1、硫化氢:一种能够阻止抗生素作用于细菌体的通用物质 SCIENCE, 2011, 334,986-990 研究背景:硫化氢是一种有毒气体、具有臭鸡蛋的气味、硫化氢是继 NO、 CO的第三个内源性气体信号分子、具有抗炎 /促炎、抗氧化应激、扩血管、降压、保护胃肠道粘膜、抑制胰岛素释放等作用。许多原核生物都能生成硫化氢,内源性硫化氢经过胱硫醚 -合酶( CBS)、 脱硫醚 -裂解酶 ( CSE)催化,以 L-半胱氨酸为底物,将含硫氨基酸分解合成。本论文讨论了内源性硫化氢对于抗生素的杀菌性能的抑制作用,讨论了各种脱硫醚酶对于病菌体内的内源性硫化氢生成作用的影响。 Bioscreen-C全自动生长曲线分
2、析仪的应用: 大肠杆菌、炭疽杆菌、金黄色葡萄球菌在 LB液体培养基中,于 37度下进行培养三天后,应用芬兰的 Bioscreen-C全自动生长曲线分析仪测试各种细菌的连续评估浊度值( OD),从而得出各菌株的生长曲线图。 图 1、 硫化氢对于抗生素杀菌性能的抑制 。 ( A) 硫化氢的作用是通过减少体系内的活性氧 ( ROS) 实现对于抗生素毒性的调节 。 大肠杆菌中加入了铁离子螯合剂 ( 2-联吡啶 )或者是活性氧去除剂硫脲 。 细菌的培养是在温度为 37度环境下使用了 Bioscreen C全自动生长曲线分析系统实现对于各种不同条件下的细菌的培养 、 OD值 、 生长曲线的 测试 。 从图
3、中可以看出 , 缺失硫转移酶的大肠杆菌在和革兰氏阳性菌的生长受到抑制 , 而含有硫化氢供体以及二联吡啶等物质的细菌的生长不受影响 。 ( B) 内源性硫化氢使细胞在你有氧环境中能够 抵御抗生素的杀菌 , 但是在无氧环境中却无法避免 。 ( C) 内源性硫化氢使细菌能够抵御双氧水 。 ( D) DSBS染色体凝胶电泳分析图 。 ( E) 硫化氢刺激对于植物提取物中的各种细菌的双氧水的分解活性和 SOD活性的影响 。 ( F) 硫化氢对于氧化应激抵御的双重保护 。 图 3、内源性硫化氢保护细菌对于抗生素毒性的抑制。( A)野生型和加入抑制剂以及脱硫酶失活的炭疽杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆
4、菌生成内源性硫化氢的过程。 (B)半胱氨酸基质培养的细菌中的 CBS/CSE、 3MST酶对于体系中硫化氢生产的影响(半胱氨酸25um用于大肠杆菌、其他菌种所加的量是 200um)( C)硫化氢的抑制调整抗生素的杀菌性能实验,以及各种细菌在不同脱硫酶的作用下其细菌生存曲线。从图 A可以看出 3MST酶能够加强大肠杆菌内源性硫化氢的生产,而 CBS/CSE酶增加炭疽杆菌、绿脓杆菌中的内源性硫化氢生成。 图 3、 Wt细胞和硫化氢生成酶 MST、 CBS、 CSE对大肠杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌生长的影响。应用 Bioscreen 生长曲线分析仪测试这些菌的 OD600随时间变化的情况。
5、图 4、大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、炭疽杆菌与不同抗生素混合培养后,体系中含有各种硫化氢生成酶(黑线和绿线)和不含有硫化氢生成酶(红线)的细菌的生长曲线图。通过分析其各种细菌的生长曲线,可以看出,当体系中含有硫化氢生成酶时,细菌可以抵抗各种抗生素的杀菌作用。 图 5、金黄色葡萄球菌中加入不同物质(双氧水、 PAG、 AOAA、 NaHS)下测试所得的 OD600值。从图中可以看出, PAG/AOAA和双氧水的组合对于葡萄球菌的生长的抑制作用 最强。 图 6、炭疽杆菌中硫化氢和一氧化氮的协同作用。( A)内源性硫化氢和一氧化氮的补偿性诱导作用。( B) 硫化氢的诱导对于抗生素(红霉素)或双氧水响应,纵坐标代表了 -乳糖苷酶活性 ( C)不同菌类的 OD生长曲线图,其中各种菌株培养是使用了 LB培养基和半胱氨酸。