本发明属于微生物,特别涉及一种改善肥胖的高胆盐水解活性植物乳植杆菌及其应用。
背景技术:
1、肥胖症已成为全球重大的健康问题,其患病率呈现高发态势。这种上升趋势强调了制定肥胖的全球行动计划的迫切需要。传统的肥胖症治疗,例如诸如奥利司他和二甲双胍类的药物治疗,或胃旁路胃束带等手术治疗,由于其副作用和长期使用的适用性而受到限制。包括生物药物和新型口服药物的新兴疗法,例如glp-1激动剂,在症状管理和减少食物摄入方面表现出潜在益处。但是,它们的功效、长期安全性和成本效益仍然有待进一步研究。
2、益生菌作为一种潜在的肥胖治疗方法,提供了一种安全、有效、低成本、副作用最小的选择。它们通过调节肠道微生物组、增强肠道屏障完整性和减少炎症来发挥作用。通过动物模型的验证,对乳酸杆菌菌株的研究,已经证明了通过减少炎症和肠道微生物组调节等机制的潜在抗肥胖作用。产生胆汁盐水解酶的菌株,可通过调节肠道胆汁酸水平,在减轻饮食诱导的高脂血症和超重肥胖等方面显示出显著效果。胆盐水解酶对于肥胖治疗中具有显著作用,它可通过影响胆固醇代谢和胆汁酸的肠肝循环,从而影响代谢功能,并有助于肥胖缓解。这种酶的活性可以改变结合到游离胆汁酸的比例,增加胆固醇的消耗,促进胆固醇转化为胆汁酸,这可能有助于降低血清胆固醇水平和恢复新陈代谢的健康水平。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种改善肥胖的高胆盐水解活性植物乳植杆菌及其应用。通过定性与定量方法筛选得到的植物乳植杆菌lp20,具有极高的gdca水解活性,其可以通过提高胆盐水解酶活性,影响胆固醇代谢和胆汁酸的肠肝循环,从而影响代谢功能,达到改善肥胖的目的。
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
3、本发明第一方面提供了一株改善肥胖的高胆盐水解活性植物乳植杆菌,所述植物乳植杆菌为lactiplantibacillusplantarum lp20,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号为cctcc no.m 2024381,保藏日期为2024年03月04日。
4、进一步优选的,植物乳植杆菌lp20对甘氨脱氧胆酸(gdca)的水解能力达到91.62%。
5、本发明的第二方面提供了上述的植物乳植杆菌在制备减肥和/或降血脂制剂中的用途。
6、进一步优选的,所述制剂包括食品、药品、生物制剂。
7、本发明的第三方面提供了植物乳植杆菌bsh1基因在调控植物乳植杆菌胆盐水解活性中的应用,其中,所述bsh1基因(lp20_gm1654)的核苷酸序列如seq id no.1所示:
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25、cagtgtcagtttaaaccatgagcacttggatacgactgaattaatttcttatccattacgatcagaagcacaatactatgcagttaactaa。
26、所述调控的方法包括:
27、(1)通过敲除bsh1基因,从而降低植物乳植杆菌的胆盐水解活性;或者,
28、(2)通过过表达bsh1基因,从而提高植物乳植杆菌的胆盐水解活性。
29、本发明的第四方面提供了一种调控植物乳植杆菌胆盐水解活性的方法,调控方法包括:
30、(1)通过敲除bsh1基因,从而降低植物乳植杆菌的胆盐水解活性;或者,
31、(2)通过过表达bsh1基因,从而提高植物乳植杆菌的胆盐水解活性;
32、所述bsh1基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。
33、进一步优选的,利用puc19e自杀载体同源重组双交换敲除所述bsh1基因,具体包括以下步骤:
