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海鲜来源抗菌肽:对抗食品中细菌危害的有力武器

期刊:food controlDOI:10.1016/j.foodcont.2021.108004

这篇文档属于类型b(综述类科学论文)。以下是针对该文献的学术报告:


作者及机构
本文由Jinrong Tong、Zhaohuan Zhang(通讯作者)等来自上海海洋大学食品科学与技术学院、渔业与生命科学学院的研究团队共同完成,发表于2021年的《Food Control》期刊(Volume 125, 108004)。

主题概述
论文题为《Antibacterial peptides from seafood: a promising weapon to combat bacterial hazards in food》,系统综述了海鲜来源抗菌肽(Antibacterial peptides, ABPs)的多样性、生产技术、杀菌机制及其在食品链中的应用潜力,旨在为解决食源性细菌危害提供新型生物防控策略。


主要观点与论据

1. 海鲜源抗菌肽的多样性及其结构特性

观点:海鲜ABPs具有广泛的生物活性与结构多样性,其基因分布于鱼类、甲壳类及贝类等海洋生物基因组中。
论据
- 鱼类ABPs:如大西洋盲鳗(Myxine glutinosa)肠道抗菌肽HFIAPs、杂交条纹鲈(Morone chrysops × Morone saxatilis)的hepcidin类肽,通过破坏细胞膜(如HFIAP-1诱导膜孔形成)或调节铁代谢发挥抑菌作用。
- 甲壳类ABPs:如对虾(Penaeus vannamei)中的penaeidins含脯氨酸富集区(PRR)和半胱氨酸富集区(CRR),通过两亲性结构靶向革兰氏阳性菌(如Bacillus megaterium)。
- 贝类ABPs:如地中海贻贝(Mytilus galloprovincialis)的myticin和mussel defensin(MGD-1)含8个保守半胱氨酸,形成α-螺旋与β-折叠的稳定结构,对革兰氏阴性菌(如Escherichia coli)有效。
数据支持:表1列举了20余种ABPs的抑菌谱,例如piscidin 1对E. coli和Staphylococcus aureus的最低抑菌浓度(MIC)达0.1–10 μM。

2. 抗菌肽的生产技术优化

观点:生物提取、重组表达和固相合成是规模化生产ABPs的三大技术,各具优缺点。
论据
- 生物提取法:通过酸提取结合层析技术(如RP-HPLC)从蟹血淋巴中分离dromidin,但产量低。
- 重组表达系统:毕赤酵母(Pichia pastoris)系统可正确折叠复杂ABPs(如ALF-PM3),而大肠杆菌(E. coli)系统适用于快速生产(如aurelin)。
- 固相合成法:Fmoc合成技术可定制修饰肽链(如holothuroidin 2衍生物),提升稳定性。
案例:Chlamydomonas reinhardtii藻表达系统生产mytichitin-A,产量达0.28%且无细胞毒性。

3. 杀菌机制的双重路径

观点:ABPs通过膜破坏和胞内作用双途径杀菌,且不易引发耐药性。
论据
- 膜破坏模型:包括“桶状孔”(barrel-stave)、“地毯式”(carpet)等,如piscidin 1通过两亲性α-螺旋插入膜脂质层。
- 胞内靶向:部分ABPs(如dermaseptin)穿透膜后抑制DNA复制或结合细菌伴侣蛋白DnaK。
实验证据:透射电镜显示myticusin-1导致细菌表面纤维化及细胞壁厚度异常。

4. 食品链全程应用潜力

观点:ABPs可覆盖“农场到餐桌”全环节的细菌防控。
论据
- 农场阶段:替代抗生素防治水产病原(如Vibrio parahaemolyticus),减少耐药性风险。
- 加工环节:添加于清洁系统(CIP)抑制设备生物膜(如Pseudomonas aeruginosa)。
- 消费端:作为天然防腐剂延长货架期,如piscidin对冷藏食品中Listeria monocytogenes的抑制。


论文价值与意义

  1. 科学价值:首次系统整合海鲜ABPs的结构-功能关系,提出基于基因组资源的肽库开发策略。
  2. 应用价值:为食品工业提供新型绿色抗菌剂,助力解决耐药性难题。
  3. 创新点:提出ABPs与现有杀菌技术的协同应用框架(如联合热处理),并呼吁建立相关法规标准。

亮点
- 详述了ABPs在复杂食品基质中的活性保持问题,为后续研究指明方向。
- 强调跨学科合作(如生物信息学指导肽设计)对未来技术突破的重要性。


(注:全文共约1500字,严格遵循原文数据及逻辑,专业术语如“Fmoc合成”等保留英文标注。)

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