章檢明，張?zhí)m威，，易華西，韓 雪*

（1.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 化工與化學(xué)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150000；2.中國海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島266000）

乳酸菌（lactic acid bacteria）細菌素（bacteriocins）是乳酸菌經(jīng)由核糖體合成和翻譯后修飾而成的一類具有抑制細菌作用的多肽或蛋白類物質(zhì)（antimicrobial peptides）[1]。根據(jù)細菌素的熱穩(wěn)定性、抑菌譜、胰蛋白酶敏感性和抑菌機理等特性可將其分為羊毛硫抗生素類（classⅠ）如乳酸鏈球菌素（Nisin），不含羊毛硫氨酸的多肽類（classⅡ），熱敏感的大分子蛋白（＞30 kDa）（Class Ⅲ）和復(fù)合型細菌素（class Ⅳ）四類[1]。目前，乳酸菌細菌素唯一實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的是Ⅰ類羊毛硫抗生素類中的Nisin，并廣泛應(yīng)用于食品防腐。而Ⅱ類乳酸菌細菌素相比于Ⅰ類、Ⅲ類和Ⅳ類細菌素具有更強的穩(wěn)定性和抑菌活性以及更廣的抑菌譜，比如對單增李斯特菌（Listeria monocytogenes）具有強烈的抑制作用，故對其挖掘和研究已成為當(dāng)今細菌素領(lǐng)域的熱點[2]。但是到目前為止Ⅱ類乳酸菌細菌素的產(chǎn)量較低，不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求，因此其生物合成產(chǎn)量是目前的研究重點。

對微生物的代謝網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)控是提高代謝產(chǎn)物合成量的重要策略，如切斷產(chǎn)物副反應(yīng)途徑；優(yōu)化營養(yǎng)物質(zhì)和培養(yǎng)條件；增強關(guān)鍵酶的活性等。通過這些策略，許多微生物代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量得到了大幅度的提高[3-5]。目前，在提高乳酸菌Ⅱ類細菌素產(chǎn)量策略方面，絕大多數(shù)研究是通過篩選最優(yōu)碳源、氮源成分；優(yōu)化培養(yǎng)條件等方法。近些年來隨著對細菌素合成和降解代謝研究逐漸深入，尤其是對Ⅱ類細菌素生物合成基因簇的研究有了突破性的進展，例如目前已經(jīng)克隆得到了植物乳桿菌細菌素生物合成基因簇的絕大部分基因，并且大部分基因的功能也得到了驗證[6-7]，這使得通過改造Ⅱ類細菌素的合成代謝及降解途徑來提高細菌素產(chǎn)量成為可能。本文主要綜述了目前Ⅱ類乳酸菌細菌素生物合成和降解途徑，并從代謝調(diào)控角度提出提高Ⅱ類乳酸菌細菌素產(chǎn)量的可行性策略，為提高Ⅱ類乳酸菌細菌素產(chǎn)量提供一個全新、重要的途徑，也為Ⅱ類乳酸菌細菌素工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1 Ⅱ類細菌素分類及其特性

乳酸菌Ⅱ類細菌素是一類由核糖體合成的，分子質(zhì)量＜10 kDa，具有熱穩(wěn)定性的多肽類物質(zhì)。COTTER P D等[8]根據(jù)Ⅱ類細菌素性質(zhì)，將其分為四類：Ⅱa類片球菌素、Ⅱb兩肽細菌素、Ⅱc環(huán)狀細菌素和Ⅱd非片球菌素線性多肽（見表1），這一分類也被大多數(shù)學(xué)者所認可。

表1 乳酸菌Ⅱ類細菌素分類Table 1 Classification of class II bacteriocins of lactic acid bacteria

