新型噬菌体裂解酶 LysLFP01：食品安全领域的抗菌新希望

研究背景

在食品安全问题备受瞩目的当下，传统抗菌剂面临着细菌耐药性等诸多挑战，因此，寻找高效、安全且不易产生耐药性的新型抗菌剂迫在眉睫。噬菌体来源的裂解酶作为潜在的新型抗菌剂，近年来成为研究热点。它是噬菌体在复制周期末期产生的水解酶，能特异性降解细菌细胞壁的肽聚糖，引发细菌裂解。不过，目前针对乳酸杆菌噬菌体裂解酶的研究相对较少，其特性和应用潜力有待深入挖掘。本研究以乳酸杆菌噬菌体LFP01的裂解酶LysLFP01为对象，系统探究其抗菌活性及在食品领域的应用可能性。

实验方法

研究人员从乳酸杆菌噬菌体LFP01基因组中克隆出裂解酶基因，并将其在大肠杆菌中进行异源表达。利用多种生物信息学工具，对LysLFP01的氨基酸序列进行分析，预测其理化性质、疏水性、信号肽及三维结构。通过抑菌圈实验和浊度降低实验，检测LysLFP01对宿主菌的裂解能力；采用牛津杯法测定其抗菌谱，涵盖多种革兰氏阳性菌和阴性菌；设置不同的温度、pH值和NaCl浓度条件，探究其对LysLFP01活性的影响；运用结晶紫染色法评估LysLFP01对金黄色葡萄球菌生物膜的抑制和清除作用；借助平板计数法考察其在生牛奶中的抗菌效果。

实验结果

LysLFP01展现出令人瞩目的广谱抗菌活性，对多种革兰氏阳性菌，如乳酸杆菌、嗜热链球菌和金黄色葡萄球菌等，均具有显著的裂解作用，抗菌谱明显宽于其来源的噬菌体LFP01。在温度适应方面，4 - 72°C时LysLFP01能保持较高活性，显示出良好的热稳定性；在pH 3.0 - 9.0的范围内，也能维持一定活性，不过在酸性较强的pH 2.0时活性几乎丧失。然而，随着NaCl浓度的增加，其裂解活性逐渐下降。在生物膜实验中，当LysLFP01浓度高于125μg/mL时，可有效抑制金黄色葡萄球菌生物膜的形成；浓度更高时，对已形成的生物膜清除效果显著，扫描电镜图像直观地展示了其对生物膜的破坏作用。在生牛奶抗菌实验中，4°C条件下添加LysLFP01，能使细菌数量随时间明显减少。

图1 新型噬菌体裂解酶 LysLFP01对金黄色葡萄球菌的破坏能力

成果总结

LysLFP01作为新型抗菌剂，在食品安全领域展现出巨大的应用潜力。特别是在低盐、非酸性环境中，其对金黄色葡萄球菌污染的防控效果显著，有望成为食品行业，尤其是乳制品加工中的天然防腐剂，有助于延长牛奶加工的“黄金期”，保障食品质量和安全。

研究结论与展望

尽管LysLFP01对革兰氏阳性菌抗菌活性强大，但它对革兰氏阴性菌无裂解活性，并且在高盐环境中活性受限，这限制了其更广泛的应用。未来研究可从优化表达条件或更换宿主系统入手，提高LysLFP01的可溶性表达，降低生产成本；利用蛋白质工程技术对其进行改造，增强对革兰氏阴性菌的活性，提高对高盐环境的耐受性。此外，深入研究其在复杂食品体系中的抗菌性能，探索与其他抗菌剂的协同作用，将进一步拓展其应用范围，为保障食品安全提供更有力的技术支持。

参考文献：

WEN Q, HUANG X, MA W, et al. Characterization of a phage endolysin LysLFP01 and its antibacterial activity [J]. International Journal of Food Microbiology, 2025, 432: 111110.