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鲫鱼鱼鳞抗菌多肽的制备纯化及其抑菌活性

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-01-19
核心提示:  抗菌肽(AMPs)是一种天然低分子质量多肽,在机体免疫系统中起着重要的作用,广泛存在于细菌、植物、软体动物、两栖类动物、鱼类、鸟类和哺乳动物等体内,其具有活性强、功能广泛、广谱杀菌等特点。由于其天然的抗菌性能和较弱的细菌耐药性,是化学防腐剂、抗生素等防腐抗菌药物很好的替代品。
   抗菌肽(AMPs)是一种天然低分子质量多肽,在机体免疫系统中起着重要的作用,广泛存在于细菌、植物、软体动物、两栖类动物、鱼类、鸟类和哺乳动物等体内,其具有活性强、功能广泛、广谱杀菌等特点。由于其天然的抗菌性能和较弱的细菌耐药性,是化学防腐剂、抗生素等防腐抗菌药物很好的替代品。
 
  研究表明鱼类抗菌肽还具有独特特性,如在极高盐浓度下也能发挥作用,所以鱼类抗菌肽表现出良好的发展和应用前景。我国是鱼类养殖大国,而鱼鳞作为鱼的副产物,常被当作废弃物而丢弃,这不仅会导致环境污染,还会造成资源的大量浪费,因此提高鱼鳞综合利用率就显得尤为重要。
 
  浙江工商大学食品与生物工程学院的顾晨涛、黄洒和施永清*等人以鲫鱼鱼鳞为原料,通过酶解法并分离纯化得到鲫鱼鱼鳞抗菌多肽,这既充分利用了废弃鱼鳞资源,使低值的鱼鳞高值化,也为以后进一步开展此类研究或以此为基础应用于食品或医药行业提供理论依据和数据基础。
 
  鲫鱼鱼鳞抗菌多肽粗酶液抑菌活性测定
 
  以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为受试菌,测定鲫鱼鱼鳞抗菌多肽粗酶液的抑菌活性。结果显示,鲫鱼鱼鳞抗菌多肽粗酶液具有很好的抑菌活性,抑菌效果也显着好于阳性对照组。可能是由于浓缩后的鲫鱼鱼鳞抗菌多肽粗酶液较黏稠,浓度较高,并且浓缩后的粗酶液呈轻微黄色,故需对鲫鱼鱼鳞抗菌多肽粗酶液进一步分离纯化。
 
  Sephadex G-15凝胶过滤层析结果分析
 
  由图1a可知,透析后的鲫鱼鱼鳞抗菌多肽粗酶液经Sephadex G-15分离后出现两个吸收峰,分别对两个峰按顺序标号为A和B,并以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为受试菌进行抑菌活性测定,如图1b所示,其中0为空白对照,结果显示仅A组分有明显抑菌活性,所以取A组分进行下一步分离纯化。
 
  Sephadex G-50凝胶过滤层析
 
  从图2a可知,粗分离后的A样品溶液经过Sephadex G-50凝胶柱后,产生4 个紫外吸收峰,分别对其标号为Aa、Ab、Ac、Ad。再分别对4 个峰组分浓缩后进行抑菌活性测定,如图2b所示,其中0为空白对照,Aa与Ab并未出现抑菌圈,说明该蛋白组分无抑菌活性,Ac与Ad均有抑菌圈出现,但考虑Ad抑菌圈较小抑菌效果不明显,故选择抑菌活性更强的Ac组分进行下一步分离纯化。
 
  DEAE-52阴离子交换层析
 
  由图3a可知,将Sephadex G-50分离后的Ac组分上样于纤维素DEAE-52阴离子交换柱,先用PBS洗脱未被吸附的蛋白。然后分别用含0.1、0.3 mol/L和0.5 mol/L NaCl的PBS阶段洗脱,共出现3 个洗脱峰,分别标注为AcI、AcII和AcIII,浓缩后分别测定各抑菌活性。如图3b所示,0为空白对照,仅AcIII有抑菌圈表现出其抑菌活性,故将AcIII确定为分离纯化后的鲫鱼鱼鳞抗菌多肽并冻干保存。
 
  SDS-PAGE结果
 
  将经过透析,SephadexG-15、Sephadex G-50和DEAE-52层析柱分离纯化后得到的鲫鱼鱼鳞抗菌多肽AcIII组分样品进行SDS-PAGE分析,结果见图4。由图4可知,分离纯化后的鲫鱼鱼鳞抗菌多肽AcIII只显示出单一条带,说明鲫鱼鱼鳞抗菌多肽AcIII已达到电泳级纯。利用凝胶成像系统软件分析得出其分子质量约为20.1 kDa。
 
  鲫鱼鱼鳞抗菌多肽广谱抑菌活性效果
 
  结果显示,鲫鱼鱼鳞抗菌多肽对所有受试细菌与霉菌均有较好的抑菌作用,与各阳性对照间均存在显着性差异(P<0.05)。其对细菌的抑菌圈直径都能达到20 mm以上,其中对革兰氏阳性菌中的金黄色葡萄球菌有最大抑菌圈,直径为24.31mm。对霉菌的抑菌效果相对细菌较弱,但抑菌圈直径也均能达到15 mm以上,其中对毛霉有最大抑菌圈,直径为19.98 mm。由此可得,鲫鱼鱼鳞抗菌多肽具有很好的广谱抑菌活性。
 
  鲫鱼鱼鳞抗菌多肽MIC测定结果
 
  结果显示,鲫鱼鱼鳞抗菌多肽对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、白色葡萄球菌、副溶血性弧菌、假单胞菌和希瓦氏菌的MIC为16 μg/mL,对大肠杆菌和沙门氏菌的MIC为32 μg/mL。
 
  结    论
 
  本研究利用鲫鱼鱼鳞为基础原料,通过预处理后酸提酶解等过程获得鲫鱼鱼鳞抗菌多肽粗酶液,并经过透析,Sephadex G-15、Sephadex G-50凝胶过滤柱层析和纤维素DEAE-52阴离子交换柱层析对其进行分离纯化,最后得到一个具有较强抑菌活性的蛋白组分AcIII。该组分SDS-PAGE显示为单一条带,表明其已达到电泳纯级,分析得其分子质量约为20.1 kDa。同时通过测定分离纯化后的鲫鱼鱼鳞抗菌多肽对多种细菌和霉菌的抑菌活性和MIC,证明其具有很好的广谱抑菌活性,且对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、白色葡萄球菌、副溶血性弧菌、假单胞菌和希瓦氏菌的MIC为16 μg/mL,对大肠杆菌和沙门氏菌的MIC为32 μg/mL。这为进一步利用鲫鱼鱼鳞抗菌多肽在医药或食品方面开发天然抗菌药物、防腐保鲜剂等提供了一定的科研基础和数据支持。
 
 
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