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  • 木本油料資源利用國家重點實驗室深度揭示植物精油抑菌機理
    來源:農環視界  作者: 時間:2022/4/24

        羅勒(Ocimum basilicum L.),具有豐富的功能活性物質,主要用作調味品或香料,廣泛應用于食品、香水和制藥行業。羅勒精油(Basil Essential Oil, BEO)因具有殺蚊、殺蟲、抗菌、抗氧化等特性而得到廣泛應用。其中抗菌活性得到了較多關注,研究表明BEO對大多數革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌和植物病原真菌具有較好的抑菌活性,但對BEO抑菌機制的研究卻很少。

        近日,微生物學領域Top期刊Frontiers in Microbiology(IF=5.64)在線發表了湖南省林業科學院省部共建木本油料資源利用國家重點實驗室和江蘇大學合作的研究成果“The Interference Mechanism of BasilEssential Oil on the Cell Membrane Barrier and Respiratory Metabolism of Listeria monocytogenes”的研究論文,該成果以羅勒精油為研究對象,從細胞膜屏障和呼吸代謝的角度揭示了其對單增李斯特菌(Listeria monocytogenes)的抑菌機理,初步確定了其作用部位,為羅勒精油作為天然抗菌劑的深度開發提供了理論依據。 

        BEO對單增李斯特菌具有良好的抗菌活性。結合光譜分析技術和熒光顯微鏡成像技術,發現BEO增加了磷脂尾部烴基鏈的無序性,進而導致細胞膜通透性增加,從而導致細胞內蛋白質和DNA的泄漏。呼吸代謝實驗表明,BEO通過抑制關鍵酶的活性來抑制EMP途徑。從分子對接結果來看,這種抑制可能是由于α-佛手柑烯與磷酸果糖激酶(PFK)和丙酮酸激酶(PK)的氨基酸殘基之間的疏水相互作用。此外,BEO還可引起氧化應激,活性氧(ROS)也可能與細胞膜和呼吸代謝相關酶的損傷有關。 

        該研究表明BEO對單增李斯特菌的抑制作用具有多靶點效應,且芳樟醇作為BEO的主要成分,通過作用于細胞膜磷脂尾部的烴基鏈,影響細胞膜的屏障功能和生理活性。BEO對細菌呼吸代謝的抑制作用是通過α-香檸檬烯與關鍵酶氨基酸殘基的相互作用實現的,對單增李斯特菌的多靶點抗菌機理,為其作為一種潛在的天然抗菌劑提供理論支持。

    圖1 BEO對單增李斯特菌細胞膜通透性的影響

    圖2 單增李斯特菌活性氧熒光圖譜(A);活性氧熒光強度(B)

    圖3 α-佛手柑烯與EMP途徑的關鍵酶的分子對接(A),BEO對EMP途徑關鍵酶活性的影響(B)

    論文第一作者為湖南省林業科學院省部共建木本油料資源利用國家重點實驗室主任李昌珠研究員,共同通訊作者為江蘇大學崔海英教授和林琳教授。該研究得到省部共建木本油料資源利用國家重點實驗室、國家自然科學基金等項目的資助。


    論文鏈接:
    https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.855905

     
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