硫化水素生成細菌の高感度視覚的検出法
Summary
ここでは、硫化ビスマス(BS)沈殿に使用されるプロトコルを修正して硫化水素生成細菌を検出するためのプロトコルを提示します。この方法の主な利点は、評価が容易であり、特殊な機器を必要としないことです。
Abstract
硫化水素(H2S)は、人間の健康に重要な役割を果たす硫黄含有アミノ酸およびタンパク質のタンパク質分解において細菌によって生成される有毒ガスである。H2S産生試験は、重要な細菌生化学的同定試験の1つである。従来の方法は、面倒で時間がかかるだけでなく、硫黄含有培地中の重金属塩の毒性作用のために細菌の増殖を阻害する傾向があり、それはしばしば否定的な結果をもたらす。ここでは、細菌中のH2Sを検出するための簡便で高感度な方法を確立した。この方法は、96ウェル透明マイクロタイタープレートを使用する硫化ビスマス(BS)沈殿の修正版です。細菌培養物をL-システインを含むビスマス溶液と合わせ、20分間培養したところ、最後に黒色沈殿が観察された。H2Sの視覚的検出限界は0.2mMであった。視覚的な色の変化に基づいて、H2S産生細菌の単純で、ハイスループットで、迅速な検出を達成することができる。要約すると、この方法は、細菌におけるH2S産生を同定するために使用することができる。
Introduction
硫化水素生成細菌は、硫化水素(H2S)を生成するために硫黄含有アミノ酸およびタンパク質を利用することができる。H2Sの産生は、通常、グラム陰性腸内細菌科細菌において、ならびにシトロバクター属、プロテウス属、エドワルジエラ属、およびシュワネラ属1のメンバーにおいても起こる。これらの細菌は、エネルギーを得るために硫酸塩を硫化水素(H2S)に還元する能力を有する。硫化水素は、細菌の薬剤耐性の発生に関与しています。H2Sは活性酸素種(ROS)の毒性から細菌を保護し、抗生物質の抗菌効果に拮抗します2,3。H2Sはまた、恒常性の維持において重要な生理学的効果を有する。超生理学的レベルでは、H2Sは身体に対して非常に有毒であることが示されている。人体において、H2Sは、様々な生理学的および病理学的過程に関与するガスシグナル伝達分子として別の役割を果たす。H2Sは、心臓の収縮機能を調節することができ、血管を弛緩させ、血管リモデリングを阻害し、心筋を保護する上で重要な生理学的役割を果たす4,5。H2Sはまた、神経系および消化管の調節において重要な役割を果たす6,7。殺菌性抗生物質にさらされると、細菌は致命的な活性酸素種(ROS)を産生し、細胞死を引き起こすことがわかっています8,9,10,11。
微生物学実験室コースでの一般的な生化学的試験として、硫化水素試験は細菌、特に腸内細菌科の細菌の同定における重要な実験です。現在、硫化水素試験は通常、試験対象の細菌を接種した多数の含硫アミノ酸および酢酸鉛培地に対して実施される。インキュベーション期間(2〜3日)後、結果は、酢酸鉛の生成のために培地または酢酸鉛紙片が黒くなっているかどうかを観察することによって判断されます11。しかしながら、これらの伝統的な方法は、面倒で時間がかかるだけでなく、硫黄含有培地中の重金属塩の毒性作用のために細菌増殖を阻害する傾向があり、それはしばしば否定的な結果をもたらす。H2S12、13の検出のためにビスマスベースの方法が確立されている。H2Sはビスマスと反応して黒色硫化ビスマス沈殿を形成することができる。この生化学的検査の改革を行うためには、細菌の増殖に副作用のない簡便かつ迅速な方法を確立する必要があります。ここでは、96ウェルマイクロタイタープレートフォーマットの基質として硫化ビスマスを使用して、in vitro環境で増殖した硫化水素生成細菌を検出するための簡単な方法を設定しました。
Protocol
Representative Results
Discussion
硫化水素産生試験は、細菌株の同定および分化のための従来の表現型試験の1つである。多くの細菌種は、水生水などの自然環境で硫化水素を生成する可能性があります。これらの細菌種には、サルモネラ属、シトロバクター属、プロテウス属、シュードモナス属、クレブシエラ属のいくつかの株、大腸菌、および嫌気性クロストリジウムのいくつかの…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、江蘇省高等教育機関の優先学術プログラム開発(PAPD)および中国薬科大学の教育改革研究プロジェクト(2019XJYB18)の支援を受けました。
Materials
| Bismuth (III)chloride | Shanghai Macklin Biochemical Co., Ltd | 7787-60-2 | |
| EDTA | Nanjing Chemical Reagent Co., Ltd | 60-00-4 | |
| Enterococcus faecalis | ATCC | 19433 | |
| Fusobacterium nucleatum | ATCC | 25586 | |
| Klebsiella pneumoniae | ATCC | 43816 | |
| L-cysteine | Amresco | 52-90-4 | |
| Proteus vuigaris | CMCC | 49027 | |
| Salmonella paratyphi A | CMCC | 50001 | |
| Salmonella paratyphi B | CMCC | 50094 | |
| Staphylococcus aureus | ATCC | 25923 | |
| Triethanolamine-HCl | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd. | 637-39-8 |
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