乳酸菌食品级质粒及应用的研究进展

食品科学杂志 2018-10-11 15:31:14

乳酸菌是人体内具有重要生理功能的菌群,调节着人体肠道菌群的健康,与人体健康有着直接关系。乳酸菌作为食品级的菌体制剂,应用食品级的质粒构建新型的细胞工厂,从而产生具有生理功能的酶、多肽及中间代谢物等表达产物,可以应用于食品、医药、保健及工业等领域,有巨大的应用前景和潜在的商业价值,对食品、医药和工业等领域的发展具有一定的促进作用。

北京食品营养与人类健康高精尖创新中心、中国农业大学食品科学与营养工程学院的王瑶、韦云路、李平兰通过介绍乳酸菌食品级系统的基本要求、食品级质粒的元件组成、食品级质粒构建策略及其应用的研究进展,展示了乳酸菌食品级分子操作系统的建立对乳酸菌的深层次开发利用所具有的重要意义。



食品级系统的要求
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由于乳酸菌在食品工业中的应用特殊性,要求食品级分子生物学所涉及的元件必须具有安全的特性,满足如下基本标准:载体必须是食品级、宿主菌必须为食品级、选择性标记必须为食品级、外源诱导物必须为食品级


食品级质粒
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基因工程质粒是分子生物学研究的重要工具,主要包括复制区、选择标记区及蛋白表达区,复制区是保证质粒生存复制的必备元件,选择标记区是重组质粒与菌种筛选的重要标记,蛋白表达区是外源蛋白表达的区域。


食品级质粒构建及转化
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质粒的不同区域具有不同的功能,只有将各个功能区域相互组装才能发挥其生理功能,并且转化到相对应的宿主菌中,才能开展进一步的科学研究。传统的DNA限制性内切酶酶切及连接酶连接技术是经典的组装方法,近几年,高效的组装系统已被广泛应用于质粒组装,如Gibson组装及同源重组组装系统,然而转化方法依然是传统的化学转化或电转化方法。目前,已经有许多的食品级质粒构建成功,并应用于食品与医疗,但是其应用仍然比较受限。



食品级质粒的应用
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乳酸菌作为食品级的菌体制剂,应用食品级的质粒构建新型的细胞工厂,从而产生具有生理功能的酶、多肽及中间代谢物等表达产物,可以应用于食品、医药、保健及工业等领域,有巨大的应用前景和潜在的商业价值,对食品、医药和工业等领域的发展具有一定的促进作用。



总  结

乳酸菌作为益生菌,应用前景广泛,对人体有益的益生菌菌株在不断地研究,因此新菌种的遗传背景及相关功能基因并不清楚,通过特异性重组质粒可以对其功能基因进行研究,并进一步解析其调控机理,对乳酸菌的基础型及应用型研究具有推动作用。

食品级质粒的研究及应用,对推动乳酸菌的分子生物学研究起到关键作用。由于乳酸菌是肠道菌群的益生菌,肠道菌群对调节人体各个器官的健康具有重要作用,许多研究人员重点关注益生菌在肠道菌群中的重要性,但是益生菌对肠道菌群的调控机理,及菌体自身的益生机理还未深入解析,利用食品级质粒可以对菌体的调控及益生机理进行解析,从而增强其益生功能,可以作为食品级质粒未来应用的一个方向。因此食品级质粒对乳酸菌工程菌株的利用与研发发挥着重要作用。


本文《乳酸菌食品级质粒及应用的研究进展》来源于《食品科学》2017年38卷13期: 269-276。作者:王瑶,韦云路,李平兰。DOI:10.7506/spkx1002-6630-201713044,点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。


编辑/责编:张睿梅