Abstract Foodborne pathogens cause diseases by food chain transmission, therefore preservatives or antimicrobials are essential for food products, among which bacteriocins are considered as promising alternatives of chemical preservatives. Moreover, bacteriocins can potentially be used as antibiotic alternatives. In this study, two genes of novel bacteriocins (BM1157 and BM1300) from probiotic Lactobacillus crustorum MN047 were identified, cloned, and then expressed in Escherichia coli expression system. The genes were inserted into expression vector pET-28a and transformed into competent E. coli BL21 (DE3) pLysS, after which the two bacteriocins were successfully heterologously expressed. Further, it showed that the BM1157 and the BM1300 had broad spectrum activity against gram-positive and gram-negative bacteria, including multidrug-resistant strains. The characteristics and action mode of the BM1157 were further investigated because of its higher antimicrobial activity. It was found that the BM1157 had MIC value of 5.2 μg/mL against both S. aureus and E. coli. Moreover, it was stable at high temperature and resistant to proteinases. The BM1157 had bactericidal action mode according to time-kill curve. The results of scanning electron microscope and transmission electron microscope demonstrated that the BM1157 killed Listeria monocytogenes by biofilm destruction and pore formation. The antibiofilm activity and pore formation were further verified by crystal violet dye and lactic dehydrogenase release. In addition, the BM1157 inhibited the growth of L. monocytogenes in milk.

中文翻译：

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壳乳杆菌MN047产生的两种新型细菌素的异源表达及BM1157在单核细胞增生李斯特菌防治中的应用

摘要 食源性病原体通过食物链传播引起疾病，因此防腐剂或抗菌剂是食品必不可少的，其中细菌素被认为是化学防腐剂的有前途的替代品。此外，细菌素可以潜在地用作抗生素替代品。在这项研究中，鉴定、克隆了来自益生菌壳乳杆菌 MN047 的两个新型细菌素基因（BM1157 和 BM1300），然后在大肠杆菌表达系统中表达。将基因插入表达载体pET-28a，转化感受态大肠杆菌BL21（DE3）pLysS，成功异源表达两种细菌素。此外，它表明 BM1157 和 BM1300 对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有广谱活性，包括多重耐药菌株。由于 BM1157 具有较高的抗菌活性，因此对其特性和作用方式进行了进一步研究。发现 BM1157 对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的 MIC 值为 5.2 μg/mL。此外，它在高温下稳定并且对蛋白酶有抗性。根据时间-杀灭曲线，BM1157具有杀菌作用模式。扫描电镜和透射电镜结果表明，BM1157通过破坏生物膜和形成孔隙来杀死单核细胞增生李斯特菌。通过结晶紫染料和乳酸脱氢酶的释放进一步验证了抗生物膜活性和孔的形成。此外，BM1157 抑制牛奶中单核细胞增生李斯特氏菌的生长。由于 BM1157 具有较高的抗菌活性，因此对其特性和作用方式进行了进一步研究。发现 BM1157 对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的 MIC 值为 5.2 μg/mL。此外，它在高温下稳定并且对蛋白酶有抗性。根据时间-杀灭曲线，BM1157具有杀菌作用模式。扫描电镜和透射电镜结果表明，BM1157通过破坏生物膜和形成孔隙来杀死单核细胞增生李斯特菌。通过结晶紫染料和乳酸脱氢酶的释放进一步验证了抗生物膜活性和孔的形成。此外，BM1157 抑制牛奶中单核细胞增生李斯特氏菌的生长。由于 BM1157 具有较高的抗菌活性，因此对其特性和作用方式进行了进一步研究。发现 BM1157 对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的 MIC 值为 5.2 μg/mL。此外，它在高温下稳定并且对蛋白酶有抗性。根据时间-杀灭曲线，BM1157具有杀菌作用模式。扫描电镜和透射电镜结果表明，BM1157通过破坏生物膜和形成孔隙来杀死单核细胞增生李斯特菌。通过结晶紫染料和乳酸脱氢酶的释放进一步验证了抗生物膜活性和孔的形成。此外，BM1157 抑制牛奶中单核细胞增生李斯特氏菌的生长。金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。此外，它在高温下稳定并且对蛋白酶有抗性。根据时间-杀灭曲线，BM1157具有杀菌作用模式。扫描电镜和透射电镜结果表明，BM1157通过破坏生物膜和形成孔隙来杀死单核细胞增生李斯特菌。通过结晶紫染料和乳酸脱氢酶的释放进一步验证了抗生物膜活性和孔的形成。此外，BM1157 抑制牛奶中单核细胞增生李斯特氏菌的生长。金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。此外，它在高温下稳定并且对蛋白酶有抗性。根据时间-杀灭曲线，BM1157具有杀菌作用模式。扫描电镜和透射电镜结果表明，BM1157通过破坏生物膜和形成孔隙来杀死单核细胞增生李斯特菌。通过结晶紫染料和乳酸脱氢酶的释放进一步验证了抗生物膜活性和孔的形成。此外，BM1157 抑制牛奶中单核细胞增生李斯特氏菌的生长。扫描电镜和透射电镜结果表明，BM1157通过破坏生物膜和形成孔隙来杀死单核细胞增生李斯特菌。通过结晶紫染料和乳酸脱氢酶的释放进一步验证了抗生物膜活性和孔的形成。此外，BM1157 抑制牛奶中单核细胞增生李斯特氏菌的生长。扫描电镜和透射电镜结果表明，BM1157通过破坏生物膜和形成孔隙来杀死单核细胞增生李斯特菌。通过结晶紫染料和乳酸脱氢酶的释放进一步验证了抗生物膜活性和孔的形成。此外，BM1157 抑制牛奶中单核细胞增生李斯特氏菌的生长。