有氧呼吸对干酪乳杆菌N87蛋白质组的影响

2019-05-31 10:38

文章背景简介

BACKGROUND INTRODUCTION

乳酸菌是耐氧菌，存在不完整的呼吸链。因此，乳酸菌具有双重的代谢模式，可以在厌氧条件下进行传统的发酵代谢，在添加血红素、甲萘醌且通氧的条件下会进行有氧呼吸代谢。乳酸菌有氧呼吸代谢能够显著增加生物量、延长存活率、降低氧胁迫和酸胁迫等优势，具有巨大的应用潜力。但其背后的分子机制尚未完全阐清。

2019年，意大利阿维利诺国家研究委员会食品科学研究所（CNR－ISA）Rosa AnnaSiciliano等人在《International Journal of Food Microbiology》（IF＝3．76，工程技术二区）发表了题为“Impact of aerobicand respirative life－style on Lactobacillus casei N87 proteome”的文章，文章运用蛋白质组学技术阐明了干酪乳杆菌N87有氧呼吸的适应性分子机制。

所用到的主要方法

METHODS

1．极谱电极测溶氧技术

2．二维凝胶电泳技术

3．蛋白组学分析技术

文章主要内容摘要

ABSTRACT

乳酸菌（LAB）可以作为发酵食品的发酵剂、食品辅料和益生菌剂。有氧呼吸培养可能有助于提升一些耐氧菌种的生理和工艺性能。本文使用蛋白质组学技术研究了耐氧菌株干酪乳杆菌N87在有氧呼吸条件（补充血红素和甲萘醌）的适应性机制。结果显示：有氧呼吸提升了干酪乳杆菌N87的生物量、氧化应激的鲁棒性（Robust）、对长期饥饿和冷冻干燥胁迫的抵抗能力，然而，高浓度溶解氧（DO260％）对其生长和细胞存活率均有不良影响。干酪乳杆菌N87有氧呼吸蛋白质组学分析结果也与其生理和代谢指标一致，结果显示：有氧条件会诱导参与碳水化合物代谢和应激反应途径的多种蛋白质高表达，而造成核酸形成和翻译过程的蛋白质表达量下调。与此相反，添加血红素和甲萘醌诱导的有氧呼吸还会导致伴侣蛋白和其他应激蛋白的数量减少。这些研究结果证实了呼吸可以减轻氧化应激，调节中心碳代谢和能量代谢，进而改善生长和压力耐受特性。本研究可能有助于开发更具有竞争性的食品辅料和益生菌剂，从而能够提高发酵食品质量、促进人类健康。