以基因组序列已知的乳酸乳球菌乳脂亚种MG1363的衍生菌NZ9000和基因组序列部分已知的乳酸乳球菌乳脂亚种SK11为研究对象,采用单交换或双交换重组技术,对两株菌中谷胱甘肽还原酶和谷胱甘肽过氧化物酶的编码基因gshR和/或gpo进行定点突变,获得一系列谷胱甘肽还原酶和/或谷胱甘肽过氧化物酶活性缺失的突变株,然后研究不同突变株对氧应力的响应情况。研究结果将增加对乳酸乳球菌中谷胱甘肽及其代谢相关酶生理作用的认识,有助于确定乳酸乳球菌中是否存在一个依赖于谷胱甘肽的还原系统,并有助于深入理解乳酸乳球菌对氧应力的抵抗机制。由于乳酸乳球菌是革兰氏阳性菌的模式种之一,因此研究结果对深入研究谷胱甘肽及其代谢相关酶在革兰氏阳性菌中的生理作用,也具有重要的参考价值。
乳酸菌是一类重要的工业微生物,其中谷胱甘肽(GSH)及其代谢相关酶的生理作用尚属未知。以乳酸乳球菌NZ9000和SK11为研究对象,采用同源重组技术获得了分别缺失了GSH还原酶和GSH过氧化物酶活性的突变株。发现GSH还原酶和GSH过氧化物酶在乳酸乳球菌抵抗氧胁迫中具有保护作用。在NZ9000菌株中导入了E. coli的GSH生物合成机制,所合成的GSH能够保护NZ9000细胞抵抗H2O2及甲萘醌所产生的氧胁迫。在NZ9000菌株的超氧化物歧化酶(SOD)突变株中导入了GSH生物合成能力,发现GSH能够互补SOD的功能。发现GSH能够保护SK11和NZ9000细胞抵抗酸胁迫。从土壤中筛选获得了一株能够生物合成GSH的革兰氏阳性菌,鉴定为乳酸乳球菌乳脂亚种。该菌含有编码谷胱甘肽合成酶的基因gshB,为乳酸菌中首次发现,且该基因与假单胞菌中的gshB基因高度同源。研究结果增加了对乳酸乳球菌中GSH及其代谢相关酶生理作用的认识,提出了新的提高乳酸乳球菌抵抗氧胁迫能力的方法,对深入研究GSH及其代谢相关酶在革兰氏阳性菌中的生理作用,具有重要的参考价值。