从“治”到“防”:内溶素PlyB13S为食品安全生产提供新型生物解决方案
从“治”到“防”:内溶素PlyB13S为食品安全生产提供新型生物解决方案
蜡样芽孢杆菌是一种广泛存在的食源性致病菌,不仅会引发食物中毒,其产生的生物膜还易污染食品加工设备,传统控制方法存在局限性。噬菌体及其衍生的内溶素作为一种新型生物防控手段备受关注,其中内溶素因能特异性裂解细菌细胞壁且不易导致耐药性而更具安全优势。然而,目前针对蜡样芽孢杆菌、尤其是其生物膜具有高效清除作用,并能同时应用于检测的内溶素工具仍较为缺乏。
来自韩国首尔科学技术大学的Minsuk Kong团队针对上述问题,分离出了一种新型噬菌体,并深入挖掘其内溶素作为多功能抗菌剂和检测工具的潜力,以应对食品安全领域的关键挑战。其成果发表于LWT - Food Science and Technology,题为Characterization of an endolysin from B. cereus-infecting bacteriophage B13S and its application as antimicrobial and detection agents。
研究发现,该内溶素展现出比其“母体”噬菌体更广泛的裂解谱,对测试的全部蜡样芽孢杆菌群菌株均能实现高效裂解(相对活性最高达+++,即71-100%),并能清除高达60%以上的生物膜,使不锈钢表面的活菌数显著降低(约3 log CFU/coupon)。
表 1噬菌体B13S的宿主范围、PlyB13S的裂解范围、PlyB13S_EAD的裂解范围以及EGFP::PlyB13S_CBD1的结合范围
图1 PlyB13S及其EAD的生物膜清除活性
更有趣的是,该内溶素的功能域展现出“分工协作”的巨大应用潜力——其单独的酶活性域对引起罐头食品变质的嗜热脂肪土芽孢杆菌展现出更强的裂解速度,而其细胞壁结合域则能在5分钟内于复杂如牛奶的食品基质中快速识别并特异性结合蜡样芽孢杆菌。
图2 解析PlyB13S蛋白各结构域的功能
在食品模拟实验中,3μM的PlyB13S在90分钟内可使污染米饭中的蜡样芽孢杆菌活菌数降低2 log CFU/mL。这些扎实的数据表明,PlyB13S及其功能域有望被开发成一套集高效“抗菌”与快速“检测”于一体的新型生物工具包,为应对食品安全中的蜡样芽孢杆菌污染问题提供强有力的解决方案。
图3 食品应用
该研究通过上述实验结果证明,噬菌体B13S的内溶素PlyB13S及其功能域是一类具有广阔应用前景的新型工具,全长PlyB13S可作为高效的抗菌剂和生物膜清除剂用于控制蜡样芽孢杆菌,而其酶活域(EAD)和细胞壁结合域(CBD)可分别用于开发针对嗜热脂肪土芽孢杆菌的抗菌剂和针对蜡样芽孢杆菌的快速检测试剂。
参考文献链接:https://doi.org/10.1016/j.lwt.2025.117345
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