Ai-2在提高细菌耐酸性和/或耐氧性中的应用及提高细菌耐酸性和/或耐氧性的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及微生物领域，具体地，涉及一种细菌群体感应信号分子AI-2在提高细 菌耐酸性和/或耐氧性中的应用，以及一种提高细菌耐酸性和/或耐氧性的方法。
【背景技术】
[0002] 双歧杆菌是肠内最为有益的菌群，适宜生长pH值为6.5-7.5，双歧杆菌数量的减少 乃至消失是"不健康"状态的标志，双歧杆菌是人体健康的晴雨表。补充双歧杆菌的主要途 径是喝含双歧杆菌的酸奶或饮料，也可直接喝双歧杆菌的微生态制剂(菌粉或1:3服液）。
[0003] 而公知人体胃液的酸度一般为0.9-1.5，正常情况下，双歧杆菌经过胃液的强酸性 环境后的存活率会大大下降。目前针对双歧杆菌的耐酸性研究主要集中在对其进行包被、 耐酸性驯化等方面。但进行包被处理操作繁琐，并且加入包被菌株的酸奶或乳酸饮料口感 会变差，而经耐酸性驯化的双歧杆菌的遗传特性也较为不稳定。
[0004] 另外，双歧杆菌属于厌氧性细菌，在微氧环境中其生长会受到明显的抑制，完全暴 露于氧气中会导致其完全失活。而无论是在科研领域还是在食品领域，其都不可避免的会 与环境中的氧气接触，从而对其造成致命性的伤害。
[0005] 因此，对于双歧杆菌的耐酸性和/或耐氧性研究一直是益生菌研究领域的热点。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为了克服以上缺陷，提供一种能够提高细菌耐酸性和/或耐氧性 的方法。
[0007] 为了实现上述目的，一方面，本发明提供了细菌群体感应信号分子AI-2在提高细 菌耐酸性和/或耐氧性中的应用。
[0008] 优选的，所述细菌群体感应信号分子AI-2以如下式（1)所示结构的化合物形式提 供
[0009]
[001 0]优选的，所述细菌为厌氧性细菌和/或兼性厌氧性细菌，更优选为双歧杆菌，最优 选为双歧杆菌CGMCC No. 2265(简称BBMN68)。
[0011] 第二方面，本发明提供了一种提高细菌耐酸性和/或耐氧性的方法，该方法包括： 在细菌接受酸胁迫和/或氧胁迫的过程中添加如上所述的式(1)所示结构的化合物。
[0012] 优选的，所述酸胁迫的pH值为1-5,更优选为2-4。
[0013] 优选的，所述氧胁迫的氧气浓度为l_3mg/L，更优选为1.5-2.5mg/L。
[0014] 通过上述技术方案，通过在细菌接受酸胁迫和/或氧胁迫的过程中添加如式（1)所 示结构的化合物，其能够在细菌生长环境下转化为细菌群体感应信号分子AI-2,从而使得 酸胁迫和/或氧胁迫对细菌的影响降到最低。由本申请的实施例可以看出，通过采用本发明 的技术方案，以双歧杆菌CGMCC如.2265为例，其在?!11-5和/或氧气浓度为1-31^/1的条件 下也能够生长。
[0015] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0016] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0017] 图1是BBMN68在pH4和pH6.5的MRS培养基中的生长情况。
[0018]图2是酸胁迫(pH4)过程中添加式（1)化合物对BBMN68生长的影响。 [0019]图3是酸胁迫(？财)过程中添加式（1)化合物对青春双歧杆菌0610：如.6270生长 的影响。
[0020]图4是酸胁迫(pH4)前添加式（1)化合物对BBMN68生长的影响。
[0021 ]图5是BBMN68在不同氧浓度下的MRS培养基中的生长情况。
[0022]图6是氧胁迫(含cys浓度为0.05%，不含N2)的过程中添加式（1)化合物对BBMN68 生长的影响。
[0023] 图7为酸胁迫时添加式（1)化合物的BBMN68和BB170以及空白对照AB培养基和MRS 培养基的焚光强度。
【具体实施方式】
[0024]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0025]细菌可以合成一种被称为自身诱导物质(auto-inducer，AI)的信号分子，细菌根 据特定的信号分子的浓度可以监测周围环境中自身或其它细菌的数量变化，当信号达到一 定的浓度阈值时，能启动菌体中相关基因的表达来适应环境的变化，如芽胞杆菌中感受态 与芽胞形成、病原细菌胞外酶与毒素产生、生物膜形成、菌体发光、色素产生、抗生素形成等 等。
