未来食品科技创新国际研讨会-吴昊副教授：谷物蛋白源抗菌肽筛选及其抗菌机理研究

报告内容

谷物蛋白源抗菌肽筛选及其抗菌机理研究

抗生素是对抗细菌感染性疾病的强效武器，传统抗生素的滥用使得耐药菌株的种类和数量飞速增长，多重耐药细菌的出现已成为全球医药、食品和农业等领域的主要威胁。新型抗生素的研发速度远远落后于新型耐药性细菌的出现，且研究成本高昂，此外抗生素可能还会对宿主造成不良影响。因此，研发高效安全、不引起细菌抗药性的抗生素替代品越来越重要。

本研究首先以豌豆蛋白、绿豆蛋白、大米蛋白为原料，以抗菌活性为考察指标，考察蛋白酶的酶解效果，确定最适的蛋白酶。根据GB/T 39101—2020多肽抗菌性测定抑菌圈法，豌豆蛋白的木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶水解液具有抑菌活性，微孔稀释法显示水解度为5%的豌豆蛋白木瓜蛋白酶水解液和12%的豌豆蛋白碱性蛋白酶水解液抑菌效果最好，抑菌率分别达到83.25%和65.86%。

随后采用液相色谱串联质谱分离鉴定豌豆蛋白酶解液中的多肽，基于多肽组学和生物信息学方法，利用AntiBP3数据库、CAMPR4数据库、APD3数据库筛选酶解液中抗菌肽预测得到5条潜在抗菌肽分别为RR***FK、KRH***PS、QKF***IF、I***PK、KF***FF，对5 条疑似抗菌肽进行溶血活性和细胞毒性预测，均未出现溶血活性和细胞毒性预测。通过对潜在抗菌肽半抑制质量浓度（half-maximal inhibitory concentration，IC50）和抑菌动力学的测定，确定I***PK、KF***FF、RR***FK抑菌效果较好，其IC50分别690.2、708.1、591 μg/mL。

进一步研究抗菌肽与金黄色葡萄球菌细胞膜的作用机理，Zeta电位的变化表明抗菌肽会与细菌细胞膜结合，经抗菌肽孵育过后金黄色葡萄球菌细胞膜电位发生变化且疏水性降低，表明抗菌肽与细菌细胞膜发生相互作用并造成严重的细胞膜损伤。膜损伤实验证实了抗菌肽会使细菌细胞膜破裂导致细胞内容物的流出，邻硝基苯-β-D-半乳糖苷与β-半乳糖苷酶反应的产物含量和激光共聚焦结果共同显示抗菌肽使金黄色葡萄球细胞膜通透性发生改变，导致细菌细胞死亡。扫描电镜观察从微观形态学角度进一步论证了抗菌肽与细菌相互作用破坏了细胞膜的通透性，导致胞质液泄漏，从而导致细菌的死亡。利用分子模拟对接结果表明抗菌肽会与金黄色葡萄球菌酰胺酶蛋白、DNA gyrase、二氢叶酸还原酶通过氢键结合，影响细菌正常的生理活动，导致细菌细胞死亡。

嘉宾介绍

吴昊 副教授

长沙理工大学食品与生物工程学院

2019年毕业于广西大学获微生物学博士学位，2019—2021年于江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室从事博士后研究。2021年12月入职长沙理工大学食品与生物工程学院，现为生物工程系副教授、硕士研究生导师。研究方向为代谢工程与合成生物学、蛋白质工程、食品生物技术。先后主持国家自然科学基金、湖湘青年英才（荷尖）人才计划、湖南省自然科学基金、湖南省教育厅、全国重点实验室开放课题等科研项目和研究生教研教改项目。在国内外学术期刊发表科研论文50余篇，教研教改论文2 篇，参与编写英文专著2 章节，指导学生获全国大学生生命科学竞赛科学探究类第八届（一等奖1 项）、第九届（一等奖和三等奖各1 项）；生命科学竞赛创新创业类第八届（三等奖1 项）、第九届（二等奖1 项）；国家级大学生创新创业训练计划项目指导教师；本科生优秀毕业论文指导教师；获湖南省研究生课程思政教学课堂竞赛三等奖、长沙理工大学首届研究生课程思政教学课堂竞赛一等奖。兼任《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》《Metabolites》客座编辑，《Food and Health》《Food Innovation and Advances》《Food Science and Human Wellness》《Journal of Future Foods》《Advanced Biotechnology》青年编委；国家自然科学基金函评专家、教育部学位论文评审专家、生命科学竞赛网评专家、湖南科技厅和广西科技厅专家等。

实习编辑：山西师范大学食品科学学院 夏静；责编：张睿梅

为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、西南民族大学药学与食品学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。

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