泛酸、维生素C和生物素在乳酸菌的生长中起重要作用外文翻译资料

 2022-08-08 10:00:23

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Edited by:

Rosalba Lanciotti, Universitagrave; degli Studi di Bologna, Italy

Reviewed by:

Monica Gatti, Universitagrave; degli Studi di Parma, Italy

Henrik Siegumfeldt, University of Copenhagen, Denmark

*Correspondence:

Hongfei Zhao zhaohf518@163.com

Bolin Zhang zhangbolin888@163.com

Specialty section:

This article was submitted to

Food Microbiology, a section of the journal Frontiers in Microbiology

Received: 03 January 2018

Accepted: 16 May 2018

Published: 04 June 2018

Citation: Yao C, Chou J, Wang T, Zhao H and Zhang B (2018) Pantothenic Acid, Vitamin C, and Biotin Play Important Roles in the Growth of Lactobacillus helveticus. Front. Microbiol. 9:1194. doi: 10.3389/fmicb.2018.01194

ORIGINAL RESEARCH

published: 04 June 2018 doi: 10.3389/fmicb.2018.01194

泛酸、维生素C和生物素在乳酸菌的生长中起重要作用

Chunxiao Yao1 , Jiandong Chou1 , Tao Wang1 , Hongfei Zhao1,2* and Bolin Zhang1,2*

北京林业大学生物科学与技术学院，2北京市林业食品加工与安全重点实验室，北京

乳酸菌是一种重要的乳酸菌。本研究中使用的菌株已证实了益生菌的功能，并具有生产功能性乳制品和生物活性肽的潜力。为探讨维生素对黑囊藻生长的影响，设计了化学确定的培养基，测定了9种维生素。泛酸(Vb5)、维生素C (Vc)和生物素是其生长所必需的。这三种维生素对菌株CICC 22171的葡萄糖代谢和能量代谢有重要影响。通过转录组学分析，我们发现三种维生素与脂肪酸的合成有关，参与细胞的能量供应。此外，Vb5参与细菌蛋白和脂类的代谢，并与各种酶的活性有关。结果表明Vc参与蛋白质代谢，生物素影响细菌胞内转运机制。在脱脂乳培养基中验证了维生素对菌株生长的促进作用。结果表明，Vc、生物素和vb5均能促进L.helveticus的增殖，但对保加利亚乳杆菌无显著影响

关键词:乳酸菌，维生素，荧光定量PCR，转录组，高密度培养

介绍

乳酸菌是食品工业中非常重要的微生物。LAB的主要特点是它们能将糖类物质发酵成乳酸(Jin, 1998),是需要碳、氮和生长因子才能生长的异养细菌。乳酸菌helveticus (L. helveticus)首次从干酪制品中分离得到，属实验室群。它被广泛应用于食品工业，特别是乳制品，如瑞士奶酪(Emmental, Comte)和意大利奶酪(Parmigiano Reggiano, Grana Padano和Provolone) (Vinderola et al.， 2007)。黑氏乳杆菌作为一种有益健康的菌种，在益生菌和营养食品中发挥着重要的作用。当与益生元相关时，它也有潜力在发酵乳制品中产生生物活性肽或细菌素。因此，它可以被认为是食品工业的多功能乳酸菌(Giraffa, 2014)。由于L. helveticus具有高效的蛋白水解系统和生物活性肽生产能力，越来越多的研究关注于L. helveticus的增殖(Zhao et al.， 2014)。脱脂乳培养基中添加乳糖可显著促进helveticus的生长，并观察碳源对菌株生长和代谢的影响(Zhao, 2014)。添加甜菜糖蜜和酵母提取物也提高了L. helveticus CNRZ 303的乳酸产量(Chiarini等，1992)。

Liao(2009)在培养基中添加18%的番茄汁，黑氏L. helveticus的活菌数达到3.59times;109。此外，培养基中添加麦汁也促进了L. helveticus的生长(Wu et al.， 2008)。不仅如此，还有一些研究关注L. helveticus的高密度培养(Liang, 2015;刘,2016)。促进helveticus增殖的因子主要集中在碳源、氮源和生长因子上。大量的研究集中在碳源和氮源上，对维生素、氨基酸等生长因子的研究较少。在培养基中添加番茄汁或其他植物提取物促进了菌株的增殖，尽管这些添加剂是混合物，哪种化合物促进了菌株的增殖尚不清楚。维生素是重要的生长因子，需要添加到培养基中。它在菌株的生长中起着重要作用，但它们在微生物增殖中的作用尚不清楚。本研究的目的是:(i)测定黑草22171的维生素需要量;(二)探讨维生素对菌株CICC 22171增殖的作用机制;(三)是否可以将维生素的增殖推广到其他菌株的研究。