[0026] 根据细菌合成的信号分子和感应机制不同，群体感应调节系统基本可分为三个代 表性的类型:革兰氏阴性细菌一般利用酰基高丝氨酸内酯(AHL)类分子作为AI，革兰氏阳性 细菌一般利用寡肽类分子(AI P)作为信号因子，另外许多革兰氏阴性和阳性细菌都可以产 生一种AI-2的信号因子，一般认为AI-2是种间细胞交流的通用信号分子，另外最近研究发 现，有些细菌利用两种甚至三种不同信号分子调节自身群体行为，这说明群体感应机制是 极为复杂的。
[0027] 本发明的发明人在研究的过程中发现，通过将如下式（1)所示结构的化合物添加 到接受酸胁迫和/或氧胁迫的细菌中，其在细菌生长的环境下其能够转化为AI-2,从而有效 的提高细菌的耐酸性和/或耐氧性，由此完成了本发明。
[0028] 基于如上的发现，一方面，本发明提供了细菌群体感应信号分子AI-2或式（1)所示 结构的化合物在提高细菌耐酸性和/或耐氧性中的应用。具体的，本发明提供了细菌群体感 应信号分子AI-2或式（1)所示结构的化合物在提高受到酸胁迫和/或氧胁迫的细菌的耐酸 性和/或耐氧性中的应用。
[0029] 因此，优选的，所述AI-2优选以如式(1)所示结构的化合物形式提供
[0030]
[0031]其中，式（1)所示结构的化合物在细菌生长环境中能够转化为AI-2,从而最大限度 的保护受到酸胁迫和/或氧胁迫的细菌免受酸和/或氧的迫害。其中，式（1)所示结构的化合 物可以自行合成，也可以通过商购获得，例如，可以为购自〇mm Scientific公司货号为 CS15-007的化合物。
[0032]根据本发明，对于将式（1)所示结构的化合物转化为AI-2的条件可以为本领域公 知的各种常规条件。优选的，所述转化的条件发生在培养有正受到酸胁迫和/或氧胁迫的细 菌的MRS培养基中，其转化温度可以为20-40 °C。其中，所述MRS培养基的配方为本领域技术 人员所公知，例如，相对于每升的培养基，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柠檬酸二铵，4-6g乙酸钠，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吐温80。
[0033] 根据本发明，所述细菌优选为厌氧性细菌和/或兼性厌氧性细菌;更优选为双歧杆 菌，最优选为CGMCC No.2265。当所述细菌为双歧杆菌CGMCC No.2265时，相比于其他的菌 株，其耐酸性和耐氧性能够有较大程度的提高。
[0034] 基于如上的内容，第二方面，本发明还公开了一种提高细菌耐酸性和/或耐氧性的 方法，该方法包括:在细菌接受酸胁迫和/或氧胁迫的过程中添加如上所示的式（1)所示结 构的化合物。
[0035] 本发明的发明人在研究的过程中发现，如果在环境胁迫前将式（1)所示的化合物 与细菌进行接触，当细菌后续收到环境胁迫时，其对细菌的耐环境胁迫性没有显著性的改 善，而如果在受到环境胁迫(酸胁迫和/或氧胁迫)的过程中将式（1)所示的化合物与细菌进 行接触，其能够有效的提高细菌耐环境胁迫性。
[0036] 根据本发明，将式（1)所示结构的化合物加入到受到环境胁迫的环境中的时机可 以在较宽的范围内进行变化，只要其能够有效地提高细菌的耐酸性和/或耐氧性即可。优选 的，所述化合物在细菌受到酸胁迫和/或氧胁迫后的0-6小时，优选0-4小时，更优选0-2小 时，进一步优选为〇-〇. 5内加入到细菌生长的胁迫环境中。
[0037] 根据本发明，式（1)所示结构的化合物的添加量并没有特别的限制，其只要能够赋 予细菌耐酸性和/或耐氧性的特性即可。优选的，式（1)所示结构的化合物的添加量使得其 在细菌培养基中的浓度至少为〇. ΙμΜ，优选为0.3_40μΜ。
[0038] 根据本发明，本发明的方法适用于任何在酸或氧胁迫下生长受到抑制的细菌，但 本发明的发明人发现，当所述细菌优选为厌氧性细菌和/或兼性厌氧性细菌;更优选为双歧 杆菌，最优选为双歧杆菌CGMCC No . 2265(BBMN68)时，如上的耐胁迫性能够得到进一步提 尚。
[0039] 根据本发明，术语"酸胁迫"指的能够导致细菌生长受到限制的酸性条件，根据本 发明，所述酸胁迫的pH值优选为1-5,更优选为2-4,在这样优选