胡桃醌对大肠杆菌细胞膜作用研究

食品科学 ›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (17): 193-197.

胡桃醌对大肠杆菌细胞膜作用研究

吴朝霞1,2，高跃1，黄姗1，张琦1，徐亚平3

1.沈阳农业大学食品学院 2.沈阳农业大学营养、质量与安全研究所 3.朝阳工程技术学校

收稿日期:2011-07-05 修回日期:2012-07-10 出版日期:2012-09-15 发布日期:2012-11-09
通讯作者: 吴朝霞 E-mail:wuzxsau@163.com
基金资助:
核桃青果皮中萘醌类化合物抑菌机理的研究

Effect of Juglone on the Cell Membrane of Escherichia coli

Received:2011-07-05 Revised:2012-07-10 Online:2012-09-15 Published:2012-11-09

摘要/Abstract

摘要： 通过考察胡桃醌对大肠杆菌细胞膜的作用来研究胡桃醌的抑菌机理。采用3种不同质量浓度的胡桃醌作用于大肠杆菌后，测定培养液中的相对电导率、蛋白质质量浓度和细胞内外K+、Na+含量的变化，并结合透射电镜图来分析胡桃醌对大肠杆菌细胞膜的影响。结果表明：胡桃醌能够改变大肠杆菌细胞膜的渗透性，大量带电离子和蛋白质外漏；菌体细胞内外K+、Na+含量与空白对照组相比变化显著。透射电镜观察，经胡桃醌作用后菌体细胞被破坏，细胞膜变薄，细胞个体之间界限变模糊，内容物流出。并且，随胡桃醌质量浓度的增加和作用时间的延长，对大肠杆菌细胞膜的破坏越显著。显示胡桃醌的抑菌活性与其对大肠杆菌细胞膜的破坏有直接关系。

关键词: 胡桃醌, 大肠杆菌, 细胞膜, 作用

Abstract: Juglone (5-hydroxyl-1,4-naphthalene hydroquinone), a natural antibacterial compound, has reportedly showed antibacterial effect on many microbial species. However, its antibacterial mechanism has never been reported. In this study, the effect of juglone on the cell membrane of Escherichia coli during culture in the presence of juglone at various concentrations was evaluated in terms of relative conductivity, protein content, K+ and Na+ efflux, and also examined under transmission electron microscopy (TEM). The results showed that juglone increased membrane permeability and therefore resulted in an outflow of charged ions and protein. Compared with the control samples, K+ and Na+ concentrations revealed a significant change. TEM observation exhibited that E. coli cells were destroyed by juglone, causing thin cell membrane, blurred cell boundary and outflowed cytoplasm. In addition, increasing juglone concentration could result in more obvious damage to the cell membrane in E. coli. In conclusion, the inhibitory activity of juglone is directly related to its damage to the cell membrane of E. coli.

Key words: juglone, Escherichia coli, cell membrane, effect

中图分类号:

TS201.3

吴朝霞1,2，高跃1，黄姗1，张琦1，徐亚平3 . 胡桃醌对大肠杆菌细胞膜作用研究[J]. 食品科学, 2012, 33(17): 193-197.

参考文献

[1]许绍惠，唐婉屏，韩忠环.核桃楸毒性成分研究[J].沈阳农业大学学报，1986，17(2):34-39.
[2]OHTA, KIHIRO A, et al. Isolation of Naphthazarin from Walnut Onigurumi and Its Inhibitory Action on Oxidative Phos-Phrylation in Mitochondria[J]. Toxicon,1973,11(3):235-241.
[3]张野平，杨志博，景永奎，等.胡桃醌对肿瘤细胞的增殖抑制作用和抗菌作用[J].沈阳药学院学报，1993，10 (4):271-274.
[4]Kamei H, Koide T, Kojima T, et al. Inhibition of Cell Growth in Culture by Quinones[J]. Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals,1998,
13(3):185-188.
[5]孙墨珑，宋湛谦，方桂珍. 核桃楸叶乙醇提取物杀虫活性及活性成分[J].应用生态学报，2007，18(12):2910-2914.
[6]THEVATHASAN N V , GORDON A M and VORONEY R P . Juglone (5-hydroxy-1,4 naphoquinone) and Soil Nitrogen Transformation
Interactions under A Walnut Plantation in Southern Ontario, Canada[J]. Agroforestry Systems,1999,44（6）:151-162.
[7]吴朝霞，陈光启，王媛.胡桃醌对几种常见食品腐败微生物的抑制作用[R]. China Brewing，2009，209(8):76-78.
[8]张慧芸，孔保华.丁香提取物抗菌机理的研究[J].食品科学，2009，30(03):88-91.
[9]艾启俊，于庆华，张红星，等.鹿蹄草素对金黄色葡萄球菌的抑制作用及其机理研究[J].中国食品学报，2007，7(2):33-37.
[10]曾亮，黄建安，李赤翎，等.儿茶素的抑菌效果及机理研究[J].食品工业科技，2009，30(5):89-92.
[11]孙峋，汪靖超，李洪涛，等.迷迭香酸的抑菌机理研究[J].青岛大学学报(自然科学版)，2005，18(4):41-45.
[12]韩永斌，朱洪梅，顾振新，等.紫甘薯花色苷色素抑制金黄色葡萄球菌作用初探[J].食品科学，2008，29(10):59-62.
[13]LIU Hui,DU Yumin, WANG Xiaohui, et al. Chitosan Kills Bacteria through Cell Membrane Damage[J].International Journal of Food Microbiology,2004, 95（2004）: 147-155.
[14 ]GARCIA-RINCON J, VEGA-PEREZ J, GUERRA-SANCHEZ M G . Effect of Chitosan on Growth and Plasma Membrane Properties of
Rhizopus stolonifer (Ehrenb.:Fr.) Vuill.Pesticide, 2010, 97(2010):275-278.
[15]冯小强，李小芳，杨声，等.壳聚糖对细菌细胞膜及膜蛋白的作用[J].食品科学，2009，30(13):84-88.

