylococcus shinii IMDO-S216生产MK-7。

• qorA的表达提示其通过氧化还原介导的机制启动甲萘醌降解。

• MK-6/MK-7比值随时间推移升高，可能反映了一种适应性存活策略。