34、设计两对特异性重叠引物,运用pcr方法从lactiplantibacillusplantarum lp20基因组中扩增出bsh1基因上游和下游两段同源臂;运用同源重组方法、将扩增获得的两段同源臂与线性化puc19e载体无缝克隆链接,构建获得自杀质粒pucδbsh1;然后通过电穿孔方法将自杀质粒pucδbsh1转化到受体植物乳植杆菌lp20中;利用载体氨苄抗性基因筛选重组克隆,在mrs培养基中连续传代以诱导第二次同源重组,通过双重筛选影印法失去红霉素抗性与gdca水解能力的单克隆,最后,通过pcr扩增和dna测序验证,获得bsh1基因敲除型突变体植物乳植杆菌lp20-δbsh1。
35、进一步优选的,所述两对特异性重叠引物分别为:
36、lp20_gm1654l上游引物序列如seq id no.2所示:
37、5'aaaacgacggccagtgaattcgatcatgttgttaaactcacttacgataa3';
38、lp20_gm1654l下游引物序列如seq id no.3所示:
39、5'ggaggattactatttaagccactactgtaatagttaaaattgttt 3';lp20_gm1654r上游引物序列如seq id no.4所示:
40、5'ggcttaaatagtaatcctcctcgaaaataatattt 3';
41、lp20_gm1654r下游引物序列如seq id no.5所示:
42、5'cttctgcaggtcgactctagacggccgaccgtaatattgg 3'。
43、本发明相比现有技术的有益效果为:
44、1、本发明以gdca水解能力作为菌株特征指标,筛选获得一株活性最高的植物乳植杆菌lp20,经对比发现,lp20的gdca水解能力高于目前植物乳植杆菌的标准菌株植物乳植杆菌wcfs1;将所述植物乳植杆菌lp20用于制备减肥和/或降血脂制剂中,可有效起到减肥、降脂等作用;
45、2、本发明利用原核生物同源重组双交换的原理构建了植物乳植杆菌lp20的bsh无痕敲除突变株,进一步通过肥胖小鼠模型证实了bsh在益生菌减脂功能中发挥关键作用,建立了益生菌胆盐水解酶与改善宿主代谢功能的关系,为具有减脂益生菌的高通量筛选靶点的参考提供了数据支持,也为肥胖症状缓解提出了益生菌有效干预新的依据。
46、菌种保藏信息:
47、植物乳植杆菌lp20,于2019年7月分离自云南省大理双廊发酵食品干梅。经纯化鉴定后保藏于中国典型培养物保藏中心(cctcc);地址:中国武汉、武汉大学;保藏日期:2024年03月04日;保藏编号:cctcc no:m 2024381;分类命名:植物乳植杆菌lactiplantibacillusplantarum lp20。
48、本发明用到的对照菌株:
49、植物乳植杆菌wcfs1,该菌株由de vos w.m.等人最初于2003年保藏并将基因组上传至ncbi数据库,基因组taxonomy id:220668。
1.一株改善肥胖的高胆盐水解活性植物乳植杆菌,其特征在于,所述植物乳植杆菌为lactiplantibacillusplantarum lp20,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号为cctcc no.m 2024381,保藏日期为2024年03月04日。
2.根据权利要求1所述改善肥胖的高胆盐水解活性植物乳植杆菌,其特征在于,植物乳植杆菌lp20对甘氨脱氧胆酸(gdca)的水解能力达到91.62%。
3.一种如权利要求1或2所述的植物乳植杆菌在制备减肥和/或降血脂制剂中的用途。
4.根据权利要求3所述的用途,其特征在于,所述制剂包括食品、药品、生物制剂。
5.植物乳植杆菌bsh1基因在调控植物乳植杆菌胆盐水解活性中的应用,其特征在于,所述bsh1基因的核苷酸序列如seq id no.1所示;所述调控的方法包括:
6.一种调控植物乳植杆菌胆盐水解活性的方法,其特征在于,所述调控的方法包括:
7.根据权利要求6所述调控植物乳植杆菌胆盐水解活性的方法,其特征在于,利用puc19e自杀载体同源重组双交换敲除所述bsh1基因,具体包括以下步骤:
8.根据权利要求7所述调控植物乳植杆菌胆盐水解活性的方法,其特征在于,所述两对特异性重叠引物分别为:
