IF=8.2!新疆农业大学食品科学与药学学院:核桃谷蛋白抗菌肽通过靶向作用于金黄色葡萄球菌代谢途径及新型抗菌肽的鉴定

食品腐败是由微生物启动的一系列生化反应，对食品中的营养物质进行分解和代谢，导致食品质量和安全下降。传统上，化学防腐剂已被用来抑制这一过程和延长食品的货架期。使用化学抗菌剂可以有效地减缓食品的变质；然而，它们的使用有几个潜在的不利因素，特别是对消费者健康可能产生的不利影响。例如，特定抗菌药物（包括亚硝酸盐）的代谢物与致癌作用有关，因此引起了消费者对化学添加剂安全性的广泛担忧。因此，识别和开发安全、无毒、环境可持续的替代抗菌剂已成为现代食品工业迫切需要关注的关键问题。

生物活性多肽作为一种新型天然抗菌药物，因其独特的性质和优势日益受到人们的关注。这些多肽具有良好的物理化学特性，包括水溶性、热稳定性和低毒性，使其成为食品抗菌应用的理想候选者。生物活性肽能有效抑制微生物增殖，同时保持食品的外观、风味、质地和营养质量。它们通过破坏微生物细胞壁或细胞膜、抑制DNA/RNA复制和转录、影响蛋白质合成和代谢来实现这一目标。目前抗菌肽的发展主要分为动物源和植物源抗菌肽。与动物源性抗菌肽生产中不稳定的原料组成相比，植物源性抗菌肽为大规模生产提供了优势。对植物源抗菌肽的研究主要集中在关注主要的粮食作物，包括大豆和花生。然而，综合开发替代油料作物的副产物，包括核桃粕等高蛋白资源具有很大的潜力。

为应对金黄色葡萄球菌等生物膜形成和耐药病原菌的挑战，本研究探索核桃谷蛋白抗菌肽（WGAP）作为可持续的替代品，结合代谢组学、肽组学和计算生物学揭示其作用机制并鉴定新型抗菌肽。WGAP对金黄色葡萄球菌的MIC为53.5μg/mL，溶血率为8.53%（8× MIC）。WGAP处理使细菌表面疏水性降低了80%，从而减少了细菌在非生物表面的黏附和随后的生物膜形成。代谢组学显示，WGAP损害烟酰胺辅因子合成、嘌呤代谢和三羧酸循环中间产物，从而破坏能量稳态。此外，通过抑菌圈分析、超滤和层析分离出WGAP的有效抗菌成分，并通过多肽组学鉴定出5个新的抗菌肽。分子对接揭示了WGAP多肽（尤其是DVLINAYR和apqllyivk）通过氢键和催化位点的疏水相互作用与金黄色葡萄球菌核酸内切酶- iv的强结合，突显了WGAP的抗菌作用及其作为一种可持续的、基于植物的解决食品腐败和抗生素耐药性的方案的潜力。