[发明专利]细菌素诱导者肽

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及在诱导者细菌存在下刺激由生产者细菌产生细菌素的新型的肽以及使用所述肽用于细菌素产生的方法。

正常的肠道细菌对于任何宿主动物的健康都是重要的。宿主通过由天然细菌生物相介导的消化代谢过程而受益。从肠道细菌来看，竞争和随之发生的进化提供营养素和生存空间并增加繁殖潜能，使得某些菌株和菌种获得生存优势。在细菌进化期间，细菌素的产生已经发生。在给定的竞争利基(competitive niche)中，细菌素对于其他生物体是拮抗的并因此提供生态优势。这些生物素一般是低分子量的多肽，并被基于分子量的差异分类(Klaenhammer，FEMS Microbiol.Rev.，1993年12-39-85卷)。这些化合物可以容易地被宿主蛋白酶消化成其组成氨基酸。细菌素可能代表得自竞争性排斥的益处中的重要部分(Nurmi和Rantala，Nature(自然)，伦敦，1973年，第241卷，210-211)。

Nurmi和Rantala(1973，同上)最早描述了通过使用得自健康的成年禽粪便的未确定的细菌菌群控制沙门氏菌在新孵化的雏鸡中的定殖中的竞争性排斥的优点。该途径对于目前涉及合成抗生素的耕作方法而言是有吸引力的备选方案。得自粘膜的竞争性排斥菌群被描述为得自健康的成年母鸡的肠粘膜内膜刮屑的厌氧培养物(Stern等，美国专利5,451,400，公布于1995年9月)。此未确定的菌群在鸡中提供良好的对于沙门氏菌的定殖防护，但是仅提供不稳定的弯曲杆菌(Campylobacter)的定殖控制(Stern，Poult.Sci，1994年，第73卷，402-407)。竞争性排斥出现在野生禽类肠道中并有助于健康的肠道生态。

微生物产生各种显示抗菌性质的化合物。一类这样化合物，细菌素，由具有类似于离子载体抗生素的作用机制的杀菌蛋白质组成。细菌素常具有抵抗与该细菌素的生产者密切相关的菌种的活性。它们在从复杂的微生物群落(例如肠道、口腔或其他的上皮表面)分离出来的细菌菌种中的广泛存在，表明细菌素在细菌生态系统中的种群动态方面可能具有调节作用。细菌素被定义为由细菌产生的具有生物活性的蛋白部分以及杀菌作用的化合物(Tagg等，细菌学评论(Bacteriological Reviews)，1976年，第40卷，722-256)。其他的特征可以包括：(1)窄谱抑制活性，集中于密切相关的菌种；(2)与特定细胞受体附着；(3)质粒携带的细菌素产生和具有宿主细胞细菌素免疫性的遗传定子。未完全确定的拮抗物质被称为“细菌素样物质”。一些有效抵抗革兰氏阳性细菌，相反不抵抗革兰氏阴性细菌的细菌素，具有较广谱的活性。已有建议术语细菌素，当被用于描述由革兰氏阳性细菌产生的抑制剂时，应该符合(1)是一种肽，(2)具有杀菌活性(Tagg等人，同上)的最低标准。

为了经济上可行地在商业上利用细菌素，在产生期间将产量最优化是必要的(Chen和Hoover，食品科学和食品安全综述(Comprehensive Reviews in Food Science andFood Safety)，2003年，第2卷，82-100)。Chen和Hoover宣称发现在生长介质中，针对尼生素(nisin)生产的关键因素是维持最优化的pH以及针对每种产生细菌素的菌株或多种菌株补充具有特定的营养物的介质。

Knutsen等人(细菌学杂志(Journal of Bacteriology)，2004年，第186卷(10)，3078-3085)公开了一种27个氨基酸的细菌素诱导肽(BIP)，其诱导肺炎链球菌(Streptococcus Pneumoniae)中细菌素的产生。Diep等人(分子生物学(Molecular Biology)2003年第47(2)卷，483-494)公开了许多革兰氏阳性细菌，所述细菌已被报道为应用所谓的基于肽信息素的信号转导途径来调节来自为数众多的乳酸菌的，称为细菌素的抗微生物肽的产生。其还公开了诱导细菌素产生的肽信息素，PInA。Van Belkum和Stiles(Nat.Prod.Rep.，2000年，第17卷，323-335)公开了一些细菌素需要调节基因的产物来产生它们。他们宣称这些基因编码一种分泌的诱导肽以及与组氨酸激酶和响应调节因子同源的蛋白质。该参考文献进一步公开了一些由诱导肽诱导的II类细菌素，而其他的例如肉食杆菌素B2(Carnobacteriocin B2)和乳杆菌素P(Sakacin P)是由诱导肽诱导或者由所合成细菌素自诱导的。