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谷子胰蛋白酶抑制剂促进罗伊氏乳杆菌肠道定植缓解肥胖的效应机制

谷子胰蛋白酶抑制剂促进罗伊氏乳杆菌肠道定植缓解肥胖的效应机制

引用

作者：乔琴琴山西大学

学位级别：硕士

肥胖严重威胁着人类健康。研究表明:乳杆菌作为肠道益生菌,可有效缓解肥胖。乳杆菌能在肠道定植是其发挥益生作用的基础,由于肥胖人群的肠道屏障受损,导致乳杆菌的定植能力较差。研究显示:植物活性肽可作为抗肥胖功能食品和候选药物的... 详细信息

肥胖严重威胁着人类健康。研究表明:乳杆菌作为肠道益生菌,可有效缓解肥胖。乳杆菌能在肠道定植是其发挥益生作用的基础,由于肥胖人群的肠道屏障受损,导致乳杆菌的定植能力较差。研究显示:植物活性肽可作为抗肥胖功能食品和候选药物的重要来源,因此,从中筛选促进乳杆菌在肥胖人群肠道定植的肽类活性分子对于研发缓解肥胖疾病的益生元产品具有重要意义。本课题组前期通过体外模拟胃肠消化方法从谷糠蛋白酶解产物中分离到一种谷糠胰蛋白酶抑制剂(命名为FMB-BBTI),研究发现FMB-BBTI可显著增加动脉粥样硬化小鼠肠道内乳杆菌的定植丰度,但具体的菌株类型及FMB-BBTI是如何促进该菌株肠道定植的作用机制尚不清楚。本课题利用乳杆菌专用培养基对该菌株进行了分离,并探究了FMB-BBTI对该菌株肠道定植的促进效应;同时通过高脂饮食(HFD)喂养小鼠诱导的食源性肥胖(DIO)模型评价了FMB-BBTI对DIO小鼠肥胖的缓解效应;进一步利用脂多糖(LPS)诱导肠上皮细胞炎症模型,深入探究了FMB-BBTI促进该菌株肠道定植的分子营养机制。其研究结果如下:(1)FMB-BBTI促进肠道乳杆菌定植的菌种鉴定。本研究从FMB-BBTI处理的小鼠盲肠内容物中分离到一株新的罗伊氏乳杆菌,命名为L.reuteri SY523。细胞水平菌胞共孵育实验结果表明:FMB-BBTI处理可显著促进L.reuteri SY523对肠上皮细胞的粘附,且呈剂量依赖性;小鼠荧光原位杂交和盲肠内容物qPCR实验结果表明:FMB-BBTI能够促进L.reuteri SY523定植于肠粘膜。以上结果表明FMB-BBTI具有促进L.reuteri SY523在肠道定植的效应。(2)FMB-BBTI促进L.reuteri SY523定植对DIO小鼠肥胖的缓解效应。研究结果表明,FMB-BBTI与L.reuteri SY523共处理DIO小鼠后,肥胖相关指标,如:小鼠体重、血脂六项及炎症因子水平等均显著降低;肝脏脂肪变性、结肠组织炎症及肠道屏障功能均被有效缓解。细胞炎症模型研究发现:FMB-BBTI处理炎症细胞可降低炎症因子水平,但不具有显著性差异。这些数据说明:L.reuteri SY523在FMB-BBTI缓解DIO小鼠肥胖效应中扮演关键角色。(3)FMB-BBTI促进L.reuteri SY523粘附定植的作用机制。Biotin pull-down结合MOLDI-TOF-TOF质谱技术鉴定了L.reuteri SY523的粘附因子为粘液粘附促进蛋白(MapA),其在肠上皮细胞上的特异性受体为热休克蛋白-60(Hsp60);进一步的研究结果显示:FMB-BBTI主要通过与细胞内的丝氨酸/苏氨酸磷酸酶(PPP1CA)相互作用,抑制Hsp60的去磷酸化,诱导其从细胞质向细胞膜转位,与L.reuteri SY523粘附因子结合,促进L.reuteri SY523的粘附定植。综上所述,本研究从小鼠盲肠内容物中分离到一株新的罗伊氏乳杆菌L.reuteri SY523,并发现FMB-BBTI可通过促进L.reuteri SY523肠道定植来缓解肥胖效应;同时阐明了FMB-BBTI与细胞内PPP1CA相互作用,诱导胞内Hsp60膜转位,进而促进L.reuteri SY523定植的分子营养机制。该研究为FMB-BBTI未来进一步开发成抗肥胖的益生元产品提供理论依据。