材料和方法

细菌种类和生长条件

由北京林业大学微生物实验室从新疆传统干酪中分离得到L.helveticus乳酸菌CICC 22171，保存在中国工业培养收藏中心。乳酸菌delbrueckii无性系种群。bulgaricus (L. bulgaricus) LB4由中金公司提供。helveticus CGMCC 1.1877从中国微生物培养总收藏中心(CGMCC)购买。菌株在37◦C的MRS培养基中培养18 h.

维生素L. helveticus CICC22171的需求量

为了研究维生素对菌株CICC 22171增殖的影响，设计了化学定义培养基(CDM)。具体情况见表1。培养基在121 ℃消毒15分钟，然后硫胺素(Vb1),核黄素(Vb2),泛酸(Vb5)、吡哆醛(Vb6)、叶酸(Vb9)、维生素C (Vc)、生物素、烟酸,4-aminobenzoic酸无菌过滤后被添加到清洁发展机制(0.22 -micro;m-pore-size过滤器)。对照检查(CK)组使用完整CDM。维生素缺乏培养基是指CDM中缺乏某种特定维生素的培养基。例如，缺乏Vc的CDM被命名为“Vc集团”。活细胞的数量通过MRS培养基中的菌落形成单位来测量。

维生素对菌株CICC 22171增殖的作用机制

维生素对葡萄糖代谢的影响

L.helveticus乳酸菌在MRS培养基中37◦C培养18 h。(4◦C, 6000 g, 5 min)离心收集细胞，用等体积无菌生理盐水洗涤2次。然后，收集沉淀，悬浮在等体积的无菌生理盐水中。使用一步法细菌活性蛋白提取试剂盒(上海生工生物技术有限公司，中国上海)从活化细胞中提取细菌蛋白。蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝法(Feng et al.， 2010)。己糖激酶(HK)、磷酸果糖激酶(PFK)、丙酮酸激酶(PK)和乳酸脱氢酶(LDH)在代谢通路中起重要作用，使用试剂盒(苏州科明生物科技有限公司，苏州，中国)测定这些酶的活性。

HK、PFK、PK、LDH基因表达采用RT-qPCR方法检测，实验设计参考MIQE指南(Bustin et al.， 2009)。使用TRIzol试剂盒(上海生工生物技术有限公司，中国上海)提取总RNA，用无rnase的DNase处理。用AMV第一链cDNA合成试剂盒(上海生工生物技术有限公司，上海，中国)反转录500 ng RNA样本。cDNA产品用于SYBR green为基础的RT-qPCR分析，每个样品运行三次。RT-qPCR条件如下:95◦C 3分钟,其次是95◦C 7s,57◦C 10 s,和72◦C 15s,最后一步72◦C 10分钟,循环40次。用CK组作为标准,16 s rRNA基因作为内部参考,和引物序列见表2。使用2minus;11Ctmethod计算DEGs的表达水平(Livak和Schmittgen, 2001)。.

维生素对基因表达的影响

转录组学分析用于测定在维生素缺乏培养基中的基因表达。将CK组与维生素缺乏组进行遗传差异分析。采用Trizol法提取总RNA。使用纳米光度计(Implen, Inc.，美国)检测RNA纯度。使用安捷伦生物分析仪2100系统的RNA Nano 6000检测试剂盒评估RNA完整性（安捷伦科技，美国）

TABLE 1 | Composition of chemically defined medium.

, Constituent Concn (g/liter) Constituent Concn (g/liter)

Glucose

20.0

Riboflavin (Vb2)

0.001

MgSO4

0.5

Vitamin b5 (Vb5)

0.001

MnSO4

0.25

Pyridoxal (Vb6)

0.002

K2HPO4

2.0

Folic acid (Vb9)

0.001

Tween-80

1.0

Vitamin C (Vc)

0.002

4-Aminobenzoic acid

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