Ai-2在提高細菌耐酸性和/或耐氧性中的應(yīng)用及提高細菌耐酸性和/或耐氧性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及微生物領(lǐng)域，具體地，涉及一種細菌群體感應(yīng)信號分子AI-2在提高細 菌耐酸性和/或耐氧性中的應(yīng)用，以及一種提高細菌耐酸性和/或耐氧性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙歧桿菌是腸內(nèi)最為有益的菌群，適宜生長pH值為6.5-7.5，雙歧桿菌數(shù)量的減少 乃至消失是"不健康"狀態(tài)的標志，雙歧桿菌是人體健康的晴雨表。補充雙歧桿菌的主要途 徑是喝含雙歧桿菌的酸奶或飲料，也可直接喝雙歧桿菌的微生態(tài)制劑(菌粉或1:3服液）。
[0003] 而公知人體胃液的酸度一般為0.9-1.5，正常情況下，雙歧桿菌經(jīng)過胃液的強酸性 環(huán)境后的存活率會大大下降。目前針對雙歧桿菌的耐酸性研究主要集中在對其進行包被、 耐酸性馴化等方面。但進行包被處理操作繁瑣，并且加入包被菌株的酸奶或乳酸飲料口感 會變差，而經(jīng)耐酸性馴化的雙歧桿菌的遺傳特性也較為不穩(wěn)定。
[0004] 另外，雙歧桿菌屬于厭氧性細菌，在微氧環(huán)境中其生長會受到明顯的抑制，完全暴 露于氧氣中會導致其完全失活。而無論是在科研領(lǐng)域還是在食品領(lǐng)域，其都不可避免的會 與環(huán)境中的氧氣接觸，從而對其造成致命性的傷害。
[0005] 因此，對于雙歧桿菌的耐酸性和/或耐氧性研究一直是益生菌研究領(lǐng)域的熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了克服以上缺陷，提供一種能夠提高細菌耐酸性和/或耐氧性 的方法。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了細菌群體感應(yīng)信號分子AI-2在提高細 菌耐酸性和/或耐氧性中的應(yīng)用。
[0008] 優(yōu)選的，所述細菌群體感應(yīng)信號分子AI-2以如下式（1)所示結(jié)構(gòu)的化合物形式提 供
[0009]
[001 0]優(yōu)選的，所述細菌為厭氧性細菌和/或兼性厭氧性細菌，更優(yōu)選為雙歧桿菌，最優(yōu) 選為雙歧桿菌CGMCC No. 2265(簡稱BBMN68)。
[0011] 第二方面，本發(fā)明提供了一種提高細菌耐酸性和/或耐氧性的方法，該方法包括： 在細菌接受酸脅迫和/或氧脅迫的過程中添加如上所述的式(1)所示結(jié)構(gòu)的化合物。
[0012] 優(yōu)選的，所述酸脅迫的pH值為1-5,更優(yōu)選為2-4。
[0013] 優(yōu)選的，所述氧脅迫的氧氣濃度為l_3mg/L，更優(yōu)選為1.5-2.5mg/L。
[0014] 通過上述技術(shù)方案，通過在細菌接受酸脅迫和/或氧脅迫的過程中添加如式（1)所 示結(jié)構(gòu)的化合物，其能夠在細菌生長環(huán)境下轉(zhuǎn)化為細菌群體感應(yīng)信號分子AI-2,從而使得 酸脅迫和/或氧脅迫對細菌的影響降到最低。由本申請的實施例可以看出，通過采用本發(fā)明 的技術(shù)方案，以雙歧桿菌CGMCC如.2265為例，其在?!11-5和/或氧氣濃度為1-31^/1的條件 下也能夠生長。
[0015] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0016] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0017] 圖1是BBMN68在pH4和pH6.5的MRS培養(yǎng)基中的生長情況。
[0018]圖2是酸脅迫(pH4)過程中添加式（1)化合物對BBMN68生長的影響。 [0019]圖3是酸脅迫(？財)過程中添加式（1)化合物對青春雙歧桿菌0610：如.6270生長 的影響。
[0020]圖4是酸脅迫(pH4)前添加式（1)化合物對BBMN68生長的影響。
[0021 ]圖5是BBMN68在不同氧濃度下的MRS培養(yǎng)基中的生長情況。
[0022]圖6是氧脅迫(含cys濃度為0.05%，不含N2)的過程中添加式（1)化合物對BBMN68 生長的影響。
[0023] 圖7為酸脅迫時添加式（1)化合物的BBMN68和BB170以及空白對照AB培養(yǎng)基和MRS 培養(yǎng)基的焚光強度。
【具體實施方式】
[0024]以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0025]細菌可以合成一種被稱為自身誘導物質(zhì)(auto-inducer，AI)的信號分子，細菌根 據(jù)特定的信號分子的濃度可以監(jiān)測周圍環(huán)境中自身或其它細菌的數(shù)量變化，當信號達到一 定的濃度閾值時，能啟動菌體中相關(guān)基因的表達來適應(yīng)環(huán)境的變化，如芽胞桿菌中感受態(tài) 與芽胞形成、病原細菌胞外酶與毒素產(chǎn)生、生物膜形成、菌體發(fā)光、色素產(chǎn)生、抗生素形成等 等。
[0026] 根據(jù)細菌合成的信號分子和感應(yīng)機制不同，群體感應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本可分為三個代 表性的類型:革蘭氏陰性細菌一般利用酰基高絲氨酸內(nèi)酯(AHL)類分子作為AI，革蘭氏陽性 細菌一般利用寡肽類分子(AI P)作為信號因子，另外許多革蘭氏陰性和陽性細菌都可以產(chǎn) 生一種AI-2的信號因子，一般認為AI-2是種間細胞交流的通用信號分子，另外最近研究發(fā) 現(xiàn)，有些細菌利用兩種甚至三種不同信號分子調(diào)節(jié)自身群體行為，這說明群體感應(yīng)機制是 極為復(fù)雜的。
