[发明专利]一种头孢抗性且高表达Sir2样蛋白的粪肠球菌及应用

说明书

本发明公开了一种头孢抗性且高表达Sir2样蛋白的粪肠球菌及应用。本发明具有头孢抗性且高表达Sir2样蛋白的粪肠球菌Enterococcus faecalis EF23保藏于中国典型培养物保藏中心武汉大学保藏中心，保藏号为CCTCC M 2018012，保藏地址为湖北省武汉市武昌珞珈山，保藏日期为2018年1月8日。本发明经实验发现，具有头孢抗性且Sir2样蛋白的粪肠球菌Enterococcus faecalis EF23可以增强细胞葡萄糖有氧氧化，提高线粒体呼吸，对ATP能量代谢通路进行调控，因此，Sir2样蛋白的粪肠球菌Enterococcus faecalis EF23可实现对细胞衰老、线粒体功能障碍和代谢综合征等多种代谢相关疾病的治疗。

技术领域

本发明属新菌种筛选和应用机制领域，更具体地说，本发明涉及一种头孢抗性且高表达Sir2样蛋白的粪肠球菌及应用。

背景技术

Sir2蛋白家族（Sirtuin）是一种保守蛋白，它主要作为NAD+依赖性蛋白去乙酰化酶，其存在于包括古细菌到哺乳动物各种生物中。目前很多的研究已经表明哺乳动物Sirtuin蛋白家族参与调节细胞代谢，并且有助于延缓，甚至阻止代谢相关疾病。

研究表明，sirtuins广泛参与调节机体能量代谢调节，保持机体糖脂代谢稳态，其中以SIRT1、SIRT3、SIRT6研究的最为广泛。SIRT1是该家族研究最多的一个成员，当前的研究已经表明其不但可以调控组蛋白的去乙酰化作用，而且还对非组蛋白也有很好的调节作用。在体内和体外SIRT1可通过PGC-1α转录因子来调节糖异生、糖酵解，导致线粒体数量和功能的增加。另外有研究表明，SIRT1可以改善线粒体功能障碍，当过表达SIRT1时改善高糖诱导的骨骼肌细胞胰岛素抵抗，进一步研究发现这是通过调节SIRT1-SIRT3-线粒体的途径来实现的。在肌肉中，SIRT1能够通过去乙酰化PGC1-α来增强线粒体中的脂肪酸氧化。另外SIRT3是最主要的一种线粒体去乙酰化酶，它的很多靶蛋白已被确定，其中有许多参与调节重要的代谢平衡。例如SIRT3去乙酰化而激活异柠檬酸脱氢酶2（IDH2；它参与三羧酸循环（TCA循环））。SIRT3也激活TCA循环谷氨酸脱氢酶（GDH），尽管GDH脱乙酰的生理意义尚不清楚。此外，SIRT3去乙酰化复合体I、II、III，它们参与氧化磷酸化（OXPHOS），线粒体有氧呼吸的最后阶段。在HEK293T细胞内过表达线粒体sirtuin蛋白改变糖酵解和线粒体功能。其次，SIRT6参与基因组DNA的稳定和修复代谢和衰老的作用。已有研究表示SIRT6 缺失小鼠会出现低血糖症状，而在SIRT6缺失的细胞中葡萄糖摄取增加，糖酵解增强而线粒体呼吸功能减弱。总结以上研究，不难发现Sirtuin蛋白与细胞能量代谢密切相关，而且在一定程度上它们充当着糖酵解到氧化代谢的开关。

另外，越来越多的研究也表示益生菌可以改善代谢等疾病。益生菌也具有Sir2同源蛋白，然而关于sir2蛋白在益生菌中的生物学功能少有报道。益生菌主要有双歧杆菌、嗜酸乳杆菌和粪链球菌等，这三种菌各有特点。肠道上部为粪链球菌，为需氧菌；中部为嗜酸乳杆菌，为兼性厌氧菌；下部双歧杆菌为厌氧菌。这样组成了一个在不同条件下都能生长、作用快而持久的联合菌群，在整个肠黏膜表面形成一道生物屏障，能抑制肠内有害菌。其中，粪肠球菌（Enterococcus faecalis）是革兰氏阳性，过氧化氢阴性球菌，是人和动物肠道内主要菌群之一，其能产生天然抗生素，有利于机体健康；同时还能产生细菌素等抑菌物质，抑制大肠杆菌和沙门氏菌等病原菌的生长，改善肠道微环境；还能抑制肠道内产尿素酶细菌和腐败菌的繁殖，减少肠道尿素酶和内毒素的含量，使血液中氨和内毒素的含量下降。粪肠球菌作为一种益生菌，在医学和食品工程领域得到广泛应用。另外，肠球菌为消化道内正常存在的一类微生物，在肠黏膜具有较强的耐受和定植能力，并且是一种兼性厌氧的乳酸菌，与厌氧、培养保存条件苛刻的双歧杆菌相比，更适合于生产和应用。