传统节日网粘质沙雷菌
作者：福建省疾病预防控制中心 李曲文
粘质沙雷菌（Serratia m arcescens）是一类革兰阴性细菌，属肠杆菌科， 可引起尿路感染、呼吸道感染、菌血症、结膜炎和创口感染等感染性疾病，对是一种条件致病菌。在生长过程中会产生一种次生代谢产物——灵菌红素（prodigiosin，PG）。粘质沙雷菌产生的灵菌红素具有免疫抑制、抗真菌、抗增殖作用，并且能够诱导某些癌症细胞的程序性凋亡，很可能在医药工业中具有潜在的应用价值。
1生长特性
粘质沙雷氏菌的生存温度范围比较宽泛（20-40℃），沙雷氏菌属中产灵菌红素的菌株属于温度敏感型表型：在相对低温时产红色素，而温度高于37℃时不产红色素。PG的合成却需要相对严格的温度（24-28℃），其中28℃是灵菌红素合成的最适温度；超过37℃粘质沙雷氏菌生长状态良好，却丧失了合成灵菌红素的能力。
图1：不同温度下菌落产生的颜色变化
图2：不同温度下产灵红菌素量[1]
灵菌红素的量随着温度的升高而逐渐增加，并在28℃时产量达到最大值；随着温度进一步升高，灵菌红素产量迅速下降，当温度高于37℃时，菌株不再合成灵菌红素。
图3：25℃和37℃下生长曲线[1]
2为何产生如此现象？
在粘质沙雷氏菌中PG的合成是由pig基因簇完成的，该基因簇包括16个基因，其中pig A-pig N（共14个）是PG合成的编码基因；cueR和copA是其调控基因。有研究发现氧甲基转移酶（Pig F）和氧化还原酶（Pig N）的表达在28℃和37℃条件下存在显著差异[2]。
图4：灵菌红素合成的基因簇[2]
Pig F、PigN和与铜转运相关的铜运输p型ATP酶(Cop A)的转录水平在37℃发酵条件下比28℃条件下分别降低了7.36、3.45和3.8倍，铜对PG的合成具抑制作用。温度能够通过影响PG合成途径中的一个或多个酶的活性来影响PG的合成，当温度大于37℃时，其合成途径中的一些酶可能失活[3,4]。
灵菌红素的发酵生产过程受温度、pH、氧气、底物和前体物质等因素的影响，其中温度是最主要的影响因素，因此，在临床检验工作中应该注意培养温度。
【参考文献】
[1]温度对粘质沙雷氏菌合成灵菌红素调控机制的研究
[2]Williamson, N.R, Fineran, P.C, Leeper, F.J, & Salmond, G. P. C. (2006). The biosynthesis and regulation of bacterial prodiginines. Nature Reviews Microbiology, 4(12), 887–899. doi:10.1038/nrmicro1531.
[3]66 Williamson N R, Simonsen H T, Harris A K P, et al. Disruption of the copper efflux pump(CopA) of Serratia marcescens ATCC274 pleiotropically affects copper sensitivity and production of the
tripyrrole secondary metabolite, prodigiosin [J]. J Ind Microbiol Biotechnol, 2006 (33): 151-158.
[4] Casullo de Araújo H W, Fukushima K, Campos Takaki G M. Prodigiosin production by Serratia marcescens UCP 1549 using renewable-resources as a low cost substrate [J]. Molecules, 2010, 15(10): 6931-6940.
编辑：梁丘 审校：Rose