关键词：谷糠胰蛋白酶抑制剂(FMB-BBTI) 罗伊氏乳杆菌L.reuteri SY523 定植机制抗肥胖

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含油废水酵母菌-SBR处理工艺及微生态群落解析研究

含油废水酵母菌-SBR处理工艺及微生态群落解析研究

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作者：田凤蓉西北农林科技大学

学位级别：硕士

含油废水来源广泛,进入水体后会造成严重的环境污染。常规的物理法和化学法对BOD去除能力较差,在实际应用中微生物法具有成本低、占地少、不需特殊设备、不会带来二次污染等优点,因而倍受青睐。酵母菌作为一种极为宝贵的微生物资源,由... 详细信息

含油废水来源广泛,进入水体后会造成严重的环境污染。常规的物理法和化学法对BOD去除能力较差,在实际应用中微生物法具有成本低、占地少、不需特殊设备、不会带来二次污染等优点,因而倍受青睐。酵母菌作为一种极为宝贵的微生物资源,由于它具有良好的耐酸、耐渗透压,成絮能力好等特点,且酵母菌能将大部分有机物转化成无毒且营养丰富的单细胞蛋白,具有很高的废水处理能力和饲料生产价值,因此广泛地应用于高浓度含油废水的处理。本文建立了含油废水酵母菌-SBR法废水处理工艺,同时用PCR-DGGE以及荧光原位杂交(FISH)的分子生物学方法解析废水处理系统中酵母菌群落结构,并研究酵母菌的表面特性以了解优势菌定植机制,研究结果如下: (1)10菌株酵母菌复合体系对含油废水有很好的处理效果。酵母菌SBR连续运行过程中,保证污泥负荷0.25 kg/(kg·d),曝气时间6 h,沉降2 h,N、P营养源的量按BOD:N:P=100:5:1投加的情况下,系统稳定运行,出水COD从3000 mg/L左右降低到200～350 mg/L ,COD去除率达到88%～93%,油含量由1500 mg/L左右降为45～100 mg/L,去除率为93%～96%,去除了含油废水中绝大部分的有机污染物。为使出水达到排放标准,使用活性污泥后处理,和酵母菌SBR组成复合系统,使得总COD的去除率高达97.5%,油的去除率达到99%以上,保证了出水的COD值在50～60 mg/L,油含量为10～20 mg/L,达到了工业污水综合排放标准(GB 8978-1996)。 (2)利用PCR-DGGE技术对酵母菌-SBR废水处理系统中酵母菌群落进行解析,证明菌株O2或W1、O3或G3、W2、未知菌株X1可以稳定存在于废水处理系统中,且O2或W1、未知菌株X1在系统中占有绝对优势。 (3)用FISH技术进一步检测对优势菌进行解析,证明在酵母菌SBR系统在长期运行过程中,相对于细菌,酵母菌占据着优势地位;实验所使用探针能与O2(Candida tropicalis)、G3、O3、W1、W2纯菌株成功杂交,但仅O2、O3的杂交信号发出的红色荧光较强。在酵母菌SBR系统连续运行过程中,探针所追踪的酵母菌在处理含油废水的过程中数量逐渐增多,到后期占有绝对的优势,说明样品中发出红色荧光的O2或O3占大多数,结合PCR-DGGE的结果,可知,在酵母菌-SBR系统中,O2和O3是绝对优势菌株,能够稳定存在于系统中。 (4)对酵母菌定植机制的研究表明,疏水性和絮凝性是菌株O2和O3成为优势菌的重要影响因素,而酵母菌株产乳化剂及乳化能力直接影响到废水中油脂的降解效果,但对于菌株是否成为含油废水处理中的优势菌,菌株乳化作用是的一个影响因素,但不是主要因素。

关键词：酵母菌含油废水 PCR-DGGE FISH 定植机制

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