1.1 Ⅱa類細菌素

Ⅱa細菌素是由革蘭氏陽性細菌產(chǎn)生的肽類物質(zhì)。近年來，由于其能有效的抑制單增李斯特菌（Listeria monocytogenes）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、蠟樣芽孢桿菌（Bacillus cereus）等食品腐敗或致病菌而備受關(guān)注，被認為是一種具有巨大潛力的天然食品防腐劑。它由37～55個氨基酸組成，在N末端含有Y-G-N-G-V-X1-C-X2-K/N-X3-X4-C（Y為酪氨酸；G為甘氨酸；N為天冬酰胺；V為纈氨酸；X為任意氨基酸；C為半胱氨酸；K為懶氨酸）保守氨基酸殘基，被稱為“片球菌素序列框區(qū)域（pediocin box）”。在Ⅱa類細菌素的N末端還含有一個由兩個半胱氨酸形成的二硫鍵。同時，Ⅱa類細菌素除了在運輸過程中將引導(dǎo)序列切除外，不在進行任何修飾。C末端是一個疏水或兩親的區(qū)域，與N末端相比具有較差的保守型。JOHNSEN L等[9]研究發(fā)現(xiàn)，C末端與特異性結(jié)合目標菌有關(guān)，而N末端的“片球菌素序列框區(qū)域”則與非特異性結(jié)合細胞膜有關(guān)。目前，Sakacin P、Carnobacteriocin B2、Curvacin A等Ⅱa類細菌素的三維結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定，并且三維結(jié)構(gòu)的變化被認為是不同Ⅱa細菌素特異性的基礎(chǔ)[10-12]。此外，少數(shù)Ⅱa類細菌素（Pediocin PA-1、Enterocin A和Sakacin G）在C末端還含有第二個二硫鍵，這個二硫鍵賦予這些細菌素更廣的抑菌譜和耐熱性[13-14]。因為在高溫條件下，含有一個二硫鍵細菌素的α-螺旋（位于C末端，與抗菌活性相關(guān)）會瓦解，但C末端的第二個二硫鍵能夠維持α-螺旋的穩(wěn)定性。

由于Ⅱa類細菌素具有廣譜、高效等特點，已成為繼Nisin之后最具開發(fā)潛力的天然食品防腐劑。在歐美國家，Pediocin PA-1已經(jīng)在肉制品和奶酪制品中得到應(yīng)用。因此，將Ⅱa類細菌素與其他防腐技術(shù)相結(jié)合構(gòu)成多重防腐系統(tǒng)來增強防御效果并擴大其應(yīng)用范圍，以及提高合成量來滿足工業(yè)化需求將成為未來研究的重點。

1.2 Ⅱb類細菌素

Ⅱb類細菌素是由兩條肽鏈組成的雙肽細菌素，最初是在乳酸菌的代謝產(chǎn)物中被發(fā)現(xiàn)，兩條肽鏈各自的氨基酸殘基數(shù)目一般＜40，如Plantaricin S分別由26/24個氨基酸殘基組成[15]。但是，也有一些Ⅱb類細菌素至少含有一條肽鏈的氨基酸殘基數(shù)＞50，如Brochocin C[16]。這兩條肽鏈只有相互結(jié)合成復(fù)合體后才具有強烈的抑菌活性，單獨一條肽鏈無活性或活性很低。目前，Lactococcin G、Plantaricin EF、Plantaricin JK等Ⅱb類細菌素的三維結(jié)構(gòu)已經(jīng)被闡明，Ⅱb類細菌素的兩條肽鏈是通過保守序列GxxxG相互作用而結(jié)合在一起，并且GxxxG序列與抑菌活性密切相關(guān)[17-19]。ROGNE P等[19]將Plantaricin JF中GxxxG序列的甘氨酸殘基替換成其他氨基酸后，發(fā)現(xiàn)Plantaricin JK的活性大幅度降低，認為這是由于GxxxG中甘氨酸殘基的替換導(dǎo)致兩條肽鏈的結(jié)合被中斷，致使抑菌活性降低。

目前對雙肽細菌素的應(yīng)用研究已有較多報道，如Lacticin 3147在干酪的應(yīng)用[20]；Lactocin 705在碎牛肉中的應(yīng)用等[21]。但是到目前為止，并沒有商業(yè)化產(chǎn)品的出現(xiàn)，主要原因還是產(chǎn)量較低。因此，對提高雙肽細菌素產(chǎn)量及抑菌能力的研究將是現(xiàn)階段研究的熱點。

