Novel quorum-sensing inhibitor peptide SF derived from Penaeus vannamei myosin inhibits biofilm formation and virulence factors in Vibrio parahaemolyticus
源自凡纳滨对虾肌球蛋白的新型群体感应抑制肽SF抑制副溶血弧菌生物膜形成和毒力因子
来源：LWT - Food Science and Technology, 2025, 218: 117542
《LWT-食品科学与技术》，2025年，第218卷，文章编号117542
摘要
副溶血弧菌是水产品中常见致病菌，其生物膜形成与毒力受AI-2/LuxS群体感应系统调控。本研究通过分子对接从凡纳滨对虾肌球蛋白水解产物中筛选出新型群体感应抑制肽SF（丝氨酸-苯丙氨酸），在亚抑菌浓度下可显著抑制副溶血弧菌AI-2活性与生物膜形成，破坏生物膜结构，降低胞外多糖、卵磷脂酶、蛋白酶、淀粉酶分泌，并抑制细菌群集与泳动能力；RT-qPCR证实SF可下调群体感应、毒力及生物膜相关基因表达，表明SF可作为控制副溶血弧菌生物膜与毒力的新型群体感应抑制剂。
关键词
群体感应抑制肽；SF；副溶血弧菌；AI-2/LuxS；生物膜；毒力因子
研究目的
1 从凡纳滨对虾肌球蛋白中筛选靶向副溶血弧菌AI-2/LuxS群体感应系统的活性肽。
2 评价活性肽SF对副溶血弧菌群体感应、生物膜形成及毒力因子的抑制效果。
3 阐明SF对副溶血弧菌群体感应及毒力相关基因表达的调控机制。
4 为水产品中副溶血弧菌防控提供新型生物制剂理论依据。
研究思路
1 计算机模拟酶解凡纳滨对虾肌球蛋白，预测活性肽并通过分子对接筛选与LuxP/LuxQ/LuxS结合最优的肽SF。
2 预测SF毒性并验证细胞安全性，测定SF对副溶血弧菌的最低抑菌浓度。
3 在亚抑菌浓度下检测SF对AI-2活性、生物膜、胞外多糖、运动性及胞外毒力因子的影响。
4 利用RT-qPCR分析SF对群体感应、生物膜、毒力及鞭毛相关基因表达的影响。
5 综合验证SF作为群体感应抑制剂的作用机制与应用潜力。
研究亮点
1 首次从凡纳滨对虾肌球蛋白中发现靶向AI-2/LuxS系统的二肽SF，来源天然安全。
2 SF在亚抑菌浓度下发挥作用，不抑制细菌生长，不易诱导耐药性。
3 从表型到基因层面系统证实SF可同时抑制生物膜、运动性与多种毒力因子。
4 分子对接明确SF与LuxP/LuxQ/LuxS的强结合能力，机制清晰。
5 该肽无毒、环境友好，适合水产品安全控制应用。
可延伸的方向
1 探究SF在实际水产品基质中的抗生物膜与抑菌效果。
2 研究SF对多种食源性致病菌群体感应的广谱抑制活性。
3 优化SF制备工艺，开发复合抗菌保鲜制剂。
4 解析SF与群体感应蛋白结合的分子动力学机制。
5 开展SF在水产养殖中防控弧菌病的应用研究。
测量的数据及研究意义
1 最低抑菌浓度与生长曲线数据：不同浓度SF下副溶血弧菌OD600值，来自图2A，意义为确定SF的MIC为2.5 mg/mL，明确0.2–1.0 mg/mL为亚抑菌浓度，排除生长抑制对群体感应的干扰。
2 AI-2活性数据：报告菌株哈维弧菌BB170生物发光强度，来自图2B、2C，意义为定量证实SF浓度依赖性抑制AI-2信号分子活性，最高抑制率55.65%。
3 生物膜定量数据：结晶紫染色OD595值，来自图3C，意义为证明SF显著减少生物膜总量，抑制率13.37%–56.73%。
4 胞外多糖EPS数据：苯酚-硫酸法OD490值，来自图3D，意义为显示SF降低生物膜基质主要成分，1.0 mg/mL时抑制率达51.50%。
5 运动性数据：群集与泳动扩散直径，来自图4，意义为证实SF抑制鞭毛驱动运动，群集抑制率最高49.06%，泳动最高39.00%。
6 毒力因子数据：卵磷脂酶、蛋白酶、淀粉酶水解圈直径，来自图5，意义为证明SF抑制胞外毒力酶分泌，不影响明胶酶与溶血素。
7 基因表达数据：RT-qPCR相对表达量，来自图6，意义为从转录水平证实SF下调luxS、luxP、aphA、opaR、flaA、flgM、toxR、cpsA、mshA等关键基因。
结论
1 二肽SF可与副溶血弧菌LuxP、LuxQ、LuxS蛋白稳定结合，是高效AI-2/LuxS群体感应抑制剂。
2 亚抑菌浓度SF可显著抑制副溶血弧菌AI-2活性、生物膜形成及胞外多糖分泌。
3 SF可降低细菌运动性并抑制卵磷脂酶、蛋白酶、淀粉酶等毒力因子分泌。
4 SF通过下调群体感应、生物膜、鞭毛与毒力调控基因发挥抑制作用。
5 SF无毒安全，可作为新型天然制剂用于水产品中副溶血弧菌的风险控制。
使用芬兰Bioscreen仪器测量数据的研究意义
1 利用Bioscreen C全自动生长曲线分析仪高通量、实时监测副溶血弧菌在不同SF浓度下的OD600变化，保证数据精确连续。
2 精准测定SF对副溶血弧菌的最低抑菌浓度为2.5 mg/mL，为后续实验选定亚抑菌浓度提供科学依据。
3 明确0.2–1.0 mg/mL SF不影响细菌生长，排除抑菌作用对群体感应、生物膜表型的干扰，确保实验结果反映群体感应抑制效应。
4 多组重复平行测定提升数据可靠性与统计学效力，为结论的严谨性提供关键支撑。
5 标准化生长曲线检测方法，使不同浓度、不同实验间的数据可比，提升研究可重复性。