本文以纳米金颗粒为载体，通过 Au-S共价键在其表面修饰D/L-半胱氨酸，制备手性半胱氨酸功能化纳米金颗粒，研究其对金黄色葡萄球菌的抑菌作用，揭示手性半胱氨酸纳米材料氨酸尤其是 D-半胱氨酸对金黄色葡萄球菌的抑菌机理，为新型手性抑菌材料的开发提供理论依据。研究表明与未修饰的手性半胱氨酸及纳米金相比，手性半胱氨酸功能化纳米金具有最高的抑菌活性，且D-半胱氨酸功能化纳米金颗粒（D-AuNPs）的抑菌作用显著高于L-半胱氨酸功能化纳米金颗粒（L-AuNPs）。透射电子显微镜、核酸/蛋白质泄露及钾离子泄露结果表明D-AuNPs能够特异性结合金黄色葡萄球菌细胞膜，通过破坏细胞膜导致细菌死亡。本研究旨在为新型手性抑菌材料的开发提供理论依据。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1材料与方法4
1.1材料 4
1.1菌种和试剂4
1.2仪器与设备4
1.3方法5
1.3.1手性半胱氨酸功能化纳米金颗粒的制备5
1.3. 2 手性半胱氨酸功能化纳米金颗粒抑菌活性测定5
1.3.3手性半胱氨酸功能化纳米金颗粒抑菌生长曲线测定5
1.3.4核酸、蛋白质泄漏量测定5
1.3.5钾离子泄露测定5
1.3.6TEM分析 5
2结果与分析 6
2.1手性半胱氨酸功能化纳米金颗粒抑菌活性测定研究6
2.2手性半胱氨酸功能化纳米金颗粒抑菌生长曲线测定 6
2.3核酸、蛋白质泄漏量测定 7
2.4钾离子泄露测定 8
2.5TEM分析 8
3讨论 9
4结论 9
致谢9
参考文献10
D/L半胱氨酸纳米材料手性抗菌作用研究
食品质量与安全 顾佳仪
引言
引言
金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等食源性致病菌是食品供应链中主要的危害因素 [12]，给人类和动物健康造成严重威胁。因此，对食源性致病菌进行有效的安全防控是保障食品质量安全的必 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
要手段。近几十年来，抗生素被广泛应用于人类和动物的细菌感染治疗。抗生素是植物、动和微生物在其自我保护的生命活动过程中产生的自我保护的有机物，在一定浓度下，这些有机化合物能有效一定程度的抑制特定病原微生物的生长[3]。但是由于抗生素的滥用，耐药性病原菌的出现及对环境的污染问题日益明显，已经严重威胁到人类和动物健康乃至生态安全[45]。因此，开发一种新型抗菌材料或药物代替抗生素已成为目前全世界面临的重要挑战。
目前开发的抗菌药物主要有：无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂。有机抗菌剂的抗菌效果好，成本低廉，但是其耐热性差，甚至毒性高。天然抗菌剂虽然毒性低、对环境的污染小，但是其抗菌性能有限，并且会受到安全性和加工条件的制约，不能实现大规模的市场化。相比之下，无机纳米材料由于其特殊的光、热、磁学等性质，在抗菌方面表现出抗菌谱宽、耐热性强、抗菌效果好、不会产生耐药性等特点[6]，其中，银纳米颗粒是抗菌效果最好的纳米材料，。但近期研究发现，纳米银对哺乳细胞具有剂量依赖的毒副作用，这一特点大大限制了纳米银在抗菌领域的应用[711]。相比之下，纳米金颗粒具有低毒性、高化学稳定性、良好的生物相容性及易于修饰等特点，是最稳定的无机金属纳米材料之一，已被广泛应地运用于生物传感、载药、癌症治疗等领域[12]。但是，关于纳米金颗粒在抗菌方面的研究较少，主要因为单纯的纳米金颗粒其抗菌活性较差。虽然也有研究者采用抗生素修饰纳米金颗粒虽然也有研究者采用抗生素功能化纳米金颗粒，虽然能显著提高其抗菌活性，但抗菌过程往往需要外源激光照射激发，且使用现有抗生素修饰功能化纳米金可能无法避免耐药菌的产生[13]。鉴于纳米金无细胞毒性和化学性质稳定的特点，如何提高其抗菌活性成为需要突破的关键瓶颈。
半胱氨酸是一类常见的手性氨性氨基酸，具有 D、L两种构型，两种产品均已商品化，但是目前关于L半胱氨酸的研究较多，D半胱氨酸的研究较少。L半胱氨酸是半胱氨酸的天然构型，在食品加工中具有改良面粉、提高风味、抗氧化等作用，并且对食源性病原菌具有一定的抑制作用 [1415]。D 半胱氨酸是天然L 型半胱氨酸的对映体，主要通过L半胱氨酸催化合成，目前主要大多用于手性药物的合成。由于D型氨基酸残基无法被生物体内的蛋白酶水解，使其在维持细菌结构性能和生理调节等方面都具有重要作用。据报道，细胞壁中含有的D氨基酸的细菌可以防止被蛋白水解酶消化；含有D天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸等D氨基酸的多肽，因具有显著的抗菌活性而被应用于临床[16]。其中D半胱氨酸具有抑制细菌生长的作用，且不会对正常细胞产生损伤。
手性纳米材料是一类具有旋光特性的纳米材料，其特殊的空间构型是具有一定空间构型、能够与细胞表面的手性分子进行结构匹配，并对细胞产生不同的生物效应。能够对光产生左旋或右旋偏振作用的纳米材料。它是通过将手性分子修饰在纳米材料表面制备所得的，广谱高效并且不会产生耐药性。目前关于手性纳米材料的研究多主要集中在其光学性质研究方面，关于生物方面的研究较少。近期研究发现，研究报道，手性纳米材料对于细胞分化、粘附、形态等具有一定的影响，会造成细菌不同程度的损伤，从而对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌产生有效不同的抗菌作用。Qi Xin等[17]开发了一种新型的手性纳米材料，具有较高的抗菌活性及对哺乳动物细胞的高选择性毒性。D谷氨酸功能化量子点可以进入细菌，对细胞壁造成严重损伤，从而对革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌都有显著的抗菌活性，而其对应的L谷氨酸功能化的抗菌活性较低。 Lingqiong Luo等[18]基于目前对生物界面上手性效应和疏水相互作用的理解，受到天然产物冰片的启发，利用冰片设计了新型抗菌材料并通过聚合物表面立体化学开发出抗菌粘附的方法。尽管如此，手性纳米抗菌材料的研究仍处于起步阶段，制备广谱、安全和高效的手性纳米抗菌材料是目前研究的热点。
本实验通过利用AuS共价键，修饰将手性半胱氨酸于固定在纳米金颗粒表面，制备得到手性半胱氨酸功能化纳米金颗粒，研究纳米材料不同构型手性纳米材料对金黄色葡萄球菌的选择性抑制作用，并且通过蛋白质、核酸泄露、钾离子泄露以及透射电子显微镜（TEM）实验，初步揭示手性半胱氨酸功能化纳米金颗粒的抑菌机理，为开发新型高效，有选择性手性识别作用的纳米抗菌材料提供理论依据。

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