双歧杆菌氧胁迫应答机制研究进展
2021-12-27刘亚萍钱佳俊郑雯清易文涛王世杰艾连中熊智强
刘亚萍,钱佳俊,郑雯清,易文涛,王世杰,杨 玲,艾连中,熊智强*
1.上海理工大学医疗器械与食品学院,上海食品微生物工程研究中心,上海 200093;2.河北科技大学食品与生物学院,河北 石家庄 050018;3.河北一然生物科技有限公司,河北 石家庄 050899
双歧杆菌(Bifidobacterium)属于细菌域、放线菌门、放线菌纲、放线菌目、双歧杆菌科、双歧杆菌属,是一类不运动、不产孢子、不产气和严格厌氧的革兰氏阳性菌,主要存在于哺乳动物的胃肠道(GIT)及口腔等环境。由于对人体健康具有生物屏障、改善胃肠道功能和抗衰老等重要生理功能,被认为是肠道健康的指示菌[1]。然而,双歧杆菌对氧气具有高度敏感性,氧不完全还原的活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)可引起蛋白质错误折叠和聚集、DNA损伤和脂质过氧化等有害影响[2]。双歧杆菌作为一类具有重要经济价值的益生菌,其对氧敏感是限制在食品和医药等领域中应用的重要因素。因此,本文在蛋白水平上综述双歧杆菌中参与氧化胁迫的酶、分子伴侣和调节因子,理解双歧杆菌抗氧化胁迫机制,以期为双歧杆菌产业化应用提供理论指导。
1 双歧杆菌的活性氧损伤
分子氧(O2)是一种非极性小分子,可以自由跨越细胞膜,并从电子传递酶类暴露的还原基团接受外界电子,随着连续加入电子产生超氧阴离子(O2-)、过氧化氢(H2O2)和羟自由基(OH-)等ROS[3],其主要来源于生存环境的氧化还原反应、细胞内酶自氧化、NADH氧化酶(NADH oxidase,NOX)催化、其他竞争性微生物的释放等生理过程[4]。产生的ROS通过破坏双歧杆菌细胞膜磷脂、蛋白质、铁依赖酶和DNA/RNA的完整性对细胞产生毒害作用,导致双歧杆菌产生表达紊乱、代谢失调、细胞生长停滞甚至死亡等危害(图1)。……