[1]	刘兴勇，陈兴连，杜丽娟，林涛，尹本林，杨东顺，邵金良，汪禄祥. 多因素交互作用导致烘焙咖啡中绿原酸快速降解[J]. 食品科学, 2021, 42(9): 7-14.
[2]	祝敏，靳林，赵浩安，王倩，张锦锦，杨二林，曹炜. 紫穗槐蜂蜜对小鼠急性酒精性胃溃疡的预防作用[J]. 食品科学, 2021, 42(9): 77-84.
[3]	任艳芳，薛宇豪，田丹，何俊瑜，张黎明，吴情，刘树. 水杨酸和硝普钠协同处理对芒果贮藏品质及抗氧化活性的影响[J]. 食品科学, 2021, 42(9): 151-159.
[4]	陈选，陈旭，韩金志，汪少芸. 海洋鱼源抗菌肽的研究进展及其在食品安全中的应用前景[J]. 食品科学, 2021, 42(9): 328-335.
[5]	王启明，唐瑜婉，李春翼，赵吉春，张宇昊，明建. NaCl浓度对麦醇溶蛋白与槲皮素相互作用的影响[J]. 食品科学, 2021, 42(8): 29-39.
[6]	甘玉飞，薛正莲，周杰，王芳，王洲，刘艳. 黏质沙雷菌磷脂酶A1辅助蛋白S对表达宿主菌大肠杆菌抑制作用机制[J]. 食品科学, 2021, 42(7): 45-51.
[7]	詹慧，宋田源，余刚，姜泽东，杜希萍，朱艳冰，倪辉，李清彪. 基于酶活力模型和细胞模型分析红毛藻多糖降血脂活性[J]. 食品科学, 2021, 42(7): 142-148.
[8]	肖瀛，许豪杰，杨昌铭，宋晓秋，周小理. 肉桂精油对小鼠肝肠组织抗氧化能力以及肠道菌群结构的调节作用[J]. 食品科学, 2021, 42(7): 198-206.
[9]	杨忠敏，沈以红，黄先智，王祖文，丁晓雯. 桑叶生物碱对氧化应激小鼠糖脂代谢异常及肝损伤的改善作用[J]. 食品科学, 2021, 42(7): 156-161.
[10]	范明，彭丽桃，闫等，范刚，杨书珍，李杰. VmaH和PMA在指状青霉中的表达及其作为潜在杀菌作用靶点的可能性[J]. 食品科学, 2021, 42(6): 126-133.
[11]	王梦楠，涂宗财，胡月明，王辉. 非共价作用力对鱼明胶-果胶复合凝胶体系的影响[J]. 食品科学, 2021, 42(6): 1-7.
[12]	刘娴，黄张君，李霞，廖学品，石碧. 胶原多肽对白酒中4 种醛类物质的反应机理[J]. 食品科学, 2021, 42(6): 31-38.
[13]	谢文，陈华国，赵超，龚小见，周欣. 枸杞多糖的生物活性及作用机制研究进展[J]. 食品科学, 2021, 42(5): 349-359.
[14]	李阳，苏艳瑜，李国豪，李琪，王宇翔，丁玉松. 槲皮素通过Nrf2通路对糖尿病大鼠胰腺氧化损伤的拮抗作用机制[J]. 食品科学, 2021, 42(5): 208-214.
[15]	骆贤亮，刘滔，钱忠英，冯凤琴. 降尿酸肽对高尿酸血症的作用及研究进展[J]. 食品科学, 2021, 42(5): 340-348.