2. HỆ GEN CỦA PROBIOTIC LACTOBACILLI:
2.3.5. Sinh tổng hợp bacteriocin và sự miễn dịch:
Bacteriocin sản xuất bới LAB rất ựa dạng dựa trên cấu tạo của vi khuẩn và chế ựộ hoạt ựộng của chúng ựược phân loại thành bậc I, II, III và IV (Klaenhammer, 1993). Khả năng của Lactobacilli sản xuất bacteriocin có thể góp phần tạo nên khả năng thắch nghi cạnh tranh của chúng trong môi trường sống. Hơn nữa, quá trình tổng hợp bacteriocin là một ựặc ựiểm mong muốn trong việc chọn giống như là một cơ chế quan trọng ựể loại trừ những yếu tố gây bệnh trong thực phẩm lên men cũng như là trong hệ tiêu hóa. Nhóm gen tổng hợp bacteriocin ựược tìm thấy ở các loài LAB trong hệ tiêu hóa cũng như là trong công nghiệp bao gồm L. brevis, L. casei và L. bulgaricus. L. johnsonii NCC533 có một operon (LJ0763b ựến LJ0775) mã hóa sự sản xuất lactacin
F, một bacteriocin bậc II gồm 2 thành phần (Pridmore và cộng sự, 2004). Operon lactacin F này tương ựồng với operon lactacin F của L. johnsonii VPI11088 (Allison
và cộng sự, 1994). Operon lactacin F ựược tạo thành từ các gen mã hóa phức hợp nhân peptide của bacteriocin (lafAX), một thành phần miễn dịch (lafI), một 2CRS và hai hệ thống vận chuyển ABC. Tuy nhiên, operon lactacin F trong NCC533 lại không có chức năng do sự có mặt của thành phần IS trong gen histidine kinase của 2CRS gây trở ngại sự sản xuất cũng như ựiều hòa quá trình sinh tổng hợp bacteriocin (Pridmore và cộng sự, 2004).
Hệ thống ựảo gen (genomic island) pdu-cbi-cob-hem gồm 58 gen gần ựây ựược phát hiện trong L. reuteri JCM1112T mã hóa sự sinh tổng hợp reuterin (mã hóa bởi pdu
operon) và cofactor cobalamin (mã hóa bởi nhóm operon cbi-cob-hem) (Morita và
cộng sự, 2008). Nhóm gen gupCDE trong operon pdu mã hóa enzyme glycerol
dehydratase xúc tác quá trình chuyển hóa glycerol thành reuterin. Sử dụng phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân 2 chiều (2D-NMR) với glycerol ựánh dấu 13C3, Morita và cộng sự (2008) cho thấy rằng reuterin ựược tổng hợp in vivo trong những con chuột thắ nghiệm có liên quan tới những giống hoang dại chứ không phải với giống ựột biến
26
gupCDE. Sự có mặt của glycerol trong ựường ruột cho thấy hệ thống ựảo gen pdu-cbi- cob-hem ựại diện cho sự thắch nghi tiến hóa của L. reuteri trong hệ tiêu hóa.
Megaplasmid pMP118 của L. salivarius chứa một nhóm gen mã hóa cho sự sinh
tổng hợp bacteriocin bậc IIB, ABP-118 (Claesson và cộng sự, 2006; Flynn và cộng sự, 2002). ABP-118 là một dãy rộng salivaricin có thể ức chế một số loài như Bacillus, Listeria, Enterococcus và Staphylococcus (Flynn và cộng sự, 2002) và bảo vệ chuột
khỏi Listeria monocytogenes, in vivo (Corr và cộng sự, 2007). Sự sản xuất ABP-118
ựược cảm ứng peptide AbpIP là một phần của hệ thống ựiều hòa 3 thành phần (3CRS) có thể bao gồm một histidine kinase và một hệ ựiều hòa ựáp ứng. Trong khi ựó, polycistronic 9.5 kb mã hóa sự sản xuất lactacin B (LBA1791 ựến LBA1803) ựược phát hiện trong gen của L. acidophilus (Altermann và cộng sự, 2005). Operon lab gồm 12 gen ựược sắp xếp trong 3 nhóm gen tương ứng mã hóa cho 1 3CRS, 1 hệ thống vận chuyển ABC và 3 protein chưa biết (Dobson và cộng sự, 2007). Kết quả phân tắch chức năng của các nhóm gen cho thấy LabT (LBA1796) rất cần thiết cho chức năng của lactacin B. Hơn nữa, sự sản xuất lactacin B ựược cảm ứng bởi peptide từ LBA1800 cho thấy rằng gen này cùng với labK và labR mã hóa các thành phần của
3CRS ựóng một vai trò quan trọng trong truyền tắn hiệu và ựiều hòa quá trình tổng hợp lactacin B.