1.3 Ⅱc類細菌素

Ⅱc類細菌素是具有較強的熱穩(wěn)定性、抗蛋白酶水解性以及抗李斯特菌性質(zhì)的環(huán)狀細菌素，因此其不同于由酶合成的環(huán)狀抗菌肽，如短桿菌肽、抗霉枯草菌素等。Ⅱc類細菌素需要通過翻譯后修飾才能形成成熟的細菌素，通常是由N末端和C末端通過共價連接后形成環(huán)狀骨架。目前，運用核磁共振、X射線衍射等方法已經(jīng)得到了Carnocyclin A和EnterocinAS-48這兩個環(huán)狀細菌素的結(jié)構(gòu)。研究顯示Ⅱc類細菌素的結(jié)構(gòu)中存在著有序重復(fù)的α-螺旋[22-23]。目前有8個Ⅱc類細菌素已經(jīng)被鑒定，其中6個來源于乳酸菌（Gassericin A、Reutericin 6、Enterocin AS-48、Enterocin 4、Carnocyclin A 和Lactocyclicin Q），另外兩個為Cirularin A（來源于拜氏梭菌）和Butyrivibriocin AR（來源于溶纖維丁酸弧菌）[1]。有研究人員將這8個細菌素的氨基酸序了進行對比后發(fā)現(xiàn)，N末端區(qū)域具有較高的相似性，預(yù)測這一區(qū)域可能含有兩個不同的螺旋結(jié)構(gòu)。

Ⅱc類細菌素獨特的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，賦予了其良好的抗菌特性，成為繼Ⅱa類細菌素之后又一個具有應(yīng)用潛力的細菌素。因此未來應(yīng)該深入研究其抗菌特性、抑菌機理及提高生物合成量，為日后工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

1.4 Ⅱd類細菌素

根據(jù)COTTER P D的分類，將非片球菌素線性多肽歸類為Ⅱd類細菌素，但是這一類型細菌素序列沒有明顯的相似性。因此，一些研究人員將Ⅱ類細菌素只分為三個亞類（Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc），并不含有Ⅱd這一亞類[24]。不過，NISSENMEYER J等[25]保留了Ⅱd這一亞類，將31種細菌素歸類入Ⅱd類細菌素，其中29種來源于乳酸菌，2種源于金黃色葡萄球菌（見表2）。對于Ⅱd類細菌素的歸類目前沒有統(tǒng)一的標準，因此進一步研究Ⅱd類細菌素在核酸序列、氨基酸序列以及抑菌機理上是否存在著相似性，可為這一亞類的存在提供理論依據(jù)。

表2 Ⅱd類乳酸菌細菌素的微生物來源Table 2 Microorganisms sources of class Ⅱd bacteriocins of lactic acid bacteria

2 乳酸菌Ⅱ類細菌素生物合成及降解途徑

乳酸菌細菌素是核糖體合成的一類肽類代謝產(chǎn)物。因此，它的合成首先是在核糖體上進行的，隨后通過轉(zhuǎn)運系統(tǒng)對其進行加工和運輸，最后才形成具有活性的細菌素。而乳酸菌細菌素的降解則是由乳酸菌蛋白酶系統(tǒng)完成的，可能被水解成氨基酸，用于細菌自身利用，這將導(dǎo)致細菌素不能得到有效積累。

2.1 生物合成途徑

通常來說，Ⅱ類細菌素的合成首先需在特定環(huán)境因素刺激下，比如信號分子濃度需達到一定閾值時，細菌素基因才開始轉(zhuǎn)錄。與此同時，組成細菌素的氨基酸在氨酰轉(zhuǎn)運核糖核酸合成酶的參與下共價地與轉(zhuǎn)運核糖核酸（transfer ribonucleic acid，tRNA）形成氨酰-tRNA，之后氨酰-tRNA結(jié)合到信使核糖核酸（messenger ribonucleic acid，mRNA）（含有細菌素合成的遺傳密碼，用于指導(dǎo)特定細菌素氨基酸序列的合成）的特殊位點上，核糖體結(jié)合到mRNA分子合成起始序列上，并由此開始讀碼，沿著密碼序列合成前體肽。但這個前體肽不具備生物活性，需要進行加工和轉(zhuǎn)運后才能形成成熟的細菌素。首先腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）結(jié)合轉(zhuǎn)運蛋白（ATP-binding cassette transporter，ABCT）的蛋白水解區(qū)域結(jié)合前體肽的引導(dǎo)序列，觸發(fā)三磷酸腺苷（ATP）水解，隨后轉(zhuǎn)運蛋白的構(gòu)象發(fā)生改變，導(dǎo)致引導(dǎo)序列被切除，同時在輔助蛋白的協(xié)助下，成熟的細菌素被運送至胞外（見圖1）[26]。

圖1 乳酸菌Ⅱ類細菌素生物合成及降解途徑Fig. 1 Biosynthesis and degradation pathways of class Ⅱbacteriocins of lactic acid bacteria