[0027] 本發(fā)明的發(fā)明人在研究的過程中發(fā)現(xiàn)，通過將如下式（1)所示結(jié)構(gòu)的化合物添加 到接受酸脅迫和/或氧脅迫的細菌中，其在細菌生長的環(huán)境下其能夠轉(zhuǎn)化為AI-2,從而有效 的提高細菌的耐酸性和/或耐氧性，由此完成了本發(fā)明。
[0028] 基于如上的發(fā)現(xiàn)，一方面，本發(fā)明提供了細菌群體感應(yīng)信號分子AI-2或式（1)所示 結(jié)構(gòu)的化合物在提高細菌耐酸性和/或耐氧性中的應(yīng)用。具體的，本發(fā)明提供了細菌群體感 應(yīng)信號分子AI-2或式（1)所示結(jié)構(gòu)的化合物在提高受到酸脅迫和/或氧脅迫的細菌的耐酸 性和/或耐氧性中的應(yīng)用。
[0029] 因此，優(yōu)選的，所述AI-2優(yōu)選以如式(1)所示結(jié)構(gòu)的化合物形式提供
[0030]
[0031]其中，式（1)所示結(jié)構(gòu)的化合物在細菌生長環(huán)境中能夠轉(zhuǎn)化為AI-2,從而最大限度 的保護受到酸脅迫和/或氧脅迫的細菌免受酸和/或氧的迫害。其中，式（1)所示結(jié)構(gòu)的化合 物可以自行合成，也可以通過商購獲得，例如，可以為購自〇mm Scientific公司貨號為 CS15-007的化合物。
[0032]根據(jù)本發(fā)明，對于將式（1)所示結(jié)構(gòu)的化合物轉(zhuǎn)化為AI-2的條件可以為本領(lǐng)域公 知的各種常規(guī)條件。優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)化的條件發(fā)生在培養(yǎng)有正受到酸脅迫和/或氧脅迫的細 菌的MRS培養(yǎng)基中，其轉(zhuǎn)化溫度可以為20-40 °C。其中，所述MRS培養(yǎng)基的配方為本領(lǐng)域技術(shù) 人員所公知，例如，相對于每升的培養(yǎng)基，其含有:8-12g蛋白胨，8-12g牛肉膏，4-6g酵母浸 粉，l-3g K2HP〇4，l_3g檸檬酸二銨，4-6g乙酸鈉，15-25g葡萄糖，0.5-0.7g MgS〇4· 7H20， 0· 15-0·35g MnS〇4 · 4H20,0.5-1.5mL吐溫80。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明，所述細菌優(yōu)選為厭氧性細菌和/或兼性厭氧性細菌;更優(yōu)選為雙歧桿 菌，最優(yōu)選為CGMCC No.2265。當所述細菌為雙歧桿菌CGMCC No.2265時，相比于其他的菌 株，其耐酸性和耐氧性能夠有較大程度的提高。
[0034] 基于如上的內(nèi)容，第二方面，本發(fā)明還公開了一種提高細菌耐酸性和/或耐氧性的 方法，該方法包括:在細菌接受酸脅迫和/或氧脅迫的過程中添加如上所示的式（1)所示結(jié) 構(gòu)的化合物。
[0035] 本發(fā)明的發(fā)明人在研究的過程中發(fā)現(xiàn)，如果在環(huán)境脅迫前將式（1)所示的化合物 與細菌進行接觸，當細菌后續(xù)收到環(huán)境脅迫時，其對細菌的耐環(huán)境脅迫性沒有顯著性的改 善，而如果在受到環(huán)境脅迫(酸脅迫和/或氧脅迫)的過程中將式（1)所示的化合物與細菌進 行接觸，其能夠有效的提高細菌耐環(huán)境脅迫性。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明，將式（1)所示結(jié)構(gòu)的化合物加入到受到環(huán)境脅迫的環(huán)境中的時機可 以在較寬的范圍內(nèi)進行變化，只要其能夠有效地提高細菌的耐酸性和/或耐氧性即可。優(yōu)選 的，所述化合物在細菌受到酸脅迫和/或氧脅迫后的0-6小時，優(yōu)選0-4小時，更優(yōu)選0-2小 時，進一步優(yōu)選為〇-〇. 5內(nèi)加入到細菌生長的脅迫環(huán)境中。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明，式（1)所示結(jié)構(gòu)的化合物的添加量并沒有特別的限制，其只要能夠賦 予細菌耐酸性和/或耐氧性的特性即可。優(yōu)選的，式（1)所示結(jié)構(gòu)的化合物的添加量使得其 在細菌培養(yǎng)基中的濃度至少為〇. ΙμΜ，優(yōu)選為0.3_40μΜ。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的方法適用于任何在酸或氧脅迫下生長受到抑制的細菌，但 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當所述細菌優(yōu)選為厭氧性細菌和/或兼性厭氧性細菌;更優(yōu)選為雙歧 桿菌，最優(yōu)選為雙歧桿菌CGMCC No . 2265(BBMN68)時，如上的耐脅迫性能夠得到進一步提 尚。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語"酸脅迫"指的能夠?qū)е录毦L受到限制的酸性條件，根據(jù)本 發(fā)明，所述酸脅迫的pH值優(yōu)選為1-5,更優(yōu)選為2-4,在這樣優(yōu)選