全细胞生物传感器 2012

Long chain N-acyl homoserine lactone production by Enterobacter sp. isolated from human tongue surfaces.

Sensors (Basel, Switzerland) Yin WF, Purmal K, Chin S, Chan XY, Chan KG
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组成图示

Long chain N-acyl homoserine lactone ... 传感器构成示意图

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传感器类型

全细胞生物传感器

检测对象

N-酰基高丝氨酸内酯(N-acyl homoserine lactone, AHL)、N-十二酰基高丝氨酸内酯(C12-HSL);样品基质为健康人舌后背面细菌培养上清提取物(酸化乙酸乙酯提取、乙腈溶解)

检测原理

检测基于全细胞基因表达生物传感器。Enterobacter sp. T1-1培养上清中的长链AHL(C12-HSL)扩散进入A. tumefaciens NTL4(pZLR4)细胞,被pZLR4质粒携带的AHL响应调控元件识别并激活,诱导下游报告基因表达β-半乳糖苷酶。β-半乳糖苷酶水解培养基中的X-gal,生成蓝色不溶产物,在平板上形成蓝色斑点或使菌苔显蓝色。AHL浓度越高,报告酶诱导越强,蓝色越深,因此可定性或半定量反映长链AHL存在。该体系无纳米材料放大,主要依靠细菌基因表达实现信号放大;高分辨质谱用于确认C12-HSL的分子质量与碎片结构。

检测灵敏度

原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。

效应效果

文中未报告LOD、线性范围、RSD或加标回收率。生物传感器A. tumefaciens NTL4(pZLR4)在交叉划线和点样实验中均被T1-1培养上清提取物激活,出现蓝色显色,表明其对长链AHL具有选择性响应。高分辨质谱进一步确认提取物中存在C12-HSL,母离子m/z 284.2208,MS/MS碎片m/z 95.0822和109.1003符合内酯结构,增强了鉴定可靠性。作者强调这是首次从人舌后背面分离到AHL产生的肠杆菌属菌株,将口腔细菌群体感应研究从AI-2扩展到AHL,有助于理解口腔细菌定植、生物膜形成和潜在抗群体感应干预。

传感器的构成

  • 支撑培养基:AB琼脂(含K2HPO4、KH2PO4、NH4Cl、MgSO4·7H2O、KCl、CaCl2、FeSO4·7H2O和bacto-agar),用于培养生物传感器菌苔
  • 报告细胞层:根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens NTL4(pZLR4),作为全细胞换能器,响应长链AHL并表达报告酶
  • 识别元件:pZLR4质粒携带的AHL响应调控元件,识别长链N-酰基高丝氨酸内酯(AHL)并启动报告基因表达
  • 信号底物:X-gal,被诱导表达的β-半乳糖苷酶水解后生成蓝色不溶产物
  • 样品层:Enterobacter sp. T1-1培养上清经酸化乙酸乙酯(ethyl acetate)提取、乙腈(acetonitrile)溶解后的C12-HSL提取物
  • 培养条件:检测用AB琼脂不含gentamicin并含20 µg/mL X-gal;LB培养基用50 mM MOPS缓冲至pH 5.5,防止AHL内酯环开环

中文摘要

本文报道从健康人舌后背面分离到一株能产生N-酰基高丝氨酸内酯(AHL)的肠杆菌属菌株T1-1。该菌株培养上清提取物可激活生物传感器根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens NTL4(pZLR4),提示其产生长链AHL。高分辨质谱分析证实,T1-1产生N-十二酰基高丝氨酸内酯(C12-HSL),母离子m/z为284.2208,MS/MS碎片m/z 95.0822和109.1003符合内酯结构。据作者所知,这是首次从人舌后背面分离到肠杆菌属T1-1并证明其产生AHL。该结果扩展了口腔细菌群体感应研究,表明口腔细菌不仅使用自诱导物-2(AI-2),也可使用AHL信号分子,为理解口腔细菌定植和群体感应调控提供依据。

英文摘要

We report the isolation of N-acyl homoserine lactone-producing Enterobacter sp. isolate T1-1 from the posterior dorsal surfaces of the tongue of a healthy individual. Spent supernatants extract from Enterobacter sp. isolate T1-1 activated the biosensor Agrobacterium tumefaciens NTL4(pZLR4), suggesting production of long chain AHLs by these isolates. High resolution mass spectrometry analysis of these extracts confirmed that Enterobacter sp. isolate T1-1 produced a long chain N-acyl homoserine lactone, namely N-dodecanoyl-homoserine lactone (C12-HSL). To the best of our knowledge, this is the first isolation of Enterobacter sp., strain T1-1 from the posterior dorsal surface of the human tongue and N-acyl homoserine lactones production by this bacterium.