前體肽的引導(dǎo)序列由18～27個氨基酸殘基組成，被認為是細菌素加工和轉(zhuǎn)運的信號肽，并且含有一個保守的雙甘氨酸殘基，這些雙甘氨酸殘基可能作為轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的識別信號。前體肽作為細菌素的前體物質(zhì)，它的合成影響著細菌素的產(chǎn)量。因此，增加前體肽的合成量是提高細菌素產(chǎn)量一個重要策略。但是，前體肽在胞內(nèi)大量積累會對細菌素的合成產(chǎn)生反饋抑制，雖然目前還沒有明確的報道證明這種反饋抑制的存在，不過從其他一些次級代謝產(chǎn)物的合成過程推測（例如阿維菌素的合成受到胞內(nèi)反饋抑制的影響[27]），這種反饋抑制應(yīng)該存在于細菌素的合成過程。所以，在增加前體肽合成量后，將前體肽及時進行加工及運送至胞外是提高成熟細菌素產(chǎn)量的必要條件。

典型的Ⅱ類細菌素ABC轉(zhuǎn)運蛋白含有715～724個氨基酸，并且在N端和C端具有高度的同源性，也是ABC轉(zhuǎn)運蛋白發(fā)揮活性的關(guān)鍵部位[28]。C端含有200個末端氨基酸殘基組成的保守ATP結(jié)合區(qū)域；N端是一個疏水的跨膜結(jié)構(gòu)域，其中外延的150個氨基酸負責(zé)切割引導(dǎo)序列。VENEMA K等[29]對ABC轉(zhuǎn)運蛋白的N端進行了功能研究證實了這一功能，認為N末端只參與切割，不參與轉(zhuǎn)運。HAVARSTEIN L S等[30]認為，細菌素的切割和轉(zhuǎn)運是一個整體的加工過程，引導(dǎo)序列是進行切割和釋放的一個識別信號。輔助蛋白含有460個氨基酸，也具有高度的同源性，C端是一個親水域，N端是個跨膜的疏水域，推測它具有輔助細菌素跨膜轉(zhuǎn)運或加工前體肽的作用。PAL G等[31]在體外研究輔助蛋白功能時發(fā)現(xiàn)輔助蛋白并不參與前體肽切割，可能對成熟細菌素的跨膜轉(zhuǎn)運有作用。不過，輔助蛋白具體發(fā)揮何種功能目前還不是十分清楚。

2.2 降解途徑

乳酸菌細菌素的降解是由乳酸菌蛋白水解系統(tǒng)參與完成，這個蛋白水解系統(tǒng)分三個步驟對細菌素進行降解[32]。首先，胞外的細菌素在蛋白水解酶的作用下被水解成小肽（如寡肽、二肽、三肽等）；之后，這些小肽通過多肽轉(zhuǎn)運系統(tǒng)轉(zhuǎn)運至胞內(nèi)；最后，在胞內(nèi)肽酶的作用下，小肽可能被水解成氨基酸，被菌體自身利用（見圖1）。

目前，一些乳酸菌的蛋白水解酶基因已經(jīng)被克隆和鑒定出來，包括乳酸乳球菌和副干酪乳桿菌的蛋白水解酶PrtP，瑞士乳桿菌的蛋白水解酶PrtH，鼠李糖乳桿菌的蛋白水解酶PrtR，嗜熱鏈球菌的蛋白水解酶PrtS以及保加利亞乳桿菌的蛋白水解酶PrtB[32]。并且，一些乳酸菌可能還含有兩種以上的蛋白水解酶，這些蛋白水解酶是細菌素降解過程中最為關(guān)鍵的酶。如果能使這些蛋白水解酶活性或表達量降低，可使細菌素在胞外大量積累。但是，目前對蛋白水解酶調(diào)控細菌素活性的研究報道很少，也不清楚細菌素被蛋白酶降解后的片段大小。因此，這些片段具體是通過哪個多肽轉(zhuǎn)運系統(tǒng)進入胞內(nèi)，以及這些片段在胞內(nèi)是否被內(nèi)肽酶降解成氨基酸，還是發(fā)揮其他特殊功能還需要深入研究。

3 代謝調(diào)控增加Ⅱ類細菌素產(chǎn)量的策略

一般而言，代謝調(diào)控增加Ⅱ類細菌素產(chǎn)量的策略可以從以下幾個方面入手：增加底物濃度，提高前體物的供應(yīng)；改造轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，解除細菌素胞內(nèi)抑制；切斷細菌素降解途徑，加強細菌素胞外積累。

3.1 增加底物濃度，提高前體物的供應(yīng)

細菌素是由核糖體合成的蛋白質(zhì)或多肽類物質(zhì)，因此氨基酸可作為細菌素的底物，增加其供應(yīng)量可以促進細菌素前體物的積累。VUYST L[33]研究發(fā)現(xiàn)，向培養(yǎng)基中加入適量的絲氨酸、蘇氨酸和半胱氨酸能使Nisin的產(chǎn)量提高2倍，認為這三種氨基酸作為底物直接參與Nisin的合成，從而提高Nisin的產(chǎn)量。并且，半胱氨酸相比其他的氨基酸促進效果更佳明顯，原因可能是細菌自身對于胱氨酸合成比絲氨酸和蘇氨酸更加復(fù)雜。但是VAZQUEAZ J A等[34]研究發(fā)現(xiàn)，只有半胱氨酸和色氨酸能夠刺激Nisin的合成，這與VUYST L[33]的結(jié)果不一致，原因可能是氨基酸并不僅僅只作為細菌素的底物發(fā)揮作用，還可能發(fā)揮著其他一些功能[35]。如對細菌素合成、釋放及調(diào)控過程中相關(guān)酶的誘導(dǎo)。盡管目前沒有明確的報道證明氨基酸能夠誘導(dǎo)細菌素合成過程中相關(guān)酶的活性，但從氨基酸對其他微生物代謝產(chǎn)物合成的影響猜測（如甲硫氨酸通過誘導(dǎo)頭孢菌素C生物合成過程中異青霉素N合成酶、脫乙酰氧頭孢菌素C合成酶等而產(chǎn)生刺激作用；色氨酸在麥角生物堿合成中作為底物和誘導(dǎo)物而起作用；亮氨酸在桿菌肽合成過程中起著誘導(dǎo)作用[36-37]），某些氨基酸能夠通過誘導(dǎo)相關(guān)酶的活性而對細菌素的產(chǎn)量產(chǎn)生影響。猜測氨基酸可能對細菌素加工和釋放過程中ABCT轉(zhuǎn)運蛋白和輔助蛋白，以及細菌素的調(diào)控蛋白（信號肽、組氨酸蛋白激酶、響應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白）具有誘導(dǎo)作用，因為這些蛋白或酶都是細菌素形成過程中的關(guān)鍵蛋白或酶，它們活性增強都能夠促進細菌素的合成。

目前，雖然氨基酸的添加有利于細菌素的合成已經(jīng)得到證實，不過一般認為氨基酸只作為底物而起到促進作用。但是研究發(fā)現(xiàn)，氨基酸所起的作用并不是單純的作為底物，還可能具有誘導(dǎo)關(guān)鍵酶的作用，并且這一作用可能超出它作為細菌素合成底物的單一作用。

3.2 改造轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，解除胞內(nèi)反饋抑制

由核糖體合成的前體肽需要經(jīng)過一系列加工和釋放才能形成具有活性的細菌素，這一過程需要ABCT轉(zhuǎn)運蛋白和一個輔助蛋白參與。研究表明，將這兩個蛋白的基因敲出后，突變菌株完全失去了細菌素合成的能力，說明這兩個蛋白對細菌素的合成具有重要的影響。此外，研究報道指出，微生物的代謝產(chǎn)物如果在胞內(nèi)積累就會形成反饋抑制，降低該產(chǎn)物的合成。因此，能夠及時的將胞內(nèi)的產(chǎn)物運送出胞外，可以解除胞內(nèi)的反饋抑制，提高產(chǎn)物的合成水平。目前，通過過表達轉(zhuǎn)運系統(tǒng)來提高對產(chǎn)物的轉(zhuǎn)運能力，增加代謝產(chǎn)物的合成量已有很多成功的案例。如QIU J等[27]將ABC轉(zhuǎn)運蛋白AvtAB過表達，結(jié)果使阿維霉素的產(chǎn)量提高了兩倍；LI M等[38]過表達麥芽糖運輸型ABC轉(zhuǎn)運蛋白后，依維霉素和阿維霉素的產(chǎn)量也分別提高。但是很少研究涉及通過改造細菌素轉(zhuǎn)運系統(tǒng)來提高細菌素產(chǎn)量的報道。相信通過增加ABCT轉(zhuǎn)運蛋白和輔助蛋白基因拷貝數(shù)，從而增加轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的表達量，解除細菌素胞內(nèi)反饋抑制，是增加細菌素產(chǎn)量的一個重要策略。

過表達技術(shù)一般分為三個步驟：①目的基因的克隆與提?。虎诤康幕蜻^表達載體的構(gòu)建及轉(zhuǎn)化；③過表達產(chǎn)物的驗證?，F(xiàn)今，絕大部分乳酸菌細菌素的ABC轉(zhuǎn)運蛋白和輔助蛋白基因已經(jīng)被鑒定和克隆出來，而且具有很高的同源性，并且也有很多技術(shù)成熟的乳酸菌表達載體的出現(xiàn)。因此，利用過表達乳酸菌細菌素轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的來提高細菌素產(chǎn)量的策略在理論和實際造作上都是可行的，這一策略也為提高Ⅱ類細菌素產(chǎn)量的研究提供新的思路。

3.3 切斷降解途徑，加強產(chǎn)物胞外積累

研究顯示，當(dāng)乳酸菌培養(yǎng)到穩(wěn)定期后期的時候，細菌素的活性會大幅度降低[39]。原因可能是由于在穩(wěn)定期后期，環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，不足以滿足自身需求，因此需要水解環(huán)境中的肽類物質(zhì)（如細菌素）為自身提供所需的氨基酸。這就需要乳酸菌蛋白酶系統(tǒng)的參與。而蛋白酶水解系統(tǒng)中的蛋白水解酶則是水解細菌素的關(guān)鍵酶，也對細菌素活性的調(diào)控有著重要的作用。VUKOTIC G 等[40]研究了蛋白酶PrtP對乳球菌素LcnB活性的影響，發(fā)現(xiàn)敲出PrtP基因的菌株，細菌素的產(chǎn)量得到了很大的提高，這說明蛋白酶對細菌素的產(chǎn)量確實能起到調(diào)控作用。因此，可以利用基因敲除技術(shù)或添加蛋白酶抑制劑來敲除或降低蛋白酶的活性，從而切斷細菌素的降解途徑，提高細菌素在胞外的積累。但是，蛋白酶將細菌素水解成小肽后，是否進一步將其水解成氨基酸供自身利用還是發(fā)揮其他功能就不得而知。有一種可能是當(dāng)細菌素在胞外大量積累時，由于細菌素自身不能通過細胞膜進入胞內(nèi)，因此由胞外蛋白酶將其水解成小片段后運送至胞內(nèi)，然后這些小肽作為反饋信號，抑制細菌素合成中某些關(guān)鍵酶的活性，從而導(dǎo)致細菌素停止合成，起到反饋抑制作用。

目前，對細菌素降解途徑的研究報道較少，尤其是細菌素降解對細菌素合成調(diào)控的研究更加缺乏。但是，細菌素的水解產(chǎn)物不僅僅只作為細菌的營養(yǎng)物質(zhì)被利用，還可能作為反饋抑制的信號分子調(diào)控細菌素的合成。因此，研究細菌素的降解途徑，尤其是胞外蛋白酶對細菌素合成調(diào)控研究為提高細菌素產(chǎn)量提供一個新的策略和方向。

4 總結(jié)

乳酸菌Ⅱ類細菌素產(chǎn)量低，一直是限制其工業(yè)化生產(chǎn)的障礙之一。很多研究通過對碳源、氮源等代謝進行調(diào)控來提高細菌素產(chǎn)量，但是提高幅度有限，仍不能達到工業(yè)化生產(chǎn)要求。而利用異源表達技術(shù)來提高產(chǎn)量存在安全隱患，并且表達產(chǎn)物活性普遍較低。近些年對Ⅱ類細菌素生物合成和降解過程的深入研究，特別是對Ⅱ類細菌素基因簇研究的日益完善，使之從Ⅱ類細菌素合成和降解途徑入手，通過改造細菌素生物合成及降解途徑來提高產(chǎn)量成為可能。通過增加底物濃度，提高前體物供應(yīng)；改造轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，解除胞內(nèi)反饋抑制；切斷降解途徑，增加產(chǎn)物胞外積累等方法來增加Ⅱ類細菌素的產(chǎn)量。這些策略將為提高Ⅱ類細菌素產(chǎn)量提供新的途徑和思路，也為Ⅱ類細菌素工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。