高密度CO2对大肠杆菌膜渗透性及蛋白质的影响

论文摘要

高密度CO2杀菌技术具有无污染、无残留、杀菌温度低等优点,成为近年来发展起来的一种新型食品非热加工技术,但有关其杀菌机理的研究,尤其高密度CO2对菌体蛋白及对细胞膜渗透性的影响还鲜见报道。本文研究了高密度CO2处理对大肠杆菌细胞膜渗透性及对胞内蛋白质的影响,为解释高密度CO2的杀菌机理提供参考。本实验以大肠杆菌菌悬液为研究对象,通过测定高密度CO2处理前后大肠杆菌上清液中蛋白质、核酸、Mg2+、K+离子和丙二醛的含量,辅助透射电镜观察,研究大肠杆菌细胞膜渗透性的变化。研究发现,在7 MPa、37℃条件下,大肠杆菌经高密度CO2处理10 min后,99 %以上的大肠杆菌失活,同时蛋白质、核酸及Mg2+、K+离子等胞内物质均发生了不同程度的泄漏,丙二醛含量增加,大肠杆菌胞内物质密度降低,表明高密度CO2处理大肠杆菌后细胞膜渗透性增加。采用蛋白质组学方法研究高密度CO2处理对大肠杆菌菌体蛋白质的影响,通过对比高密度CO2处理前后大肠杆菌菌体蛋白质双向电泳图,发现46个蛋白点有三倍以上的差异,对其中差异最大的16个蛋白点通过质谱及生物信息学方法进行鉴定分析,发现其中3个蛋白质点（No. 1,4,13）参与形成细胞骨架,9个蛋白质点（No. 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11,12,15）参与细胞新陈代谢,4个蛋白质点（No. 2, 3, 14 ,16）和DNA密切相关。结果表明,高密度CO2处理导致大肠杆菌胞内关键性的蛋白质和酶发生变化,可能是导致细胞死亡的主要原因之一。通过圆二色谱法结合凝胶层析法研究了高密度CO2处理对大肠杆菌不同分子量范围蛋白质结构的影响。结果表明,经高密度CO2处理大肠杆菌后胞内3100020000 Dal的蛋白质α-螺旋含量降幅最大,小于21000 Dal的蛋白质α-螺旋含量降幅最小,而且α-螺旋有向β-折叠和无规则卷曲转变的趋势;4300031000 Dal的蛋白质β-折叠百分含量上升最为明显;所有分子量的蛋白质β-转角变化均不明显,其相对百分含量几乎没有发生改变。说明,高密度CO2处理导致胞内不同分子量范围蛋白质结构均发生不同程度的改变,进而使蛋白质生物活性丧失,可能因此阻碍了细胞的正常生理活动,而导致细胞死亡。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 杀菌方法简介
• 1.2.1 加热杀菌法
• 1.2.2 非热杀菌技术
• 1.3 DPCD 杀菌技术
• 1.3.1 DPCD 杀菌效果
• 1.3.2 DPCD 杀菌机制
• 1.3.3 DPCD 杀菌技术在食品中的应用
• 1.3.4 DPCD 杀菌机械
• 1.4 蛋白质组学研究现状
• 1.4.1 蛋白质组学研究的主要内容
• 1.4.2 蛋白质组学研究技术
• 1.5 课题研究目的及主要内容
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 DPCD 处理对大肠杆菌细胞膜渗透性的影响
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 主要试剂与材料
• 2.2.2 主要设备
• 2.2.3 试验方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 DPCD 对E. coli 的杀菌效果
• 2.3.2 DPCD 处理对E. coli 胞内蛋白质泄漏的影响
• 2.3.3 DPCD 处理对E. coli 胞内核酸泄漏的影响
• 2.3.4 DPCD 处理对E. coli 脂质过氧化程度的影响
• 2+、K⁺泄漏的影响'>2.3.5 DPCD 处理对E. coli 胞内Mg²⁺、K⁺泄漏的影响
• 2.3.6 DPCD 处理对E. coli 形态的影响
• 2.3.7 杀菌机理分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 DPCD 处理大肠杆菌的差异蛋白质组解析
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 主要试剂与材料
• 3.2.2 主要设备
• 3.2.3 试验方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 双向凝胶电泳结果及其分析
• 3.3.2 经扫描成像及PDQuest 软件分析
• 3.3.3 质谱鉴定
• 3.3.4 扫描电镜观察结果与分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 DPCD 对大肠杆菌不同分子量范围蛋白质结构影响
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试剂与材料
• 4.2.2 主要设备
• 4.2.3 试验方法
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 E. coli 菌体酸性蛋白分子量分布
• 4.3.2 DPCD 处理对E. coli 菌体不同分子量范围酸性蛋白溶液的影响
• 4.3.3 DPCD 处理对E. coli 菌体酸性蛋白溶液二级结构的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 5.1 论文主要结论
• 5.2 创新点
• 5.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历