Study of Probiotic Lactic Acid Bacteria Producing Antimicrobial Compounds

Soubor 68 kmenů izolovaných ze stolice plně kojených dětí a dalších zdrojů byl identifikován pomocí polymerázové řetězové reakce (PCR) s primery specifickými pro rod Lactobacillus, druhově specifickými primery včetně multiplexní PCR, pheS PCR, rep-PCR, RAPD-PCR a srovnáním sekvencí genů pro 16SrRNA. Dále byla sledována produkce antimikrobiálních látek pomocí agarového kapkového testu a agarového difuzního testu. Antimikrobiální bílkovinné látky v dostatečné koncentraci v supernatantu produkovalo 7 kmenů. U vybraných 3 kmenů byl sledován vliv teploty, pH a přítomnosti detergentů na inhibiční vlastnosti supernatantu. Uvedené kmeny produkovaly teplotně stabilní antimikrobiální bílkovinné látky, jejichž antimikrobiální vlastnosti neovlivňovaly testované detergenty s výjimkou SDS. Skríning DNA na přítomnost genů pro produkci bakteriocinů pomocí PCR a DNA/DNA hybridizace ukázal jejich přítomnost u 14 kmenů. U 3 kmenů byly identifikovány geny shodné s geny v genových klastrech pro gassericin K7A nebo gassericin K7B. Specifické produkty PCR byly sekvenovány a analyzovány pomocí algoritmu BLAST a programu CLUSTAL W2. U 2 kmenů byla nalezena v databázi GeneBank 100% shoda nukleotidových sekvencí se sekvencemi pro části genových klastrů gassericinu K7B, gassericinu T a acidocinu LF221B. Kmeny skupiny Lactobacillus acidophilus byly dále testovány na odolnost vůči podmínkám gastrointestinálního traktu, na adhezi na Caco-2 buňky a na rezistenci vůči antibiotikům. Skríningem DNA všech kmenů pomocí specifických primerů byla zjištěna přítomnost genu pro produkci histidin dekarboxylázy u 7 kmenů, gen pro produkci tyrosin dekarboxylázy byl detegován u 1 kmene a gen pro linoleát izomerázu u 4 kmenů. Pomocí optimalizovaného postupu imunomagnetické separace buněk s využitím biotinylované protilátky anti-Lactobacillus a magnetických nosičů s navázaným streptavidinem byly buňky kmene L. rhamnosus LOCK 0900 separovány z tekutého MRS media, UHT mléka a bílého jogurtu v dostatečném množství pro detekci pomocí PCR.The sixty-eight strains isolated from breastfed full-term infant feces and from another sources were identified using genus-specific polymerase chain reaction (PCR) for Lactobacillus, species-specific PCRs, multiplex PCR, pheS PCR, rep-PCR, RAPD-PCR and 16S rDNA sequencing into Lactobacillus species or group of species. Seven strains produced antimicrobial proteinaceous substances in the supernatants. Antimicrobial proteinaceous substances of three strains were tested on temperature, pH a detergent stability. All tested strains produced temperature-stable antimicrobial proteinaceous substances. Antimicrobial activity was not influenced by detergents with exception of SDS. Presence of genes for production of bacteriocins (acidocin B, gassericin A, gassericin T, gassericin K7A and gassericin K7B) were detected in DNA of fourteen strains using PCR and DNA/DNA hybridization. Selected PCR products were sequenced and analyzed using BLAST algorithm and CLUSTAL W2 programme. The sequences of specific PCR products in DNA of two strains had 100% similarity with the sequences from the database GeneBank. Selected strains of Lactobacillus acidophilus group were tested for the surveillance in gastrointestinal tract, for the production of antimicrobial substances, for the adhesion on Caco-2 cells and for the presence of genes of antibiotic resistance. DNA of strains was tested using specific primers on the presence of genes for histidine-decarboxylase, tyrosine-decyrboxylase and linoleate isomerase. The gene for histidine-decarboxylase production was detected in DNA of seven strains, for tyrosine-decarboxylase production in DNA of one strain and for linoleate isomerase in DNA of four strains. Imunomagnetic separation of the cells was optimized. Magnetic particles functionalized with streptavidin and the anti-Lactobacillus antidote was used for the separation of the cells of Lactobacillus rhamnosus LOCK 0900 from MRS medium, UHT milk and from the yogurt. The IMS-PCR was used for detection of imunomagnetic separated bacterial cells.