近日,Journal of Agricultural and Food Chemistry在线发表了江南大学未来食品科学中心陈坚院士团队张娟教授课题组的研究成果“Discovery and Characterization of a Novel Bacteriocin HA2-5 that Strongly InhibitsPropionibacterium acnes”(Penget al.,J. Agric. Food Chem.,2023,71(34): 12741–12748.)。博士后彭政为论文第一作者,张娟教授为通讯作者。
痤疮是一种位于毛囊皮脂腺,由于皮肤微生态失衡引起常见慢性皮肤炎症,中度至重度的痤疮在年轻人中的患病率可以达到20%。寻常痤疮的引发与痤疮丙酸杆菌的定植有关,痤疮丙酸杆菌是一种革兰氏阳性细菌,主要生活于皮脂腺毛囊中。抗生素一直被作为治疗痤疮的主要方法之一,但长期使用会使痤疮丙酸杆菌和其他皮肤微生物群产生耐药性,不利于皮肤微生态的平衡和恢复。细菌素是由细菌核糖体产生的生物活性抗菌肽,被认为是传统抗生素的有效替代品。然而,针对痤疮丙酸杆菌的抗菌肽开发还未见报道。
在这项工作中,研究人员从前期特异性筛选获得的痤疮丙酸杆菌拮抗菌海恩西芽孢杆菌(Bacillus haynesiiHA2)中分离纯化得到一种新型细菌素HA2-5可以有效杀死痤疮丙酸杆菌,最小抑菌浓度为8μg/mL。细菌素HA2-5的分子质量为3255.813 Da。采用Edman降解法测定的氨基酸序列为CEWYNLCCQLGNKGQWCLELKNPDWPL。细菌素HA2-5对痤疮丙酸杆菌和革兰氏阳性病原体表现出很强的抗菌活性,MIC值从8到32 μg/mL。细菌素HA2-5具有良好的温度、pH、蛋白酶、紫外线和化学试剂稳定性,并对各种金属离子具有良好的耐受性。此外,它具有低溶血(1.15%溶血)和低细胞毒性(95%的细胞活力),其良好的稳定性和生物安全性使其适合广泛领域的使用。细菌素HA2-5能够破坏细胞膜完整性并导致细胞内物质泄漏,2×MIC在24小时内可以杀死99.9%的痤疮丙酸杆菌。这些发现共同表明,细菌素HA2-5有可能被用作治疗寻常性痤疮的抗生素替代品。
上述工作得到了国家重点研发计划项目(2022YFD2101402)、国家自然科学基金项目(22208125)、江苏省自然科学基金项目(BK20221084)和江苏省卓越博士后计划项目(2022ZB497)的资助。
图1 细菌素HA2-5破坏细胞膜完整性分析
图2 细胞形态的扫描和透射电镜分析
(编辑:潘梦妍)