论文部分内容阅读
银在古代被制成各种容器可以起到抑菌作用,在纳米技术发展的今天,纳米银粒同样具有抑菌效果,且凸显出更多的优越性,能避免因抗生素乱用导致的微生物抗药性。但其抑菌机制的分子机制和潜在生物安全性仍不明确,因此研究纳米银粒抑菌作用及其机制,可为纳米材料的安全性评价提供更为准确的实验参考标准。本实验利用市售的纳米银粒(Nanosilver particles, Np-Ag)检测了Np-Ag对大肠杆菌(Eschericha coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)抑菌作用,并研究了对大肠杆菌的抑菌作用的分子机制。实验采用抑菌圈和生长曲线法检测Np-Ag对菌体的抑菌作用；利用菌体全细胞蛋白和低分子量蛋白与Np-Ag相互作用,用SDS-PAGE分析了Np-Ag与特定蛋白的选择性靶向作用；对其中的两条靶向蛋白进行MALDI-TOF法氨基酸序列测定；并对18.7kD蛋白基因进行克隆表达；利用体外实验,初步研究了Np-Ag对质粒DNA (pBV220)和目的蛋白(DPS)的影响。实验结果表明：Np-Ag对革兰氏阴性(E. coli)和革兰氏阳性(S. aureus)细菌都有明显地抑制作用,其中对革兰氏阳性菌抑制作用更强。SDS-PAGE分析说明,无论是低分子量标准蛋白还是具体全细胞蛋白,Np-Ag与蛋白存在相互作用,并存在明显的靶向性,这种相互作用与蛋白质氨基酸序列的极性相关,而与蛋白质一级结构中的氨基酸特异性序列没有相关性。其中的两个靶向蛋白通过MALDI-TOF测序和序列比对初步显示为E. coli DNA结合蛋白(DPS)和E. coli外膜蛋白(OMP-W)。通过设计的特异性引物PCR扩增了E. coli DPS全长基因,并构建了pBV-DPS表达载体在原核系统获得表达,该蛋白为分子量18.7kD的E. coli DNA结合蛋白(DNA-binding protein from starved cells, DPS),属于细菌铁结合蛋白。体外初步实验证实,Np-Ag对质粒DNA(pBV220)没有明显的吸附和降解作用,但对质粒构象结构有一定影响；Np-Ag与DPS的靶向结合能够破坏DPS对DNA的抗氢氧自由基的保护作用,导致细菌质粒DNA的降解。本研究论文证实,纳米银粒具有明显的抑菌作用,其抑菌的分子机制是通过与菌体DPS蛋白和外膜蛋白的相互作用,造成抗自由基保护能力降低和细胞膜损伤,从而破坏细胞膜结构和DNA分子结构,导致细菌死亡。