新型抗生素将更有效地保护食品安全和奶牛健康

近日，来自伊利诺伊大学的研究者发现了一种新的抗生素分子，这种分子是食品防腐剂（乳酸链球菌素）的类似物，对于治疗牛的乳腺炎有一定的潜在疗效，同时对于乳品行业也是一大帮助。这种新型抗生素（乳酸链球菌素类似物）是牛乳房中寄居细菌的一种产物，普遍添加于牛奶中，防止牛奶变质以及杀死一些可以引起食物中毒的细菌，比如利斯塔氏菌属细菌和梭菌属细菌等，1969年，这种食品添加剂被批准使用，普遍用于食品工业中。相关研究成果刊登在了国际著名杂志PNAS上。


研究者表示，食物中的天然添加剂可以保护机体免于疾病，但是很多人并不会意识到食品中添加剂的存在，或者认为添加剂并非天然，而是化学合成对身体有害的，乳链球菌素（尼生素，nisin）也可以治疗母牛因细菌感染所引起的乳腺炎，但是在产出牛奶中的却维持比较低的水平，这样一来，养殖户便可以放心使用nisin来治疗牛的乳腺炎，也不用担心产出牛奶的质量问题了。


然而nisin也有它自身的缺点，nisin一般是在酸性环境中产生的，但是许多食品和药物均处于中性环境中，在中性环境中nisin容易变得不稳定，而且在高温下，它也会变得不稳定，就会限制其使用。基于nisin的缺点，研究者van der Donk的小组通过分析一些生长在高温下的细菌，发现细菌中的某些基因可以产生和nisin类似结构的类似物，研究者将这些基因分离出来并且克隆进大肠杆菌中，从而大肠杆菌便可以对其进行表达，产生出大量的新的抗生素geobacillin，研究者对这种新型抗生素的结构和功能进行了相应的分析，最终结果表明，geobacillin不管是在PH改变的环境中还是在高温下，均很稳定，研究者van der Donk表示，这种新型的类似nisin的抗生素完全有可能被用作食品的添加剂。


Nisin和geobacillin都是通过结合到病原菌的细胞膜上来发挥作用，进而杀死病原菌，但是它们两者在结构上仍然存在细微的差别，nisin有5个交叉相连的蛋白质链所形成的环状交联区域，而geobacillin却有7个环状交联区域，这样能够增加其稳定性。研究小组通过检测geobacillin对抗食品感染以及致病菌的效用，发现和nisin的作用类似，但是比nisin的效用更强，更加明显的是，geobacillin对抗引起牛乳腺炎的主要接触传染病菌的效用是nisin 的3倍以上，接触传染的牛乳腺炎对于牛奶场主来说是具有破坏性的，可以在短时间内感染整个奶牛场，因此，geobacillin的广谱活性对于治疗牛乳腺炎非常必要。


后期研究者们将对geobacillin的广谱抗菌进行一些列的实验，尤其是在其稳定性方面以及治疗牛乳腺炎和人类相关疾病方面的研究。研究者van der Donk表示，nisin在早期临床试验中确实前景大好，尤其是在杀灭小鼠模型中的多重耐药细菌上非常有效，但是因为其不稳定性，它在血液中的半衰期非常短，因此我们希望geobacillin不仅在杀灭细菌上效用明显，更希望其更加稳定一些。