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沙门菌病是目前危害养禽业最常见的细菌病之一,也是一种人畜共患病,给养殖业带来巨大的经济损失,对沙门菌病的防控无疑具有重要的公共卫生学意义。目前我国主要采用抗生素对沙门菌病进行治疗和预防,但是随着抗生素的不规范使用,沙门菌对多种常用抗生素都产生了耐药性,给沙门菌病的防治带来了极大困难。因此,寻找安全、高效、不易产生耐药性的新型抗菌制剂代替传统抗生素来预防和治疗沙门菌病变得迫在眉睫。MDAP-2是本实验室分离并鉴定的一个广谱、高效、主要对革兰氏阴性菌有抑制作用的抗菌肽,对沙门菌具有较好的抑制效果,有望成为新型的抗沙门菌药物。因此,本实验对抗菌肽MDAP-2的抗沙门菌机制进行了初步研究。
本实验采用不同浓度的MDAP-2与鸡沙门菌相互作用,并测定MDAP-2对沙门菌的抑制作用曲线。结果表明0.8MIC(40μg/ml)的抗菌肽MDAP-2既能抑制细菌又不会完全杀死细菌,而0.8MIC的MDAP-2与沙门菌作用约90min时,细菌的光密度相对稳定,由此确定后续进行蛋白质组学分析的MDAP-2的最佳作用浓度为0.8MIC(40μg/ml),最佳作用时间为90min。为进一步研究MDAP-2对鸡沙门菌的抗菌机制,本实验采用iTRAQ定量蛋白质组学方法和LC-MS/MS分析方法,对0.8MIC的MDAP-2作用前后鸡沙门菌细胞中提取的蛋白进行定量蛋白质组学分析,检测各种蛋白表达量的变化,并对差异表达蛋白进行功能聚类和分析。本实验中,通过iTRAQ蛋白质组学方法总共检测到2588种蛋白质,150种蛋白出现了差异表达。150个差异表达蛋白中,41种蛋白为上调表达,109种蛋白为下调表达。KEGG通路富集分析显示,150种差异表达的蛋白质主要分为6类(代谢、细胞过程、人类疾病、环境信息处理、免疫系统/环境适应、遗传信息处理)富集到19种通路(糖类代谢、氨基酸代谢、辅因子和维生素代谢、细胞活动性、细胞生长和死亡、膜运输、信号转导等)。发现抗菌肽MDAP-2可能通过抑制细胞壁/膜的合成、抑制抗氧化蛋白的表达、降低糖类/氨基酸的转运和代谢、抑制DNA转录和翻译以及参与细菌的信号转导机制等方式杀灭鸡沙门菌。
蛋白质组学分析发现,有4种抗氧化活性/能力相关蛋白的表达量发生明显下调,分别是二甲基亚砜(DMSO)还原酶、氧化还原酶UcpA、细胞色素C过氧化物酶(CCP)和超氧化物歧化酶(SOD)[Fe],由此推测抗菌肽MDAP-2可能通过抑制细菌抗氧化活性,导致菌体内ROS蓄积造成细菌死亡。为了进一步证实抗菌肽MDAP-2对沙门菌抗氧化能力的影响,本实验采用对MDAP-2作用前后菌体内4种抗氧化相关蛋白在mRNA水平的表达量、过氧化物歧化酶(SOD)[Fe]和细胞色素C过氧化物酶(CCP)的活性检测及ROS含量进行了检测。qPCR检测结果显示,这4种抗氧化相关蛋白均出现了明显下调,与蛋白质组学分析结果一致;过氧化物歧化酶(SOD)[Fe]和细胞色素C过氧化物酶(CCP)的活性检测结果显示,随着抗菌肽MDAP-2与细菌作用时间的延长,鸡沙门菌SOD[Fe]和CCP活力明显降低;ROS含量检测结果显示,随着抗菌肽对细菌作用时间的延长,菌体内ROS含量明显增加,说明MDAP-2可通过降低细菌的抗氧化能力,使体内ROS蓄积而导致沙门菌死亡。
本实验采用不同浓度的MDAP-2与鸡沙门菌相互作用,并测定MDAP-2对沙门菌的抑制作用曲线。结果表明0.8MIC(40μg/ml)的抗菌肽MDAP-2既能抑制细菌又不会完全杀死细菌,而0.8MIC的MDAP-2与沙门菌作用约90min时,细菌的光密度相对稳定,由此确定后续进行蛋白质组学分析的MDAP-2的最佳作用浓度为0.8MIC(40μg/ml),最佳作用时间为90min。为进一步研究MDAP-2对鸡沙门菌的抗菌机制,本实验采用iTRAQ定量蛋白质组学方法和LC-MS/MS分析方法,对0.8MIC的MDAP-2作用前后鸡沙门菌细胞中提取的蛋白进行定量蛋白质组学分析,检测各种蛋白表达量的变化,并对差异表达蛋白进行功能聚类和分析。本实验中,通过iTRAQ蛋白质组学方法总共检测到2588种蛋白质,150种蛋白出现了差异表达。150个差异表达蛋白中,41种蛋白为上调表达,109种蛋白为下调表达。KEGG通路富集分析显示,150种差异表达的蛋白质主要分为6类(代谢、细胞过程、人类疾病、环境信息处理、免疫系统/环境适应、遗传信息处理)富集到19种通路(糖类代谢、氨基酸代谢、辅因子和维生素代谢、细胞活动性、细胞生长和死亡、膜运输、信号转导等)。发现抗菌肽MDAP-2可能通过抑制细胞壁/膜的合成、抑制抗氧化蛋白的表达、降低糖类/氨基酸的转运和代谢、抑制DNA转录和翻译以及参与细菌的信号转导机制等方式杀灭鸡沙门菌。
蛋白质组学分析发现,有4种抗氧化活性/能力相关蛋白的表达量发生明显下调,分别是二甲基亚砜(DMSO)还原酶、氧化还原酶UcpA、细胞色素C过氧化物酶(CCP)和超氧化物歧化酶(SOD)[Fe],由此推测抗菌肽MDAP-2可能通过抑制细菌抗氧化活性,导致菌体内ROS蓄积造成细菌死亡。为了进一步证实抗菌肽MDAP-2对沙门菌抗氧化能力的影响,本实验采用对MDAP-2作用前后菌体内4种抗氧化相关蛋白在mRNA水平的表达量、过氧化物歧化酶(SOD)[Fe]和细胞色素C过氧化物酶(CCP)的活性检测及ROS含量进行了检测。qPCR检测结果显示,这4种抗氧化相关蛋白均出现了明显下调,与蛋白质组学分析结果一致;过氧化物歧化酶(SOD)[Fe]和细胞色素C过氧化物酶(CCP)的活性检测结果显示,随着抗菌肽MDAP-2与细菌作用时间的延长,鸡沙门菌SOD[Fe]和CCP活力明显降低;ROS含量检测结果显示,随着抗菌肽对细菌作用时间的延长,菌体内ROS含量明显增加,说明MDAP-2可通过降低细菌的抗氧化能力,使体内ROS蓄积而导致沙门菌死亡。